学生表和班级.ppt

专门的关系运算举例 R和U等值联结 R和U自然联结 a) 文学社表R c) 课程表U 由此形成数据库的三级模式结构，即外模式、逻辑模式和内模式。 外模式 系统分析员 数据库管理员 用户和应用程序员视图 数据库管理员 数据库 应用 1 应用 2 应用 3 应用 4 外视图 A 外视图 B …… …… 外模式 B A 逻辑视图 内视图 逻辑模式 内模式 姓名 学号 成绩 课程名 学号 1．模式 模式又称逻辑模式，对应于一个应用的所有关系模式的集合以及关系完整性约束、所允许的关系操作就构成了关系数据库的逻辑模式。 一个数据库只有一个逻辑模式。 逻辑模式可以采用数据定义语言DLL描述。 教务系统数据库的关系图，反映了教务系统数据库的逻辑模式的概要信息。 2．外模式 外模式又称子模式或用户模式，对应于用户级，是某个或几个数据库用户和应用程序员所看到的数据库的局部数据视图。 外模式是从模式导出的子模式，可以利用数据操纵语言 DML对外模式进行操作。 一个数据库可以有多个外模式。 外模式可以通过定义“查询”或“视图”从“基本关系模式”导出: “查询”是根据指定条件对基本表进行查询所得的结果表，是临时表，虽然是实际存在的表，但数据也是来自基本表，且一般不再使用，具有一次性和冗余性的特点。 “视图”是为了方便查询和处理而设计的数据虚表，在数据库中只存储结构的定义，而没有存储对应的数据，数据来自数据库中的基本表。 【例2.19】从学生表变换得到学生生日视图。 如果只对学生表中的“姓名”和“出生日期”感兴趣，可定义子模式：学生生日（姓名，出生日期），则形成一个视图，从模式“学生表”导出子模式“学生生日”的变换如图所示。 【例2.20】从学生表、课程表和成绩表变换得到学生成绩子模式。 如果希望获得“姓名”，“课程名”和“成绩”，这三个字段分布在三个表中，可定义子模式：学生成绩(姓名，课程名，成绩），从模式“学生表”、“课程表”和“选课表”导出子模式“学生成绩”的变换如图所示。 3．内模式 内模式又称存储模式，是全体数据库数据的机器内部表示或存储结构描述，是真正存放在外存储器上的物理数据库，它描述了数据记录、索引、文件的组织方式和在存储介质上的物理结构。 内模式是数据库管理员创建和维护数据库的视图。 一个数据库只有一个内模式。 数据库逻辑结构中的关系模式与系统平台无关，但数据库存储模式必须考虑具体的计算机系统和所选定的DBMS，采用它们所支持的数据类型描述和完整性约束规则来定义数据表，并选取DBMS所支持的数据库文件结构存储方法，设计数据库文件的存储位置。 内模式主要关注以下问题： （1）关系存储 （2）关系存取 在数据库管理系统中，关系表中的数据按记录存储。为了提高对数据记录的查询效率，通常采用索引方法来建立数据记录的存取顺序。索引与书的目录或字典检字索引的原理是一样的。数据库管理系统一般集成了多种复杂的快速查找算法，但这些算法基本上都是以数据记录排序为前提的。 ① 索引的概念 索引是由一个表中的一列或者若干列的值与其对应的记录在数据表中地址所组成。数据库中一个表的存储由两部分组成：数据页面和索引页面。 创建索引的目的 改善查询性能、加快依据索引字段对表中数据行的检索、强制保持表的数据唯一性等 索引虽然能改善查询性能，但也耗费了磁盘空间，并且当对数据表进行数据增加、修改或删除时，系统需要花费一些时间来维护索引，所以通常不在一个表上建立太多索引，也不建立不常使用的索引。 一般来说，需要在下面这些地方建立索引： 在主键和外键上创建索引。 在检索频繁的字段上建立索引。 在经常需要排序的字段上建立索引。 ② 索引的分类 1）聚集索引 聚集索引是对表中的数据行按指定索引字段值进行排序后再重新存储到磁盘上，使数据表的物理顺序与索引一致。 聚集索引的优点:检索速度比非聚集索引快 聚集索引的缺点:聚集索引重组了表的物理顺序，维护索引的时间和空间消耗都比较大 每个表只能建立一个聚集索引。 2）非聚集索引 非聚集索引具有完全独立于数据行的结构，建立非聚集索引不需要将数据表中的数据行按索引字段值重新排序。 非聚集索引的优点:不需要改变数据行的存储顺序 每个表只能建立一个聚集索引。 4．数据库的三级模式的关系 数据库的三级模式是数据模型在三个级别的抽象，使用户能够逻辑地、抽象地处理数据而不必关心数据在计算机中的表示和存储，把数据的具体组织交给数据库管理系统。 为了实现三个抽象层次间的联系和转换，数据库管理系统在三个模式间提供了两级映象: ① 外模式与模式间的映象。 保证了数据的逻辑独立性，即当数据库的逻辑结构发生变化时，可通过调节外模式与模式间的映象关系，从而保证外模式不变，那么建立在外模式基础上的应用程序也不变 例如，有关