数据库系统概述本章要点1理解数据和信息的概念与其.ppt

系型。由于数据结构反映了数据类型的基本特征，是刻画一个数据模型性质最重要的方面。因此，人们通常按照数据结构的类型命名数据模型。传统的有层次模型、网状模型、关系模型。 数据操作是对系统动态特性的描述，是对各种对象实例允许执行的操作的集合。数据操作主要分更新和检索两大类，更新包括插入、删除、修改。两类通称为增、删、改、查。数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。 数据的约束条件是一组完整性规则的集合，由DBMS支持的。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以 限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，其目的是保证数据的正确性、有效性和相容性。在关系模型中，任何关系必须满足实体完整性和参照完整性两个条件。此外，数据模型还应该提供定义完整性约束条件的机制，以反映具体应用所涉及的数据必须遵守的特定的语义约束条件。 1.5 数据库系统的体系结构 数据库系统的体系结构从不同的角度可有不同的划分方式。从数据库关系系统的角度来看，数据库系统通常采用三级模式结构，从外到内依次为外模式、模式和内模式。 数据库的三层结构是数据的三个抽象级别，用户只要抽象地处理数据，而不必关系数据在计算机 中如何表示和存储。为了实现三个抽象级别的联系和转换，数据库管理系统在三层结构之间提供了两层映象：外模式／模式映象和模式／内模式映象。 1.5.1数据库系统的三级模式结构 1. 外模式（External Schema） 又称为用户模式，是数据库用户和数据库系统的接口，是数据库用户的数据视图，是数据库用户可以看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。 一个数据库通常都有多个外模式。一个应用程序只能使用一个外模式，但同一外模式可为多个应用程序所用。不同用户需求不同，看待数据的 方式也可以不同，对数据必威体育官网网址的要求也可以不同，使用的程序设计语言也可以不同，因此不同用户的外模式的描述可以使不同的。 外模式保证数据库安全的重要措施。每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，而数据库中的其它数据均不可见。用户使用数据操纵语言的语句对数据库进行操作，实际上就是对外模式的外部记录进行操作。用户对数据库的操作，只能与外模式发生联系，按照外模式的结构存储和操纵数据，不必关系模式。 2. 模式（Schema） 又称为逻辑模式或者概念模式。是所有数据库用户的公共数据视图，是数据库中全部数据的 逻辑结构和特征的描述。 一个数据库只有一个模式。其中概念模式可以用实体-联系模型来描述，逻辑模式以某种数据模型（比如关系模型）为基础，综合考虑所有用户的需求，并将其形成全局逻辑结构。模式不但要描述数据库数据的逻辑结构，还要描述数据之间的联系、数据的完整性、安全性要求。 3. 内模式（Internal Schema） 又称为存储模式，是数据库物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节。 一个数据库只有一个内模式。内模式描述记录 的存储方式、索引的组织方式、数据是否进行压缩、是否加密等。内模式并不涉及物理记录，也不涉及硬件设备。 通常我们不关心内模式的具体技术实现，而是从一般组织的观点（即概念模式）或用户的观点（外模式）来讨论数据库的描述。 在三层模式结构中，数据库模式是数据库的核心和关键，外模式通常是模式的子集。数据按外模式的描述提供用户，按内模式的描述存储在硬盘上，而模式介于外、内模式之间，既不涉及外部的访问，也不涉及内部的存储，从而起到隔离作用，有利于保持数据的独立性，内模式依赖于全局逻辑结构，但可以独立于具体的存储设备。 由此可见，数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给了数据库管理系统去管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。 1.5.2 两层映像功能 为了实现三级模式结构，DBMS在三层结构之间提供了两层映像；外模式／模式映像和模式/内模式映像。 所谓映像就是一种对应规则，说明映像双方如何进行转换。三级模式间的两层映像保证数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。 1. 外模式／模式 外模式／模式映像定义了各外模式和模式之间的对应关系，它把描述局部逻辑结构的外模式与描述全局逻辑结构的模式联系起来。当模式改变时，数据库管理员只要对各个外模式/模式映像做相应的改变，使外模式保持不变，则以外模式为依据的应用程序不受影响，从而保证了数据与程序之间的逻辑独立性，也就是数据的逻辑独立性。 逻辑独立性指当总体逻辑结构改变时，通过对映像的相应改变而保持局