数据库原理及应用课件作者胡孔法第03章节数据库系统的体系结构.ppt

第3章 数据库系统的体系结构 本章主要内容 　　本章主要讨论数据库系统的三级模式结构、DBMS、客户／服务器结构、基于Web的数据库系统等内容。 （1）DB的体系结构 三级结构，两级映像，两级数据独立性，体系结构各个层次中记录的联系。 （2）DBMS DBMS的工作模式、主要功能和模块组成。 （3）DBS DBS的组成，DBA，DBS的全局结构，DBS结构的分类。 数据库系统的体系结构 3.1 数据库的体系结构 3.2 数据库系统（DBS） 3.3 数据库管理系统（DBMS） 3.4 DBMS的系统结构 3.5 几种典型结构的DBMS 本章小结 3.1 数据库的体系结构 3.1.1 三级模式结构 3.1.2 两级映像和两级数据独立性 3.1.3 数据库的抽象层次 3.1.4 数据模式与数据模型的关系 3.1.1 三级模式结构 1）概念模式（Conceptual Schema） 定义：概念模式（简称模式，也称逻辑模式）是对数据库全局逻辑结构的描述，是数据库所有用户的公共数据视图。 概念模式描述： 所有实体、实体的属性和实体间的联系。 数据的约束。 数据的语义信息。 安全性和完整性信息。 2）外部模式(External Schema) 定义：外部模式（也称子模式或用户模式）是用户观念下局部数据结构的逻辑描述，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。 设置外部模式有如下优点： 方便用户使用，简化了用户接口。 保证数据的独立性。 有利于数据共享。 有利于数据安全和必威体育官网网址。 3）内部模式(Internal Schema) 定义：内部模式（也称存储模式）是对数据库中数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示形式。 定义了所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及所有数据控制方面的细节。 内部模式与下面的工作相关： 数据和索引的存储空间分配。 用于存储的记录描述（数据项的存储大小）。 记录放置。 数据压缩和数据加密技术。 数据的三级抽象术语 分层抽象的数据库结构 (1)一个数据库的整体逻辑结构和特征的描述（概念结构）是独立于数据库其他层次结构（内／外模式）的描述。 (2)一个数据库的内部存储模式依赖于概念模式。存储模式独立于外部模式，也独立于具体的存储设备。 (3)用户逻辑结构（外部模式）是在全局逻辑结构描述的基础上定义的，它独立于内部模式和存储设备。 (4)特定的应用程序是在外模式描述的逻辑结构上编写的，它依赖于特定的外模式。 (5)关系数据库系统中的视图与三模式结构的外模式相对应。 视图增加了用户界面的友好性。用户通过视图看到的只是他所关心的数据，可以减轻用户负担，提高数据独立性和安全性。 3.1.2 两级映像和两级数据独立性 　为了提高数据库系统中的数据独立性，数据库系统在这三级模式间提供了两层映像：外部模式／概念模式映像和概念模式／内部模式映像。 　所谓映像是一种对应规则，它指出了映像双方是如何进行转换的。 1）两级映像 （1）外部模式／概念模式映像 　外部模式／概念模式映像定义了各个外部模式与概念模式间的映像关系。 　这些映像定义通常在各自的外部模式中加以描述。 （2）概念模式／内部模式映像 　概念模式／内部模式映像定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。 　这个映像定义通常内部模式中加以描述。 2）两级数据独立性 　定义：数据独立性是指应用程序和数据库的数据结构之间相互独立，不受影响。 　数据独立性又分为: 　（1）逻辑数据独立性 　逻辑数据独立性指的是外部模式不受概念模式变化的影响。 　（2）物理数据独立性 　物理数据独立性指的是概念模式不受内部模式变化的影响。 　数据逻辑独立性与数据物理独立性统称为数据独立性。 数据库的三级体系结构 3.1.3 数据库的抽象层次 1）物理数据库 以内部模式为框架的数据库称为物理数据库。 它是数据库中最里面的一个层次，是物理存储设备上实际存储着的数据集合。 2）概念数据库 以概念模式为框架的数据库称为概念数据库。 它是数据库结构中的一个中间层次，是数据库的整体逻辑表示，它描述了每一个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系。 3）逻辑数据库 以外部模式为框架的数据库称为逻辑数据库。 它是数据库结构的最外一层，是用户所看到和使用的数据库，因而也称为用户数据库或用户视图。 3.1.4 数据模式与数据模型的关系 数据模式与数据模型有着密切联系，通常概念模式和子模式是建立在一定的逻辑数据模型（如层次模型、网状模型、关系模型等）上。 另一方面数据模式与数据模型在概念上是有区别的，数据模式是一个数据库的基于