数据库系统结构 (2).ppt

用户定义的完整性按应用语义，属性数据有：类型与长度限制：方便计算机操作取值范围限制：防止属性值与应用语义矛盾第37页,共62页，星期六，2024年，5月语义许可取值范围约束例： 成绩取[0..100],{优、良、中、及格、不及格}第38页,共62页，星期六，2024年，5月2.4数据库系统的结构2.4.1模式的基本概念2.4.2三级模式结构2.4.3数据库的模式映像功能与数据独立性第39页,共62页，星期六，2024年，5月模式的基本概念模式描述了数据库中全体数据的逻辑结构和特征。只涉及到型的描述，不涉及具体的值。关系模式是关系的“型”或元组结构共性的描述。第40页,共62页，星期六，2024年，5月关系模式表头（关系模式）元组属性1属性2…属性n示例：学生关系模式：学生（学号，姓名，年龄，性别，所在系）第41页,共62页，星期六，2024年，5月三级模式结构第42页,共62页，星期六，2024年，5月关系数据库中的模式是关系的。外模式也是关系的或接近关系的，它们的内容来自模式。内模式不是关系的，它是数据的物理存储方式。第43页,共62页，星期六，2024年，5月外模式也称为用户模式、子模式。用户对现实系统中感兴趣整体的局部数据结构的描述。是DB整体数据结构的子集或局部重构。是保证数据库安全的一个措施。第44页,共62页，星期六，2024年，5月概念模式也称为逻辑模式或模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据描述。是数据库系统结构的中间层。既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具体的应用程序、所使用的应用开发工具和环境无关。第45页,共62页，星期六，2024年，5月内模式也称为存储模式。是对整个数据库的底层表示，它描述了数据的存储结构，比如数据的组织与存储方式，如是顺序存储、B树存储还是散列存储、索引按什么方式组织、是否加密等。与物理层不一样，它不涉及物理记录的形式，也不考虑具体设备的柱面或磁道大小。第46页,共62页，星期六，2024年，5月数据库的模式映像功能与数据独立性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DBMS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。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在三级模式之间提供了两层映象：外模式/模式映象模式/内模式映象第47页,共62页，星期六，2024年，5月是数据库管理系统的基本功能之一。维护DB数据与DB应用程序相互独立，从而使DB应用程序不随DB数据的逻辑或存储结构的变动而变动。模式间的映象第48页,共62页，星期六，2024年，5月外模式/模式映象对于每个外模式，数据库管理系统都有一个外模式/模式映像，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。当模式改变时，可用外模式/模式定义语句，调整外模式/模式映象定义，从而保持外模式不变。保证了数据与程序的逻辑独立性。第49页,共62页，星期六，2024年，5月模式/内模式映象模式/内模式映像定义了数据库的逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当存储结构改变时，只需要对模式/内模式映像做相应的修改，就可以保持模式不变，从而也不必改变应用程序。保证了数据与程序的物理独立性。第50页,共62页，星期六，2024年，5月模式（即全局逻辑结构）是数据库的中心与关键，它独立于数据库系统的其他层。设计数据库系统时也是首先设计数据库系统的逻辑模式。内模式依赖于数据库的全局逻辑结构，但独立于数据库的用户视图，也就是外模式，也独立于具体的存储设备。外模式面向具体的应用程序，它定义在逻辑模式之上，但独立于存储模式和存储设备。第51页,共62页，星期六，2024年，5月特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据库系统的模式和存储结构独立。不同的应用程序有时可以共用同一个外模式。数据库系统的两级映像保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性。数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出来。由于数据的存取由DBMS负责管理和实施，因此，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序的编制，减少了对应用程序的维护和修改工作。第52页,共62页，星期六，2024年，5月2.4.4数据库管理系统DBMS是处理数据库访问的系统软件。处理过程:用户使用数据库语言发出一个访问请求；DBMS接受请求并分析；DBMS检查用户外模式