数据库的体系结构.doc

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1、第1章数据库基础111第第章章导读数据库基础（视频讲解：25分钟）本章主要介绍数据库的相关概念，包括数据库系统的简介、数据库的体系结构、数据模型、常见关系数据库。通过本章的学习，读者应该掌握数据库系统、数据模型、数据库三级模式结构以及数据库规范化等概念，掌握常见的关系数据库。通过阅读本章，您可以：:了解数据库技术的发展:掌握数据库系统的组成:掌握数据库的体系结构:熟悉数据模型:掌握常见的关系数据库9第1章数据库基础1.1数据库系统简介视频讲解：光盘TMlx1数据库系统简介.exe数据库系统（DataBase System，DBS）是由数据库及其管

2、理软件组成的系统，人们常把与数据库有关的硬件和软件系统称为数据库系统。1.1.1数据库技术的发展数据库技术是应数据管理任务的需求而产生的，随着计算机技术的发展，对数据管理技术也不断地提出更高的要求，其先后经历了人工管理、文件系统、数据库系统等3个阶段，这3个阶段的特点分别如下所述。（1）人工管理阶段20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时硬件和软件设备都很落后，数据基本依赖于人工管理，人工管理数据具有如下特点：þ数据不保存。þ使用应用程序管理数据。þ数据不共享。þ数据不具有独立性。（2）文件系统阶段20世纪50年代后期到60年代中期，硬件和

3、软件技术都有了进一步发展，出现了磁盘等存储设备和专门的数据管理软件即文件系统，文件系统具有如下特点：þ数据可以长期保存。þ由文件系统管理数据。þ共享性差，数据冗余大。þ数据独立性差。（3）数据库系统阶段20世纪60年代后期以来，计算机应用于管理系统，而且规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增长，对共享功能的要求越来越强烈。这样使用文件系统管理数据已经不能满足要求，于是为了解决一系列问题，出现了数据库系统来统一管理数据。数据库系统满足了多用户、多应用共享数据的需求，它比文件系统具有明显的优点，标志着管理技术的飞跃。1.1.2数据库系统的组成数据库系统是

4、采用数据库技术的计算机系统，是由数据库（数据）、数据库管理系统（软件）、数据库管理员（人员）、硬件平台（硬件）和软件平台（软件）5部分构成的运行实体。其中，9第1章数据库基础数据库管理员（DataBaseAdministrator，DBA）是对数据库进行规划、设计、维护和监视等的专业管理人员，在数据库系统中起着非常重要的作用。1.2数据库的体系结构视频讲解：光盘TMlx1数据库的体系结构.exe数据库具有一个严谨的体系结构，这样可以有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性。数据库领域公认的标准结构是三级模式结构。1.2.1数据库三

5、级模式结构数据库系统的三级模式结构是指模式、外模式和内模式。下面分别对它们进行介绍。1．模式模式也称逻辑模式或概念模式，它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视图。一个数据库只有一个模式，模式处于三级结构的中间层。2．外模式外模式也称用户模式，它是数据库用户（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，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。3．内模式内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。它是数据物理结构和存储方式的描述，是数

6、据在数据库内部的表示方式。1.2.2三级模式之间的映射为了能够在内部实现数据库的39第1章数据库基础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射。1．外模式/模式映射对应于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映射。当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式/模式映射作相应的改变，可以使外模式保持不变。这样，依据数据外模式编写的应用程序就不用修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。2．模式/内模式映射数据库中只有一个模式和一个内模式，所以模式/内模式映射是唯一的，它定义了数据库的全局逻辑结构与存储

7、结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式映射作相应改变，可以使模式保持不变，应用程序相应地也不作变动。这样，保证了数据与程序的物理独立性。1.3数据模型视频讲解：光盘TMlx1数据模型.exe数据模型是一种对客观事物抽象化的表现形式。它对客观事物加以抽象，通过计算机来处理现实世界中的具体事物。它客观地反映了现实世界，易于理解，与人们对外部事物描述的认识相一致。1.3.1数据模型的概念数据模型是数据库系统的核心与基础，是描述数据与数据之间的联系、数据的语义、数据一致性约束的概念性工具的集合。数据模型通常是由数据结构

8、、数据操作和完整性约束3部分组成的。þ数据结构：是对系统静态特征的描述。描述对象