第3章-数据库系统体系结构ppt课件.ppt

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1、第3章数据库系统体系结构计算机工程系数据库原理与实验Collegeofinformationandelectricalengineering本章内容一、数据库的体系结构二、数据库系统（DBS）三、数据库管理系统（DBMS）四、几种典型结构的DBMS五、小结一、数据库的体系结构1.三级模式结构2.两级映像和两级数据独立性3.数据库的抽象层次4.数据模式与数据模型1.三级模式结构…用户A1用户A2用户B1用户B2用户N1用户Ni…外模式A外模式B外模式N概念模式内模式数据库用户局部逻辑结构数据库整体逻辑结构数据库的物理结构外部级(单个用户视图)概念级（全局视图）内部级（存储视图）（1）概念模式

2、（ConceptualSchema）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）外模式（ExternalSchema）定义：外模式（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。有利于数据安全和保密。（3）内模式(InternalSchema)定义

3、：内模式（也称存储模式，内部模式）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。内模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。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：外模式／概念模式映像和概念模式／内模式映像。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。…外模式A外模式B外模式N概念模式内模式逻辑数据独立性物理数据独立性外模式/概念模式映

4、像概念模式/内模式映像（1）两级映像外模式／概念模式映像外模式／概念模式映像定义了各个外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模式中加以描述。（1）两级映像（续）概念模式／内模式映像概念模式／内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:逻辑数据独立性逻辑数据独立性指的是外模式不受概念模式变化的影响。物理数据独立性物理数据独立性指的是概念模式不受内模式变化的影响。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

5、级体系结构二、数据库系统（DBS）1.DBS的组成2.DBS结构的分类1.DBS的组成DBS由数据库、数据库管理系统、应用开发工具软件和应用程序、数据库的软／硬件支撑环境、数据库管理员等部分构成。2.DBS结构的分类（1）集中式DBS（2）客户机／服务器式DBS（3）分布式DBS（1）集中式DBS集中式系统是指运行在一台计算机上，不与其它计算机系统交互的数据库系统。这些主要表现在运行在个人计算机上的单用户数据库系统和运行在大型主机上的高性能数据库系统。对于个人计算机上的单用户数据库系统来说，其结构简单，容易设计、构造、操作和维护，但数据处理能力有限，而集中式大型机系统则一般常用于大规模的批

6、处理系统，这些应用常见于银行业、保险业等。高性能数据库系统。主机终端单用户数据库系统个人计算机（2）客户机／服务器式DBSC/S结构的关键在于功能的分布，一些功能放在前端机（即客户机）上执行，另一些功能放在后端机（即服务器）上执行。随着计算机网络和计算机软硬件技术的发展，计算机的性能价格比越来越高，使原集中式系统的终端变为个人计算机，而相应的由原集中式系统中主机完成的任务也有所划分，即由原集中式系统中主机完成的用户界面功能现在由个人计算机来处理，集中式系统变为服务器系统，以满足客户系统产生的请求，Client/Server（客户/服务器）系统一般结构如图所示。服务器客户机客户机客户机客户机

7、客户/服务器系统一般结构网络在该体系结构中，数据的存储和管理通常由服务器来承担，此服务器称为数据库服务器。①客户/服务器结构对于数据库系统而言，客户/服务器系统可将数据库功能大致分为两个部分：前端客户机系统和后端服务器系统。前端客户机系统主要包括图形用户界面工具、表格及报表生成和书写工具等；后端服务器系统负责数据的存取和控制，包括故障恢复和并发控制等。从功能来说，客户/服务器系统的功能划分如图所示。表格用户界面SQL用户