大學(xué)計算機-計算思維視角 課件 5.2 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫與大數(shù)據(jù)章名：節(jié)名：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)1234數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DataBaseSystem，簡稱DBS)

是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫后構(gòu)成的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)庫(DataBase，DB)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

(DataBaseManagementSystem，DBMS)數(shù)據(jù)庫管理員

(DataBaseAdministrator，DBA)軟件（主要包括操作系統(tǒng)、各種宿主語言、實用程序）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)簡單說就是管理數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)軟件。具有如下功能：數(shù)據(jù)庫定義功能(如：定義基本表、視圖、索引等)數(shù)據(jù)庫操縱功能(如：數(shù)據(jù)庫的增、刪、改、查詢等)數(shù)據(jù)運行管理功能(如：安全性、完整性、并發(fā)控制等)

數(shù)據(jù)組織和存儲功能(如：數(shù)據(jù)存儲、實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)系等)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由DBMS統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的插入、修改和檢索均需要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行。DBA負(fù)責(zé)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護整個數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)能被任何有權(quán)使用的人有效使用。應(yīng)用開發(fā)工具指宿主語言，如C語言、Java、Python等。用戶用戶用戶應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工具OSDBMSDBADB數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DBS)包含數(shù)據(jù)庫(DB)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Oracle數(shù)據(jù)庫：甲骨文，目前功能最強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，能在所有主流平臺上運行（包括Windows），適用于大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQLServer數(shù)據(jù)庫：Microsoft公司研制的網(wǎng)絡(luò)型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，只能在Windows平臺上運行，適用于中、大型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Sybase數(shù)據(jù)庫：美國Sybase公司研制的一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，是一種典型的UNIX或WindowsNT平臺上客戶機/服務(wù)器環(huán)境下的大型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)MySQL數(shù)據(jù)庫：是一種開放源代碼的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，MySQL數(shù)據(jù)庫可以稱得上是目前運行速度最快的SQL語言數(shù)據(jù)庫，是一種完全免費的小型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。常見數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)Access數(shù)據(jù)庫：Microsoft公司研制的隨Office套件一起發(fā)行的優(yōu)秀的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)功能相對簡單，使用方便，可以滿足日常的辦公需要，可以用于中、小型數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)。外模式（子模式/用戶模式）表示用戶級數(shù)據(jù)庫，體現(xiàn)了對數(shù)據(jù)庫的用戶觀。模式（概念模式/邏輯模式）表示了概念級數(shù)據(jù)庫，反映了數(shù)據(jù)庫的整體觀。內(nèi)模式（存儲模式）表示了物理級數(shù)據(jù)庫，反映了數(shù)據(jù)庫的存儲觀。數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)模式：是數(shù)據(jù)庫的總框架，是對數(shù)據(jù)庫中全部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的總體描述。一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式。由DBMS提供的數(shù)據(jù)模式定義語言

DDL描述和定義。數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的底層描述，描述了數(shù)據(jù)在存儲介質(zhì)上的存儲方式和物理結(jié)構(gòu)。如：記錄是順序存儲還是

按B樹結(jié)構(gòu)存儲；數(shù)據(jù)是否加密等等。一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。由內(nèi)模式描述語言DSDL描述和定義。數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)外模式：通常是模式的一個子集；外模式面向

用戶，故稱為“用戶”視圖。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式，在一

個外模式中可以編寫多個應(yīng)用程序。外模式由外模式描述語言SDDL進行

具體描述。三級模式/二級映像三級模式中，只有內(nèi)模式才是真正存儲數(shù)據(jù)的，而模式和外模式僅是一種表示數(shù)據(jù)的邏輯方法，但卻可以放心大膽地使用它們，這是靠DBMS的映像功能實現(xiàn)的。這三種模式之間存在兩種映像：模式/內(nèi)模式映像，用于將概念數(shù)據(jù)庫與物

理數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來。

外模式/模式映像，用于將用戶數(shù)據(jù)庫與概

念數(shù)據(jù)庫聯(lián)系起來。數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)模式/內(nèi)模式映像當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變時，DBA對模式-內(nèi)模式映像做相應(yīng)改變，可以使模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變，保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨立性?！獢?shù)據(jù)的物理獨立性外模式/模式映像當(dāng)模式改變時(如增加新的關(guān)系、新的屬性，改變屬性的數(shù)據(jù)類型等)，DBA對各個外模式-模式映像做相應(yīng)的改變，可以使外模式保持不變，應(yīng)用程序是依據(jù)數(shù)據(jù)的外模式編寫的，從而使應(yīng)用程序不必修改，保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性?！獢?shù)據(jù)的邏輯獨立性