数据库系统学习笔记(三)——结构、组成

从数据库应用开发人员角度看,数据库系统通常采用三级模式结构,这是数据库内部的系统结构。

而从最终用户角度看,数据库系统的结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户-服务器、浏览器-应用服务器/数据库服务器等多层结构等。


数据库系统的结构

数据库系统模式

在数据模型中有“型(Type)”和“值(Value)”的概念。
型是指对某一类数据的结构和属性的说明,值是型的一个具体赋值。

模式(Schema)是数据库中全体数据的逻辑结构特征的描述,不涉及具体的值。
模式的一个具体值称为模式的一个实例(Instance)。同一个模式可以有很多实例。模式反映的是数据的结构及其联系,相对比较稳定。

数据库系统的三级模式结构

数据库的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级组成。如图所示:
数据库系统的三级模式结构

模式(Scnema)

模式也称为逻辑模式,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视图。

模式是数据库数据在逻辑级上的视图。一个数据库只有一个模式。定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构,而且要定义数据之间的联系,定义与数据有关的安全性、完整性要求。数据库管理系统提供模式数据定义语言(模式DDL)来严格地定义模式。

外模式(External Schema)

外模式也称子模式(Subschema)或用户模式,它是数据库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。

外模式通常是模式的子集、一个数据库可以有多个外模式。另一方面,同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用,但一个应用程序只能使用一个外模式。外模式是保证数据库安全的强力手段。数据库管理系统提供外模式数据定义语言(外模式DDL)来严格地定义外模式。

内模式(Internal Schema)

内模式也称存储模式(Storage Schema),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,是数据在数据库内部的组织方式。

数据库的二级映像功能与数据独立性

为了能在系统内部实现抽象层次的联系和转换,数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像模式/内模式映像

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去。并且由于数据的存取由DBMS管理,从而简化了应用程序的编制,大大减少了应用程序的维护和修改。

数据库的组成

  • 硬件平台及数据库
    • 足够大的内存
    • 足够大的磁盘或磁盘阵列
    • 较高的通道能力
  • 软件
    • 数据库管理系统
    • 支持数据库管理系统运行的操作系统
    • 具有与数据库接口的高级语言及其编译系统
    • 以数据库管理系统为核心的应用开发工具
    • 为特定应用环境开发的数据库应用系统
  • 人员
    • 数据库管理员
    • 系统分析员
    • 数据库设计人员
    • 应用程序员
    • 最终用户

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