1.3.2 三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

　　1、 數(shù)據(jù)庫(kù)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)—外部級(jí)、概念級(jí)和內(nèi)部級(jí)，分別定義了外模式、模式和內(nèi)模式，用于從不同角度描述數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)。

　　2、 模式：

　　(1) 也稱(chēng)邏輯模式、概念模式;

　　(2) 對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是所有用戶(hù)的公共數(shù)據(jù)視圖;

　　(3) 模式不僅定義了數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，還定義了數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、與數(shù)據(jù)的關(guān)的安全性和完整性要求;

　　(4) 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)模式，建立在某種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上。

　　3、 外模式：

　　(1) 也稱(chēng)子模式、用戶(hù)模式、用戶(hù)視圖;

　　(2) 是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)用戶(hù)能夠看見(jiàn)和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。

　　(3) 一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以有多個(gè)外模式，每個(gè)外模式描述了某個(gè)特定用戶(hù)所使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征，是與某一應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。

　　(4) 外模式還是保證數(shù)據(jù)安全的有力措施，每個(gè)用戶(hù)只能看見(jiàn)和訪問(wèn)所對(duì)應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)，其它數(shù)據(jù)對(duì)他是不可見(jiàn)的。

　　4、 內(nèi)模式：

　　(1) 也稱(chēng)物理模式、存儲(chǔ)模式;

　　(2) 是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，代表了數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式和物理組織結(jié)構(gòu);

　　1.3.3 二級(jí)映象與數(shù)據(jù)獨(dú)立性

　　1、 外模式/模式映象：

　　(1) 定義了數(shù)據(jù)庫(kù)中不同用戶(hù)的外模式與數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;

　　(2) 可有多個(gè)外模式/模式映象，對(duì)于每個(gè)外模式，需要一個(gè)外模式/模式映象來(lái)定義該外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;

　　(3) 當(dāng)模式發(fā)生變化時(shí)，只需調(diào)整外模式/模式間的映象關(guān)系，而外模式無(wú)需修改，保證了數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的邏輯獨(dú)立性，稱(chēng)為數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性。

　　2、 模式/內(nèi)模式映象：

　　(1) 定義了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)，與這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中的物理存儲(chǔ)組織結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　(2) 模式/內(nèi)模式映象是唯一的;

　　(3) 當(dāng)內(nèi)模式發(fā)生變化時(shí)，只需調(diào)整模式/內(nèi)模式映象關(guān)系，而模式無(wú)需修改，保證了數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序間的物理獨(dú)立性，稱(chēng)為數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性。

　　1.4 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

　　1、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)：是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的組成構(gòu)件、各構(gòu)件的功能及各構(gòu)件間的協(xié)同工作方式;

　　2、分類(lèi)：

　　(1) 集中式：全部數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)管理功能均集中在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);包括單用戶(hù)和主從式兩種，單用戶(hù)DBS是指系統(tǒng)由一個(gè)用戶(hù)獨(dú)占，不同機(jī)器間不能共享數(shù)據(jù);主從式DBS是指一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)分時(shí)多用戶(hù)的DBS;

　　(2) 分布式：數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但在物理上卻可以分布在網(wǎng)絡(luò)中不同數(shù)據(jù)管理節(jié)點(diǎn)上;

　　(3) 客戶(hù)/服務(wù)器：將DBMS和數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用分開(kāi)，網(wǎng)絡(luò)中某些節(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專(zhuān)門(mén)執(zhí)行DBMS功能，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理服務(wù)，稱(chēng)為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器;其他節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)上安裝DBMS的外圍應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具，支持用戶(hù)的應(yīng)用，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)表示服務(wù)，稱(chēng)為客戶(hù)端;

　　(4) 并行式：硬件平臺(tái)是并行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使用多個(gè)CPU和多個(gè)磁盤(pán)進(jìn)行并行數(shù)據(jù)處理和磁盤(pán)訪問(wèn)操作，以提高執(zhí)行速度;

　　(5) WEB式： 由通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的客戶(hù)端、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成。

　　1.5 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

　　1.5.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的功能

　　(1) 數(shù)據(jù)定義功能：DBMS提供了數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言(DDL)，用戶(hù)利用DDL定義數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)，描述數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)特征。

　　(2) 數(shù)據(jù)操縱功能：DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言(DML)，用戶(hù)利用DML對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、插入、刪除或更新;

　　(3) 數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行管理和控制功能

　　(4) 數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能

　　1.5.2 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的全局結(jié)構(gòu)

　　1、 DBS可分為用戶(hù)、人機(jī)交互界面、DBMS和磁盤(pán)四個(gè)層次;

　　2、 用戶(hù)可分為四類(lèi)：數(shù)據(jù)庫(kù)管理員DBA;專(zhuān)業(yè)用戶(hù);應(yīng)用程序員;終端用戶(hù);

　　3、 DBMS可分為兩部份：

　　(1) 查詢(xún)處理器：面向用戶(hù)查詢(xún)請(qǐng)求;包括以下幾個(gè)功能模塊：DML編譯器、嵌入式DML的預(yù)編譯器、DDL編譯器、查詢(xún)執(zhí)行引擎;

　　(2) 存儲(chǔ)管理器：面向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)訪問(wèn)，包括以下幾個(gè)功能模塊：權(quán)限和完整性管理器、事務(wù)管理器、文件管理器、緩沖區(qū)管理器;

　　4、 磁盤(pán)存儲(chǔ)的類(lèi)型：

　　(1) 以數(shù)據(jù)庫(kù)文件方式存儲(chǔ)的應(yīng)用數(shù)據(jù);

　　(2) 數(shù)據(jù)字典;

　　(3) 為提高查詢(xún)速度而設(shè)置的數(shù)據(jù)庫(kù)引擎;

　　(4) DMS運(yùn)行時(shí)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù);

　　(5) 日志信息。

　　1.6數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用

　　1、 第一代DBS：60年代末70年代初，層次型和網(wǎng)狀型DBS;

　　2、 第二代DBS：70年代后期，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);

　　3、 新型DBS：80年代，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng);90年代，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)