《數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用》第1章 概述 v

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1、 數(shù) 據(jù) 庫 原 理 及 應(yīng) 用 第 1章 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 概 論 Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 應(yīng) 用 實(shí) 例Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 庫 相 關(guān) 術(shù) 語Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù)3 Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 組 成 結(jié) 構(gòu)4 生 活 中 的 數(shù) 據(jù) 庫 應(yīng) 用 實(shí) 例 ？ 校 園 學(xué) 籍 /成 績 /財(cái) 務(wù) 信 息 管 理 系 統(tǒng) 銀 行 業(yè) 務(wù) 管 理 系 統(tǒng) 電 信 業(yè) 務(wù) 管 理 系 統(tǒng) 火 車 、 飛 機(jī) 的 訂 票 管 理 系 統(tǒng) 醫(yī) 院 信 息 管 理 系 統(tǒng)

2、。 。 。 。 。 。 有 哪 些 共 性 ？ 醫(yī) 院 信 息 管 理 系 統(tǒng) （ HIS） 業(yè) 務(wù) 對(duì) 象 （ 實(shí) 體 ） 患 者 、 醫(yī) 生 、 藥 品 、 處 方 。 。 。 。 。 。 業(yè) 務(wù) 活 動(dòng) （ 聯(lián) 系 ） 掛 號(hào) 、 診 斷 、 化 驗(yàn) 、 檢 查 、 領(lǐng) 藥 、 交 費(fèi) 。 。 。 數(shù) 據(jù) 使 用 （ 檢 索 ） 收 入 統(tǒng) 計(jì) 、 病 案 分 析 、 績 效 評(píng) 估 、 輔 助 決 策 。 。 入庫 出庫 存 在 哪 些 問 題 ？ 如 何 組 織 這 些 數(shù) 據(jù) ？ 如 何 存 取 這 些 數(shù) 據(jù) ？ 哪 些 人 可 以 操 作 哪 些 數(shù) 據(jù) ？ 多 人 如 何 操

3、 作 同 一 數(shù) 據(jù) ？ 出 現(xiàn) 故 障 后 怎 么 辦 ？ 如 何 分 析 數(shù) 據(jù) 和 發(fā) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 價(jià) 值 ？ 數(shù) 據(jù) 模 型 、 規(guī) 范 化 理 論 數(shù) 據(jù) 定 義 和 操 作 語 言 安 全 性 控 制 并 發(fā) 性 控 制 數(shù) 據(jù) 恢 復(fù) 數(shù) 據(jù) 倉 庫 、 數(shù) 據(jù) 挖 掘 （ DIKV）入庫 出庫 數(shù) 據(jù) 庫 技 術(shù) 研 究 和 解 決 的 問 題 數(shù) 據(jù)管 理 的 共 性 問 題 大 量 數(shù) 據(jù) 的 有 效 組 織 和 存 儲(chǔ) 減 少 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 冗 余 ； 實(shí) 現(xiàn) 數(shù) 據(jù) 共 享 ； 保 障 數(shù) 據(jù) 安 全 ； 高 效 檢 索 和 處 理 數(shù) 據(jù) ； 數(shù) 據(jù) 庫 的 地 位

4、 數(shù) 據(jù) 庫 技 術(shù) 產(chǎn) 生 于 六 十 年 代 末 ， 是 數(shù) 據(jù) 管 理 的 最 新 技 術(shù) ， 是計(jì) 算 機(jī) 科 學(xué) 的 重 要 分 支 。 數(shù) 據(jù) 庫 技 術(shù) 是 信 息 系 統(tǒng) 的 核 心 和 基 礎(chǔ) ， 它 的 出 現(xiàn) 極 大 地 促 進(jìn)了 計(jì) 算 機(jī) 應(yīng) 用 向 各 行 各 業(yè) 的 滲 透 。 由 于 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 具 有 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 化 、 最 低 冗 余 度 、 較 高 的 程 序與 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 較 大 的 信 息 管 理 系 統(tǒng) 都 是 以 數(shù) 據(jù) 庫 作 為 基 礎(chǔ) 的 。 數(shù) 據(jù) 庫 的 建 設(shè) 規(guī) 模 、 數(shù) 據(jù) 庫 信 息 量 的

5、大 小 和 使 用 頻 度 已 成 為衡 量 一 個(gè) 國 家 信 息 化 程 度 的 重 要 標(biāo) 志 本 章 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 掌 握 數(shù) 據(jù) 庫 的 基 本 概 念 和 相 關(guān) 術(shù) 語 ； 掌 握 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 技 術(shù) 發(fā) 展 的 3個(gè) 階 段 ； 了 解 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 一 般 構(gòu) 成 ； 理 解 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 模 式 結(jié) 構(gòu) ； Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 應(yīng) 用 實(shí) 例Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 庫 相 關(guān) 術(shù) 語Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù)3 Click to add Title1 數(shù) 據(jù)

6、 庫 系 統(tǒng) 組 成 結(jié) 構(gòu)4 數(shù) 據(jù) 、 信 息 與 數(shù) 據(jù) 處 理 數(shù) 據(jù) 庫 基 本 概 念 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 關(guān) 系 列 表 和 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù) 據(jù) 是 一 種 符 號(hào) 序 列 ， 它 的 內(nèi) 容 是 事 物 特 性的 反 映 。 數(shù) 據(jù) 是 對(duì) 現(xiàn) 實(shí) 世 界 的 事 物 采 用 計(jì) 算 機(jī) 能 夠 識(shí)別 、 存 儲(chǔ) 和 處 理 的 方 式 進(jìn) 行 描 述 ， 或 者 說 是計(jì) 算 機(jī) 化 的 信 息 。 數(shù) 據(jù) 的 類 型 。 不 僅 包 括 數(shù) 字 、 字 母 、 文 字 和 其 他 特 殊 字 符 ； 而 且 還 包 括 圖 形

7、 、 圖 像 、 聲 音 等 多 媒 體 數(shù) 據(jù) 。 數(shù) 據(jù) 的 語 義 描 述一 條 數(shù) 據(jù) （ 結(jié) 構(gòu) 化 數(shù) 據(jù) ） 如 下 ： （ 余 穎 ， 女 ， 20， 四 川 ， 銷 售 部 ， 2008， 3000） 語 義 解 釋 ： 余 穎 是 公 司 職 員 ， 女 ， 20歲 ， 四 川 人 ， 2008年 進(jìn)入 公 司 ， 月 薪 3000元 ； 不 懂 語 義 則 無 法 解 釋 。 信 息 是 經(jīng) 過 加 工 處 理 的 數(shù) 據(jù) ， 是 人 們 消 化 理解 了 的 數(shù) 據(jù) ， 是 數(shù) 據(jù) 的 具 體 含 義 ， 是 數(shù) 據(jù) 經(jīng)過 記 錄 、 分 類 、 組 織 、 連 接 或

8、 翻 譯 后 出 現(xiàn) 的意 義 。 數(shù) 據(jù) 與 信 息 既 有 聯(lián) 系 又 有 區(qū) 別 。 數(shù) 據(jù) 是 信 息 的 載 體 ， 而 信 息 則 是 數(shù) 據(jù) 的 具 體 含 義 。 而 且 同 一 數(shù) 據(jù) 也 可 能 有 不 同 的 解 釋 。 數(shù) 據(jù) 一 般 都 可 以 表 示 成 某 種 信 息 ， 但 并 非 任 何 數(shù)據(jù) 都 能 包 含 對(duì) 人 們 來 說 有 用 的 信 息 。 信 息 是 抽 象 的 ， 不 隨 數(shù) 據(jù) 設(shè) 備 所 決 定 的 數(shù) 據(jù) 形 式而 變 化 ； 而 數(shù) 據(jù) 的 表 現(xiàn) 形 式 卻 具 有 可 選 擇 性 。 數(shù) 據(jù) 處 理 是 指 將 數(shù) 據(jù) 轉(zhuǎn) 換 成

9、信 息 的 過 程 。 數(shù) 據(jù) 處 理 的 基 本 目 的 是 從 大 量 、 已 知 數(shù) 據(jù) 出發(fā) 、 根 據(jù) 事 物 之 間 的 固 有 聯(lián) 系 和 規(guī) 律 ， 通 過分 析 歸 納 、 演 繹 推 導(dǎo) 等 手 段 ， 提 出 對(duì) 人 們 有價(jià) 值 、 有 意 義 的 信 息 ， 作 為 決 策 的 依 據(jù) 。 數(shù) 據(jù) 的 簡 單 處 理 包 括 組 織 、 編 碼 、 分 類 、 排序 等 ； 數(shù) 據(jù) 的 復(fù) 雜 處 理 可 以 使 用 統(tǒng) 計(jì) 學(xué) 方 法 、 數(shù) 學(xué) 模 型 等 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 深 層 次 的 加 工 。 數(shù) 據(jù) 庫 的 定 義 數(shù) 據(jù) 庫 (Database,簡

10、稱 DB)是 長 期 儲(chǔ) 存 在 計(jì) 算 機(jī) 內(nèi) 、有 組 織 的 、 可 共 享 的 大 量 數(shù) 據(jù) 集 合 。 數(shù) 據(jù) 庫 的 特 征 數(shù) 據(jù) 按 一 定 的 數(shù) 據(jù) 模 型 組 織 、 描 述 和 儲(chǔ) 存 可 為 各 種 用 戶 共 享 冗 余 度 較 小 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 較 高 易 擴(kuò) 展 DBMS的 定 義 一 個(gè) 能 夠 讓 用 戶 定 義 、 創(chuàng) 建 和 維 護(hù) 數(shù) 據(jù) 庫 以 及 控 制對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 訪 問 的 軟 件 系 統(tǒng) 。 DBMS 組 成 ： 查 詢 處 理 器 和 存 儲(chǔ) 管 理 器 。 查 詢 處 理 器 主 要 有 四 部 分 ： DDL編 譯 器 、 D

11、ML 編 譯器 、 嵌 入 式 DML的 預(yù) 編 譯 器 及 查 詢 運(yùn) 行 核 心 程 序 ； 存 儲(chǔ) 管 理 器 主 要 有 四 個(gè) 部 分 ： 授 權(quán) 和 完 整 性 管 理 器 、 事 務(wù) 管 理 器 、 文 件 管 理 器 及 緩 沖 區(qū) 管 理 器 。 DBMS的 功 能 ： 數(shù) 據(jù) 庫 定 義 功 能 提 供 數(shù) 據(jù) 定 義 語 言 （ DDL， Data Define Language）對(duì) 各 級(jí) 數(shù) 據(jù) 模 式 進(jìn) 行 精 確 定 義 ， 包 括 創(chuàng) 建 模 式 （schema） 數(shù) 據(jù) 庫 （ database） 、 表 （ table） 、 視 圖 （view） 等 等

12、。 DBMS的 功 能 ： 數(shù) 據(jù) 操 縱 功 能 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 提 供 數(shù) 據(jù) 操 縱 語 言 （ DML， Data Manipulation Language） ， 可 以 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 中 的 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 追 加 、 插 入 、 修 改 、 刪 除 、 檢 索 等 操 作 。 DBMS的 功 能 ： 數(shù) 據(jù) 庫 運(yùn) 行 控 制 功 能 提 供 數(shù) 據(jù) 控 制 語 言 （ DCL， Data Control Language）。 數(shù) 據(jù) 庫 的 恢 復(fù) 。 在 數(shù) 據(jù) 庫 被 破 壞 或 數(shù) 據(jù) 不 正 確 時(shí) ，系 統(tǒng) 有 能 力 把 數(shù) 據(jù) 庫 恢 復(fù) 到 正 確

13、 的 狀 態(tài) 。 數(shù) 據(jù) 庫 的 并 發(fā) 控 制 。 在 多 個(gè) 用 戶 同 時(shí) 對(duì) 同 一 個(gè) 數(shù) 據(jù)進(jìn) 行 操 作 時(shí) ， 系 統(tǒng) 應(yīng) 能 加 以 控 制 ， 防 止 破 壞 DB中 的數(shù) 據(jù) 。 數(shù) 據(jù) 完 整 性 控 制 。 保 證 數(shù) 據(jù) 庫 中 數(shù) 據(jù) 及 語 義 的 正 確性 和 有 效 性 ， 防 止 任 何 對(duì) 數(shù) 據(jù) 造 成 錯(cuò) 誤 的 操 作 。 數(shù) 據(jù) 安 全 性 控 制 。 防 止 未 經(jīng) 授 權(quán) 的 用 戶 存 取 數(shù) 據(jù) 庫中 的 數(shù) 據(jù) ， 以 避 免 數(shù) 據(jù) 的 泄 露 、 更 改 或 破 壞 。 DBMS的 功 能 ： 數(shù) 據(jù) 庫 的 維 護(hù) 功 能 包 括

14、 數(shù) 據(jù) 庫 的 初 始 數(shù) 據(jù) 的 載 入 、 轉(zhuǎn) 換 功 能 、 數(shù) 據(jù) 庫的 轉(zhuǎn) 儲(chǔ) 功 能 、 數(shù) 據(jù) 庫 的 重 組 織 功 能 和 性 質(zhì) 監(jiān) 視 、 分析 功 能 等 。 這 些 功 能 大 都 由 各 個(gè) 實(shí) 用 程 序 來 完 成 。 例 如 裝 配 程序 （ 裝 配 數(shù) 據(jù) 庫 ） 、 重 組 程 序 （ 重 新 組 織 數(shù) 據(jù) 庫 ）、 日 志 程 序 （ 用 于 更 新 操 作 和 數(shù) 據(jù) 庫 的 恢 復(fù) ） 、 統(tǒng)計(jì) 分 析 程 序 等 。 DBMS的 功 能 ： 數(shù) 據(jù) 字 典 數(shù) 據(jù) 字 典 (Data Dictionary， 記 為 DD)。 DD中 存 放 著

15、數(shù) 據(jù) 庫 三 級(jí) 結(jié) 構(gòu) 的 描 述 。 對(duì) 于 數(shù) 據(jù) 庫 的 操 作 都 要 通過 查 閱 DD進(jìn) 行 。 現(xiàn) 在 有 的 大 型 系 統(tǒng) 中 ， 把 DD單 獨(dú) 抽 出 來 自 成 一 個(gè)系 統(tǒng) ， 成 為 一 個(gè) 軟 件 工 具 ， 使 得 DD成 為 一 個(gè) 比DBMS更 高 級(jí) 的 用 戶 和 數(shù) 據(jù) 庫 之 間 的 接 口 。 定 義 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) （ Database System， 簡 稱 DBS） 是 指 在計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 中 引 入 數(shù) 據(jù) 庫 后 的 系 統(tǒng) 構(gòu) 成 。 注 ： 在 不 引 起 混 淆 的 情 況 下 常 常 把 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 簡 稱為

16、 數(shù) 據(jù) 庫 。 組 成 硬 件 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 集 合 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 及 相 關(guān) 軟 件 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 （ DBA） 用 戶 實(shí) 體 舉 例 ： 在 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 中 ， 一 個(gè) 實(shí) 體 可 以 是 一 個(gè) 人 、 一 個(gè) 地 方、 一 個(gè) 事 件 或 一 個(gè) 我 們 將 要 為 其 收 集 數(shù) 據(jù) 的 物 體 。 例 如 ， 在學(xué) 校 中 ， 實(shí) 體 可 能 是 學(xué) 生 、 教 師 員 工 、 課 程 等 。 所 有 的 學(xué) 生可 以 組 成 一 個(gè) 實(shí) 體 集 。 實(shí) 體 的 屬 性 ： 每 個(gè) 實(shí) 體 都 有 某 些 稱 為 屬 性 的 特 征 ， 如

17、 學(xué) 生 實(shí)體 可 能 包 含 以 下 屬 性 ： 學(xué) 生 學(xué) 號(hào) 、 姓 名 、 性 別 、 入 學(xué) 時(shí) 間 、專 業(yè) 方 向 等 。 每 個(gè) 屬 性 必 須 恰 當(dāng) 地 命 名 ， 以 便 讓 用 戶 能 夠 知道 它 的 內(nèi) 容 ， 如 學(xué) 生 實(shí) 體 ， 屬 性 姓 名 可 以 存 儲(chǔ) 為 STU_NAME， 性 別 可 以 存 儲(chǔ) 為 STU_SEX。 表 表 是 二 維 結(jié) 構(gòu) ，它 包 括 行 和 列 。 一 個(gè) 表 包 括 一 組相 關(guān) 的 實(shí) 體 實(shí) 體 集 。 有 時(shí) ， 術(shù) 語 實(shí) 體集 和 表 經(jīng) 常 互 換使 用 。1 表 是 二 維 結(jié) 構(gòu) ， 它 包 括 行 和

18、列 2 每 個(gè) 表 行 描 述 實(shí) 體 集 中 的 一 個(gè) 實(shí) 體 3 每 個(gè) 表 列 描 述 一 個(gè) 屬 性 ， 每 一 列 有 一 個(gè) 明 確 的 名 字 4 每 行 /列 的 交 叉 描 述 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 值 5 每 個(gè) 表 必 須 有 一 個(gè) 屬 性 或 者 一 個(gè) 屬 性 復(fù) 合 體 來 唯 一 標(biāo) 識(shí) 每 一 行 6 一 列 中 的 所 有 值 必 須 是 同 一 數(shù) 據(jù) 格 式 7 每 列 有 一 個(gè) 明 確 的 數(shù) 值 范 圍 8 行 和 列 的 排 列 順 序 對(duì) DBMS并 不 重 要 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 使 用 表 來 組 織 數(shù) 據(jù) 元 素 ， 每 一 個(gè) 表 對(duì) 應(yīng)

19、 于 一 個(gè) 應(yīng)用 實(shí) 體 集 ， 而 每 行 則 代 表 實(shí) 體 的 一 個(gè) 事 例 。 如 醫(yī) 院 管 理 系 統(tǒng)中 醫(yī) 生 實(shí) 體 集 對(duì) 應(yīng) 數(shù) 據(jù) 庫 中 的 表 Doctor， 該 表 中 的 每 一 行 則代 表 不 同 的 醫(yī) 生 。 聯(lián) 系 通 過 將 來 自 于 一 個(gè) 表 的 行 標(biāo) 識(shí) 符 （ 醫(yī) 生 編 號(hào) ） 出 現(xiàn) 在 一個(gè) 表 示 診 斷 的 行 中 ， 從 而 建 立 了 該 診 斷 與 這 個(gè) 醫(yī) 生 之 間 的 聯(lián)系 。 這 種 表 之 間 通 過 屬 性 進(jìn) 行 聯(lián) 系 ， 構(gòu) 成 了 關(guān) 系 列 表 ， 是 關(guān)系 數(shù) 據(jù) 庫 的 一 個(gè) 基 礎(chǔ) 。醫(yī)

20、生 編 號(hào) 醫(yī) 生 姓 名 醫(yī) 生 性 別 醫(yī) 生 年 齡 所 屬 部 門 技 術(shù) 等 級(jí) 工 資 診 斷 編 號(hào) 患 者 編 號(hào) 醫(yī) 生 編 號(hào) 癥 狀 描 述 診 斷 描 述 就 診 時(shí) 間 1970年 ， IBM研 究 室 的 Ted Codd發(fā) 表 了 一 篇 具 有 很 大 影 響 的關(guān) 于 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 模 型 的 論 文 ， 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 發(fā) 生 了 顯 著 的 變化 。 Codd提 出 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 應(yīng) 為 用 戶 提 供 這 樣 一 種 觀 點(diǎn) ： 即 數(shù) 據(jù)庫 系 統(tǒng) 是 用 一 種 稱 為 “ 關(guān) 系 ” 的 表 來 組 織 數(shù) 據(jù) 的 。 而 在 背后

21、 ， 可 能 有 一 個(gè) 很 復(fù) 雜 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) ， 以 保 證 對(duì) 各 種 查 詢 的快 速 響 應(yīng) 。 但 與 以 前 的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 用 戶 不 同 ， 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 用戶 并 不 關(guān) 心 數(shù) 據(jù) 的 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) ， 而 是 使 查 詢 能 用 很 高 級(jí) 的 語言 來 實(shí) 現(xiàn) ， 從 而 大 大 提 高 了 數(shù) 據(jù) 庫 開 發(fā) 人 員 的 效 率 。 關(guān) 系 就 是 表 。 表 的 各 列 以 屬 性 開 始 ， 屬 性 是 列 的 入 口 。 下 表 是 一 個(gè) 名 為 Doctor（ 醫(yī) 生 ） 的 關(guān) 系 ， 記 錄的 是 醫(yī) 生 的 信

22、 息 。 醫(yī) 生 編 號(hào) 醫(yī) 生 姓 名 醫(yī) 生 性 別 醫(yī) 生 年 齡 所 屬 部 門 技 術(shù) 等 級(jí) 工 資 001 李 紅 女 30 101 主 任 醫(yī) 師 3000 002 張 蘭 女 35 104 主 治 醫(yī) 師 1800 Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 應(yīng) 用 實(shí) 例Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 庫 相 關(guān) 術(shù) 語Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù)3 Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 組 成 結(jié) 構(gòu)4 數(shù) 據(jù) 管 理 的 發(fā) 展 數(shù) 據(jù) 和 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 的

23、 3個(gè) 發(fā) 展 階 段 人 工 管 理 階 段 文 件 系 統(tǒng) 管 理 階 段 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 管 理 階 段 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 面 臨 挑 戰(zhàn) 信 息 爆 炸 可 能 產(chǎn) 生 大 量 垃 圾 數(shù) 據(jù) 類 型 的 多 樣 化 和 一 體 化 要 求 當(dāng) 前 的 數(shù) 據(jù) 管 理 還 不 能 處 理 不 確 定 或 不 精 確的 模 糊 信 息 數(shù) 據(jù) 庫 安 全 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 理 解 和 知 識(shí) 獲 取 的 要 求 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 面 臨 挑 戰(zhàn) 20世 紀(jì) 60年 代 ， 由 于 計(jì) 算 機(jī) 的 主 要 應(yīng) 用 領(lǐng) 域 從 科 學(xué) 計(jì) 算轉(zhuǎn) 移 到 數(shù) 據(jù) 事 務(wù) 處 理

24、， 促 使 數(shù) 據(jù) 管 理 應(yīng) 運(yùn) 而 生 ， 使 數(shù) 據(jù)管 理 技 術(shù) 出 現(xiàn) 一 次 飛 躍 。 提 出 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 模 型 ， 在 數(shù) 據(jù) 管 理 和 理 論 方 面 產(chǎn) 生 了 深遠(yuǎn) 的 影 響 。 經(jīng) 過 大 批 數(shù) 據(jù) 庫 專 家 十 余 年 的 不 懈 努 力 ， 數(shù)據(jù) 庫 領(lǐng) 域 在 理 論 和 時(shí) 間 上 取 得 令 人 矚 目 的 成 就 ， 它 標(biāo) 志著 數(shù) 據(jù) 管 理 的 逐 漸 成 熟 ， 使 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 出 現(xiàn) 了 又 一 次飛 躍 。 時(shí) 間 ： 20世 紀(jì) 50年 代 中 期 以 前 計(jì) 算 機(jī) 主 要 用 于 科 學(xué) 計(jì) 算 。 外 部 存

25、 儲(chǔ) 器 只 有 磁 帶 、 卡 片 和 紙帶 等 ， 還 沒 有 磁 盤 等 直 接 存 取 存儲(chǔ) 設(shè) 備 。 軟 件 只 有 匯 編 語 言 ， 尚 無 數(shù) 據(jù) 管理 方 面 的 軟 件 。 數(shù) 據(jù) 處 理 方 式 基 本 是 批 處 理 。 特 點(diǎn) ： 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 不 提 供 對(duì) 用 戶 數(shù)據(jù) 的 管 理 功 能 。 數(shù) 據(jù) 不 能 共 享 。 不 單 獨(dú) 保 存 數(shù) 據(jù) 。 應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù) 集 應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù) 集 應(yīng) 用 程 序 數(shù) 據(jù) 集 n. .人 工 管 理階 段 時(shí) 間 ： 20世 紀(jì) 50年 代 后 期 至 60年 代 中 期 。 計(jì) 算 機(jī) 不 僅

26、用 于 科 學(xué) 計(jì) 算 ， 還 利 用 在 信 息 管 理 方 面 。 隨 著 數(shù) 據(jù) 量 的 增 加 ， 數(shù) 據(jù) 的 存 儲(chǔ) 、 檢 索 和 維 護(hù) 問 題 成 為 緊 迫 的 需要 ， 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 和 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 迅 速 發(fā) 展 起 來 。 外 部 存 儲(chǔ) 器 已 有 磁 盤 、 磁 鼓 等 直 接 存 取 的 存 儲(chǔ) 設(shè) 備 。 軟 件 領(lǐng) 域 出 現(xiàn) 了 操 作 系 統(tǒng) 和 高 級(jí) 軟 件 。 操 作 系 統(tǒng) 中 的 文 件 系 統(tǒng) 是專 門 管 理 外 存 的 數(shù) 據(jù) 管 理 軟 件 。 數(shù) 據(jù) 處 理 方 式 有 批 處 理 ， 也 有 聯(lián) 機(jī) 實(shí) 時(shí) 處 理 。

27、應(yīng) 用 程 序 文 件 應(yīng) 用 程 序 文 件 2應(yīng) 用 程 序 文 件 n存 取方 法. .文 件 管 理階 段 特 點(diǎn) ： 數(shù) 據(jù) 以 “ 文 件 ” 形 式 可 長 期 保 存 在 外 部 存 儲(chǔ) 器 的 磁 盤上 。 由 于 計(jì) 算 機(jī) 的 應(yīng) 用 轉(zhuǎn) 向 信 息 管 理 ， 因 此 對(duì) 文 件 要進(jìn) 行 大 量 的 查 詢 、 修 改 和 插 入 等 操 作 。 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 與 物 理 結(jié) 構(gòu) 有 了 區(qū) 別 ， 但 比 較 簡 單 。程 序 與 數(shù) 據(jù) 之 間 具 有 “ 設(shè) 備 獨(dú) 立 性 ” ， 即 程 序 只 需 用文 件 名 就 可 與 數(shù) 據(jù) 打 交 道

28、， 不 必 關(guān) 心 數(shù) 據(jù) 的 物 理 位 置。 缺 點(diǎn) ： 數(shù) 據(jù) 冗 余 。 由 于 文 件 之 間 缺 乏 聯(lián) 系 ， 造 成 每 個(gè) 應(yīng) 用 程 序 都 有 對(duì) 應(yīng) 的 文 件 ， 有 可 能 同 樣 的 數(shù) 據(jù) 在 多 個(gè) 文 件 中重 復(fù) 存 儲(chǔ) 。 不 一 致 性 。 這 往 往 是 由 數(shù) 據(jù) 冗 余 造 成 的 ， 在 進(jìn) 行 更 新操 作 時(shí) ， 稍 不 謹(jǐn) 慎 ， 就 可 能 使 同 樣 的 數(shù) 據(jù) 在 不 同 的 文件 中 不 一 樣 。 數(shù) 據(jù) 聯(lián) 系 弱 。 這 是 由 于 文 件 之 間 相 互 獨(dú) 立 ， 缺 乏 聯(lián) 系造 成 的 。 20世 紀(jì) 60年 代 后

29、 期 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 進(jìn) 入數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 階 段 。 特 點(diǎn) : 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 不 是 面 向單 一 的 應(yīng) 用 ， 而 是面 向 全 組 織 。 數(shù) 據(jù) 冗 余 小 ， 易 擴(kuò)充 。 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 于 程 序 。 統(tǒng) 一 的 數(shù) 據(jù) 管 理 功能 ， 包 括 數(shù) 據(jù) 的 安全 性 控 制 、 數(shù) 據(jù) 的完 整 性 控 制 及 并 發(fā)控 制 。 思 考 ？ 為 什 么 需 要 將 程 序 與 數(shù) 據(jù) 相 分 離 ？ 舉 例 說 明 如 何 分 離 ？ Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 應(yīng) 用 實(shí) 例Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 庫 相 關(guān)

30、術(shù) 語Click to add Title2 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù)3 Click to add Title1 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 組 成 結(jié) 構(gòu)4 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 物 理 組 成 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 分 類 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 模 式 構(gòu) 成 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 在 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 中 的 位 置 組 成 部 分 硬 件 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 集 合 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 及 相 關(guān) 軟 件 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 用 戶 硬 件 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 計(jì) 算 機(jī) 需 要 有 足 夠 大 的 內(nèi) 存 、足 夠 大 容 量 的 磁 盤 等 聯(lián) 機(jī) 直

31、接 存 取 設(shè) 備 和 較 高 的通 道 能 力 ， 以 及 支 持 對(duì) 外 存 的 頻 繁 訪 問 ， 還 需 要足 夠 數(shù) 量 的 脫 機(jī) 存 儲(chǔ) 介 質(zhì) ， 如 軟 盤 、 光 盤 、 磁 帶等 存 放 數(shù) 據(jù) 庫 的 備 份 。 數(shù) 據(jù) 庫 集 合 系 統(tǒng) 包 括 若 干 個(gè) 設(shè) 計(jì) 合 理 、 滿 足 應(yīng) 用 需 要 的 數(shù) 據(jù) 庫 。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 及 相 關(guān) 軟 件 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) （ DBMS） 是 為 數(shù) 據(jù) 庫 建 立 、 使 用 和 維護(hù) 而 配 置 的 軟 件 ， 是 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 核 心 組 成 部 分 。 為 滿 足 自 描 述

32、的 需 求 ， DBMS還 要 存 儲(chǔ) 元 數(shù) 據(jù) ， 也 就 是關(guān) 于 數(shù) 據(jù) 的 數(shù) 據(jù) 。 此 外 支 持 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 運(yùn) 行 的 操 作 系 統(tǒng) 、 系 統(tǒng) 開 發(fā) 軟件 都 是 系 統(tǒng) 軟 件 的 組 成 。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 一 般 需 要 專 人 來 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 進(jìn) 行 管 理 ， 這個(gè) 人 稱 為 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 DBA。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 負(fù) 責(zé) 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 建 立 、 維 護(hù) 和 管 理 。 用 戶 一 類 是 最 終 用 戶 ， 主 要 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 進(jìn) 行 聯(lián) 機(jī) 查 詢 或 通 過 數(shù)據(jù) 庫

33、 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 提 供 的 界 面 來 使 用 數(shù) 據(jù) 庫 ， 這 些 界 面 包 括菜 單 、 表 格 、 圖 形 和 報(bào) 表 ； 另 一 類 是 專 業(yè) 用 戶 ， 即 應(yīng) 用 程 序 員 ， 他 們 負(fù) 責(zé) 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 用系 統(tǒng) 的 程 序 模 塊 ， 對(duì) 數(shù) 據(jù) 庫 進(jìn) 行 操 作 。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 （ DBA） 職 責(zé) 決 定 數(shù) 據(jù) 庫 中 的 信 息 內(nèi) 容 和 結(jié) 構(gòu) 決 定 數(shù) 據(jù) 庫 的 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 和 存 取 策 略 定 義 數(shù) 據(jù) 的 安 全 性 要 求 和 完 整 性 約 束 條 件 監(jiān) 控 數(shù) 據(jù) 庫 的 使 用 和 運(yùn) 行 周 期 性 轉(zhuǎn) 儲(chǔ) 數(shù)

34、據(jù) 庫 ： 數(shù) 據(jù) 文 件 +日 志 文 件 系 統(tǒng) 故 障 恢 復(fù) 介 質(zhì) 故 障 恢 復(fù) 監(jiān) 視 審 計(jì) 文 件 數(shù) 據(jù) 庫 的 改 進(jìn) 和 重 組 性 能 監(jiān) 控 和 調(diào) 優(yōu) 數(shù) 據(jù) 重 組 數(shù) 據(jù) 庫 重 構(gòu) 根 據(jù) 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 的 結(jié) 構(gòu) 不 同 ， 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)可 分 為 ： 集 中 式 客 戶 機(jī) 服 務(wù) 器 式 并 行 式 分 布 式 基 于 互 聯(lián) 網(wǎng) 集 中 式 不 但 數(shù) 據(jù) 是 集 中的 ， 數(shù) 據(jù) 的 管 理也 是 集 中 的 ， 數(shù)據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 所 有功 能 ， 從 形 式 的用 戶 接 口 到 DBMS核 心 都 集 中 在DBMS所

35、在 的 計(jì) 算機(jī) 上 。 客 戶 機(jī) /服 務(wù) 器 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 功 能 分 為 前端 和 后 端 。 前 端 包 括 圖形 用 戶 界 面 、 表 格 生 成、 報(bào) 表 處 理 等 工 具 ； 后端 負(fù) 責(zé) 存 取 結(jié) 構(gòu) 、 查 詢計(jì) 算 和 優(yōu) 化 、 并 發(fā) 控 制及 故 障 恢 復(fù) 等 。 前 端 與 后 端 通 過 SQL或應(yīng) 用 程 序 來 接 口 。 客 戶 機(jī) 主 要 負(fù) 責(zé) 數(shù) 據(jù) 表示 服 務(wù) ， 而 服 務(wù) 器 主 要 負(fù) 責(zé) 數(shù) 據(jù) 庫 服 務(wù) 。 并 行 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 并 行 體 系 結(jié) 構(gòu) 的 數(shù) 據(jù) 庫是 物 理 上 連 在 一 起 的CPU， 分

36、為 基 本 結(jié) 構(gòu) ： 共 享 內(nèi) 存 （ 主 存儲(chǔ) 器 ） 結(jié) 構(gòu) （Shareed_Memory， 簡 稱 SM結(jié) 構(gòu) ） 共 享 磁 盤 結(jié) 構(gòu) （Shared_ Disk， 簡稱 SD結(jié) 構(gòu) ） 無 共 享 資 源 結(jié) 構(gòu)（ Shared_ Nothing， 簡 稱 SN結(jié) 構(gòu) ） 。 分 布 式 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) （DDBS） 分 布 式 系 統(tǒng) 是 多 個(gè) 物 理 上 分散 、 邏 輯 上 集 中 的 數(shù) 據(jù) 庫 系統(tǒng) ， 系 統(tǒng) 中 的 數(shù) 據(jù) 分 布 存 放在 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 不 同 場 地 的計(jì) 算 機(jī) 中 。 每 一 個(gè) 場 地 都 是 獨(dú) 立 的 數(shù) 據(jù)庫 系

37、統(tǒng) ， 有 自 己 的 數(shù) 據(jù) 庫 、自 己 的 用 戶 、 自 己 的 CPU，運(yùn) 行 自 己 的 DBMS， 執(zhí) 行 局部 應(yīng) 用 ， 具 有 高 度 的 自 治 性 。 同 時(shí) 各 個(gè) 場 地 的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng)又 相 互 協(xié) 作 組 成 為 一 個(gè) 整 體。 基 于 互 聯(lián) 網(wǎng) 的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 技 術(shù) 是 計(jì) 算 機(jī) 處 理 與 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 的 最 有 效 、 最 成 功 的 技 術(shù) ， 而計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 的 特 點(diǎn) 是 資 源 共 享 ， 因 此 數(shù) 據(jù) 與 資 源 共 享 這 兩 種 技 術(shù) 的結(jié) 合 即 成 為 今 天 廣 泛 應(yīng) 用 的 Web數(shù)

38、 據(jù) 庫 （ 也 叫 網(wǎng) 絡(luò) 數(shù) 據(jù) 庫 ） 。 “ 型 ” 和 “ 值 ” 的 概 念 型 （ Type） ： 對(duì) 某 一 類 數(shù) 據(jù) 的 結(jié) 構(gòu) 和 屬 性 的 說 明 值 （ Value） ： 是 型 的 一 個(gè) 具 體 賦 值 例 如 ： 學(xué) 生 記 錄 記 錄 型 ： （ 學(xué) 號(hào) ， 姓 名 ， 性 別 ， 系 別 ， 年 齡， 籍 貫 ） 該 記 錄 型 的 一 個(gè) 記 錄 值 ： （ 900201， 李 明 ， 男 ， 計(jì) 算機(jī) ， 22， 江 蘇 ） 模 式 （ Schema） 數(shù) 據(jù) 庫 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 和 特 征 的 描 述 是 型 的 描 述 反 映 的 是 數(shù) 據(jù) 的

39、結(jié) 構(gòu) 及 其 聯(lián) 系 模 式 是 相 對(duì) 穩(wěn) 定 的 模 式 的 一 個(gè) 實(shí) 例 （ Instance） 模 式 的 一 個(gè) 具 體 值 反 映 數(shù) 據(jù) 庫 某 一 時(shí) 刻 的 狀 態(tài) 同 一 個(gè) 模 式 可 以 有 很 多 實(shí) 例 實(shí) 例 隨 數(shù) 據(jù) 庫 中 的 數(shù) 據(jù) 的 更 新 而 變 動(dòng) 3層 模 式 體 系 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 模 式 （ Internal Schema） 概 念 模 式 （Conceptual Schema） 外 模 式 （ External Schema） 模 式 （ 也 稱 概 念 模 式 或 邏 輯 模 式 ， 數(shù) 據(jù) 庫 的 總 框 架 ） 數(shù) 據(jù) 庫 中 全 體

40、 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 和 特 征 的 描 述 所 有 用 戶 的 公 共 數(shù) 據(jù) 視 圖 ， 綜 合 了 所 有 用 戶 的 需 求 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 庫 只 有 一 個(gè) 模 式 模 式 的 地 位 ： 是 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 模 式 結(jié) 構(gòu) 的 中 間 層 與 數(shù) 據(jù) 的 物 理 存 儲(chǔ) 細(xì) 節(jié) 和 硬 件 環(huán) 境 無 關(guān) 與 具 體 的 應(yīng) 用 程 序 、 開 發(fā) 工 具 及 高 級(jí) 程 序 設(shè) 計(jì) 語 言 無 關(guān) 模 式 的 定 義 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu) （ 數(shù) 據(jù) 項(xiàng) 的 名 字 、 類 型 、 取 值 范 圍 等 ） 數(shù) 據(jù) 之 間 的 聯(lián) 系 數(shù) 據(jù) 有 關(guān) 的 安 全

41、 性 、 完 整 性 要 求 DBMS提 供 數(shù) 據(jù) 定 義 語 言 DDL來 描 述 邏 輯 模 式 。 表 結(jié) 構(gòu) 的 定 義 外 模 式 （ 也 稱 子 模 式 、 用 戶 模 式 、 視 圖 ） 數(shù) 據(jù) 庫 用 戶 （ 包 括 應(yīng) 用 程 序 員 和 最 終 用 戶 ） 使 用 的 局 部 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 結(jié) 構(gòu)和 特 征 的 描 述 ； 不 同 用 戶 需 求 不 同 ， 看 待 數(shù) 據(jù) 的 方 式 也 可 以 不 同 ， 對(duì) 數(shù) 據(jù) 保 密 的 要 求 也可 以 不 同 ， 使 用 的 程 序 設(shè) 計(jì) 語 言 也 可 以 不 同 ， 因 此 不 同 用 戶 的 外 模 式 的描

42、 述 可 以 使 不 同 的 。 數(shù) 據(jù) 庫 用 戶 的 數(shù) 據(jù) 視 圖 ， 是 模 式 的 子 集 或 變 形 ， 與 某 一 應(yīng) 用 有 關(guān) 的 數(shù) 據(jù)的 邏 輯 表 示 sql定 義 的 視 圖 外 模 式 的 地 位 ： 介 于 模 式 與 應(yīng) 用 之 間 模 式 與 外 模 式 的 關(guān) 系 ： 一 對(duì) 多 外 模 式 通 常 是 模 式 的 子 集 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 庫 可 以 有 多 個(gè) 外 模 式 。 反 映 了 不 同 的 用 戶 的 應(yīng) 用 需 求 、 看 待 數(shù)據(jù) 的 方 式 、 對(duì) 數(shù) 據(jù) 保 密 的 要 求 對(duì) 模 式 中 同 一 數(shù) 據(jù) ， 在 外 模 式 中 的 結(jié)

43、構(gòu) 、 類 型 、 長 度 、 保 密 級(jí) 別 等 都 可以 不 同 外 模 式 與 應(yīng) 用 的 關(guān) 系 ： 一 對(duì) 多 同 一 外 模 式 也 可 以 為 某 一 用 戶 的 多 個(gè) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 所 使 用 ， 但 一 個(gè) 應(yīng) 用 程 序 只 能 使 用 一 個(gè) 外 模 式 。 外 模 式 的 用 途 保 證 數(shù) 據(jù) 庫 安 全 性 的 一 個(gè) 有 力 措 施 。 每 個(gè) 用 戶 只 能 看 見 和 訪 問 所 對(duì) 應(yīng) 的外 模 式 中 的 數(shù) 據(jù) 內(nèi) 模 式 （ 也 稱 存 儲(chǔ) 模 式 ） 是 數(shù) 據(jù) 物 理 結(jié) 構(gòu) 和 存 儲(chǔ) 方 式 的 描 述 是 數(shù) 據(jù) 在 數(shù) 據(jù) 庫 內(nèi) 部

44、的 表 示 方 式 記 錄 的 存 儲(chǔ) 方 式 （ 順 序 存 儲(chǔ) ， 按 照 B樹 結(jié) 構(gòu) 存 儲(chǔ) ， 按 hash方 法 存 儲(chǔ) ） 索 引 的 組 織 方 式 數(shù) 據(jù) 是 否 壓 縮 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 是 否 加 密 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 記 錄 結(jié) 構(gòu) 的 規(guī) 定 要 修 改 存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 庫 的 結(jié) 構(gòu) （ 例 如 ， 用 倒 排 文 件 代 替 多 鏈 表 ） ， 那 么 僅 僅需 要 把 這 些 修 改 反 映 在 存 儲(chǔ) 模 式 中 ； 一 個(gè) 數(shù) 據(jù) 庫 只 有 一 個(gè) 內(nèi) 模 式 三 級(jí) 模 式 的 示 例 三 級(jí) 模 式 的 特 點(diǎn) 比 較 外 模 式 /模 式 映 射 定 義

45、 外 模 式 與 模 式 之 間 的 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系 每 一 個(gè) 外 模 式 都 對(duì) 應(yīng) 一 個(gè) 外 模 式 模 式 映 象 映 象 定 義 通 常 包 含 在 各 自 外 模 式 的 描 述 中保 證 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 獨(dú) 立 性 當(dāng) 模 式 改 變 時(shí) ， DBA修 改 有 關(guān) 的 外 模 式 模 式 映 象 ， 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 應(yīng) 用 程 序 不 必 修 改 ， 保 證 了數(shù) 據(jù) 與 程 序 的 邏 輯 獨(dú) 立 性 ， 簡 稱 數(shù) 據(jù) 的 邏 輯 獨(dú) 立 性 。 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 投 入 使

46、用 后 ， 可 能 有 必 要 修 改 模 式 （ 如 增 加 新 關(guān) 系 、 屬 性 、 改 變 類 型 ） ， 這 時(shí) ： 重 新 定 義 外 模 式 /模 式 映 象 （ DBA職 責(zé) ） = 現(xiàn) 存 外 模 式 不 變 = 應(yīng) 用 程 序 不 變 模 式 /內(nèi) 模 式 映 射 模 式 內(nèi) 模 式 映 象 定 義 了 數(shù) 據(jù) 全 局 邏 輯 結(jié) 構(gòu) 與 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 之 間 的 對(duì) 應(yīng) 關(guān) 系。 例 如 ， 說 明 邏 輯 記 錄 和 字 段 在 內(nèi) 部 是 如 何 表 示 的 數(shù) 據(jù) 庫 中 模 式 內(nèi) 模 式 映 象 是 唯 一 的 該 映 象 定 義 通 常 包 含 在 模 式

47、描 述 中 保 證 數(shù) 據(jù) 的 物 理 獨(dú) 立 性 當(dāng) 數(shù) 據(jù) 庫 的 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 改 變 了 （ 例 如 選 用 了 另 一 種 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) ） ， 數(shù) 據(jù) 庫 管理 員 修 改 模 式 內(nèi) 模 式 映 象 ， 使 模 式 保 持 不 變 應(yīng) 用 程 序 不 受 影 響 。 保 證 了 數(shù) 據(jù) 與 程 序 的 物 理 獨(dú) 立 性 。 當(dāng) 內(nèi) 模 式 發(fā) 生 變 化 時(shí) ： 重 新 定 義 模 式 /內(nèi) 模 式 映 象 = 模 式 保 持 不 變 = 外 模 式 保 持 不 變 = 建 立 在 外 模 式 上 的 應(yīng) 用 程 序 保 持 不 變 兩 級(jí) 獨(dú) 立 性 總 結(jié) 邏 輯 數(shù)

48、據(jù) 獨(dú) 立 性 ： 邏 輯 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 是 指 外 部 模 式 不 受 概 念 模 式 變 化 影 響 。 對(duì) 概 念 模 式 的 修 改 ， 如 新 實(shí) 體 、 屬 性 或 聯(lián) 系 的 添 加 或 刪 除 ， 應(yīng) 該 不 影 響 已 存 在 的外 部 模 式 ， 也 不 需 要 重 新 編 寫 應(yīng) 用 程 序 。 顯 然 ， 重 要 的 修 改 只 應(yīng) 由 相 關(guān) 的 用 戶 知道 ， 其 他 的 用 戶 不 必 知 道 。 物 理 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 ： 物 理 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 是 指 概 念 模 式 不 受 內(nèi) 部 模 式 變 化 的 影 響。 對(duì) 內(nèi) 部 模 式 的 修 改

49、 ， 如 使 用 不 同 的 文 件 組 織 方 式 或 存 儲(chǔ) 結(jié) 構(gòu) 、 使 用 不 同 的 存 儲(chǔ) 設(shè)備 、 修 改 索 引 或 散 列 算 法 ， 應(yīng) 該 不 影 響 概 念 模 式 和 外 部 模 式 。 對(duì) 用 戶 來 講 ， 唯 一 要 注 意 的 是 對(duì) 性 能 的 影 響 。 實(shí) 際 上 ， 性 能 變 壞 是 改 變 內(nèi) 部 模 式 最 常 見 的 原 因 。 模 式 結(jié) 構(gòu) 分 層 思 想 分 層 方 法 的 特 點(diǎn) 程 序 與 數(shù) 據(jù) 分 離 （ 程 序 與 數(shù) 據(jù) 獨(dú) 立 性 和 程 序 與 操 作 獨(dú) 立 性 ） ； 支 持 多 用 戶 視 圖 ； 使 用 編 目

50、存 儲(chǔ) 數(shù) 據(jù) 庫 描 述 （ 模 式 ） ， 3層 體 系 結(jié) 構(gòu) 實(shí) 現(xiàn) 用 戶 的 數(shù) 據(jù) 庫 視 圖 與 數(shù) 據(jù)庫 的 物 理 描 述 分 離 。 分 離 的 原 因 ： 每 個(gè) 用 戶 應(yīng) 該 能 夠 訪 問 相 同 的 數(shù) 據(jù) ， 但 用 各 自 自 定 義 的 數(shù) 據(jù) 視 圖 。 每 一 個(gè) 用 戶 都應(yīng) 該 能 夠 改 變 數(shù) 據(jù) 視 圖 ， 但 這 些 改 變 不 應(yīng) 該 影 響 其 他 的 用 戶 。 不 應(yīng) 該 要 求 用 戶 直 接 處 理 數(shù) 據(jù) 庫 物 理 存 儲(chǔ) 的 細(xì) 節(jié) ， 例 如 索 引 。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 員 （ DBA） 應(yīng) 該 能 夠 在 不 影

51、響 用 戶 視 圖 的 情 況 下 ， 修 改 數(shù) 據(jù) 庫 存 儲(chǔ) 結(jié)構(gòu) 。 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 組 成 視 圖 用 戶 訪 問 數(shù) 據(jù) 庫 的 過 程應(yīng) 用 程 序 1程 序 工 作 區(qū) 操 作 系 統(tǒng) 應(yīng) 用 程 序 1外 模 式系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū) 物 理 模 式概 念 模 式數(shù) 據(jù) 庫 1.讀 記 錄 3.讀 取 邏 輯 記 錄2.檢 查 權(quán) 限4.讀 取 物 理 記 錄數(shù) 據(jù) 庫 管理 系 統(tǒng)6.讀 數(shù) 據(jù) 5.讀 取 物 理 記 錄7.送 數(shù) 據(jù)8.讀 記 錄9.送 記 錄11.OK! 10.寫 日 志 重 要 的 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 概 念 數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù) 據(jù) 庫 管 理

52、系 統(tǒng) 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 關(guān) 系 數(shù) 據(jù) 庫 數(shù) 據(jù) 管 理 的 三 個(gè) 階 段 數(shù) 據(jù) 庫 的 三 級(jí) 模 式 結(jié) 構(gòu) 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 組 成 及 其 功 能 解 釋 數(shù) 據(jù) 、 數(shù) 據(jù) 庫 、 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 、 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 概 念 。 試 述 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 階 段 數(shù) 據(jù) 管 理 的 特 點(diǎn) 。 試 述 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 的 組 成 。 數(shù) 據(jù) 庫 管 理 系 統(tǒng) 的 功 能 有 哪 些 ？ 數(shù) 據(jù) 管 理 技 術(shù) 的 三 個(gè) 發(fā) 展 階 段 是 什 么 ？ 試 述 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 三 級(jí) 模 式 結(jié) 構(gòu) 并 說 明 其 優(yōu) 點(diǎn) 。 解 釋 數(shù) 據(jù) 與 程 序 的 物 理 獨(dú) 立 性 、 邏 輯 獨(dú) 立 性 。 DBA的 職 責(zé) 是 什 么 。 思 考 “ 學(xué) 生 選 課 教 務(wù) 系 統(tǒng) ”， 提 出 需 求 。