第1讲数据库概论

1、第第1 1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1 数据库系统概论 1.1 数据管理技术发展历史 1.2 数据库的基本概念 1.3 数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.1数据管理技术发展历史 数据库技术从数据库技术从20世纪世纪60年代中期开始发展，到现年代中期开始发展，到现在已经成为一个活跃的学科研究方向。在已经成为一个活跃的学科研究方向。 以数据库为基础的信息系统正成为经济、政务、以数据库为基础的信息系统正成为经济、政务、国防等领域的信息基础设施。国防等领域的信息基础设施。 数据库技术是我军进行数据库技术是我军进行信息资源建设、

2、数据工程信息资源建设、数据工程建设建设的关键技术之一。的关键技术之一。第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.1数据管理技术发展历史 数据管理对数据的分类、组织、编码、存储、检对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护。索和维护。经历了三个阶段：经历了三个阶段： 1. .人工管理阶段人工管理阶段2.2.文件系统管理阶段文件系统管理阶段3.3.数据库系统管理阶段数据库系统管理阶段 第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.1数据管理技术发展历史 数据管理人工管理人工管理 20世纪世纪50年代中期以前年代中期以前 计算机主要用于科学计算计算机主要用于科学计算 硬件：外部存储器只有磁带、卡片和

3、纸带等硬件：外部存储器只有磁带、卡片和纸带等 软件：没有出现操作系统，无数据管理方面软件：没有出现操作系统，无数据管理方面的软件的软件 数据处理方式：批处理数据处理方式：批处理第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.1数据管理技术发展历史 数据管理人工管理数据的特点人工管理数据的特点 数据不保存数据不保存 数据面向应用数据面向应用 数据不能共享数据不能共享 数据不具有独立性数据不具有独立性 应用程序1应用程序2应用程序n数据集1数据集2数据集n第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 数据管理文件系统文件系统 20世纪世纪50年代末到年代末到60年代中期年代中期 计算机开始大量用于数据管理

4、计算机开始大量用于数据管理 硬件：磁盘、磁鼓等直接存取设备硬件：磁盘、磁鼓等直接存取设备 软件：操作系统中文件系统专门管理数据软件：操作系统中文件系统专门管理数据 数据处理方式：不仅能进行批处理，还能进数据处理方式：不仅能进行批处理，还能进行联机实时处理行联机实时处理1.1数据管理技术发展历史第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据管理文件系统管理数据的特点文件系统管理数据的特点 由文件系统管理数据由文件系统管理数据 数据可以长期保存数据可以长期保存 程序与数据之间具有程序与数据之间具有 “设备独立性设备独立性” 数据是面向应用的数据是面向应用的1.1数据管理技术发展历史按文件名访问按文件

5、名访问按记录进行存取按记录进行存取应用程序应用程序文件文件应用程序应用程序文件文件2应用程序应用程序文件文件n（文件系统）（文件系统）操作系统操作系统.第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据管理文件系统管理数据的缺陷文件系统管理数据的缺陷 数据的共享性差，冗余度大数据的共享性差，冗余度大 程序与数据的独立性差程序与数据的独立性差1.1数据管理技术发展历史学生文件S的记录结构课程文件C的记录结构学生选课文件SC的记录结构学号学号姓名姓名性别性别出生日期出生日期所在系所在系课程编号课程编号课程名课程名先修课程号先修课程号 主讲教师主讲教师学号学号姓名姓名课程编号课程编号成绩成绩第第1讲讲 数

6、据库系统概论数据库系统概论 数据管理数据库系统管理数据库系统管理 20世纪世纪60年代后期以来年代后期以来 管理的数据对象、应用范围、数据量、处理管理的数据对象、应用范围、数据量、处理速度和共享性需求变化速度和共享性需求变化 硬件：大容量磁盘、光盘，价格下降硬件：大容量磁盘、光盘，价格下降 软件：价格上升，编制和维护成本增加软件：价格上升，编制和维护成本增加 数据处理：要求更高的联机实时处理，出现数据处理：要求更高的联机实时处理，出现分布处理分布处理1.1数据管理技术发展历史第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论三个基本概念数据库数据库数据库管理系统数据库管理系统数据库系统数据库系统1.2数

7、据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库（Database-DB） 数据库是长期存储在计算机内、有组织的、统数据库是长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的、可共享的相关数据的集合。一管理的、可共享的相关数据的集合。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的特点数据库技术进行数据管理的特点 采用数据模型表示数据采用数据模型表示数据1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的特点数据库技术进行数据管理的特点 数据由数据库管理系统统一管理和控制数据由数据库管理系统统一管理和控制 1.2数

8、据库基本概念应用程序1DBDBMS应用程序2DBA第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的特点数据库技术进行数据管理的特点 程序和数据之间具有独立性程序和数据之间具有独立性数据模型中数据结构的描述和完整性约束的定义数据模型中数据结构的描述和完整性约束的定义存储在存储在DBMS的数据字典中。的数据字典中。各类应用可通过各类应用可通过DBMS，从数据字典中得到数据，从数据字典中得到数据库中数据文件结构的信息，来存取数据库中某个库中数据文件结构的信息，来存取数据库中某个数据文件的数据文件的数据数据记录记录（项）值。（项）值。对数据文件结构的修改只需通过对数据文件结构的修

9、改只需通过DBMS修改数据修改数据库的定义即可，而无需修改应用程序，实现了程库的定义即可，而无需修改应用程序，实现了程序与数据的分离。序与数据的分离。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的特点数据库技术进行数据管理的特点 数据面向整个应用领域数据面向整个应用领域 数据库系统采用数据模型将整个组织所涉及的数据库系统采用数据模型将整个组织所涉及的不同的数据组织集成在一个数据库的整体逻辑不同的数据组织集成在一个数据库的整体逻辑结构中，被全组织不同的应用共享。结构中，被全组织不同的应用共享。 任意一个用户只关心其所使用的数据库中的一任意一个用户只关心

10、其所使用的数据库中的一小部分数据，用户可见的是数据库的局部逻辑小部分数据，用户可见的是数据库的局部逻辑结构。结构。 1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.2数据库基本概念数据库整体与局部逻辑结构数据库整体与局部逻辑结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的优点数据库技术进行数据管理的优点 数据的共享性高，冗余度低，易扩展数据的共享性高，冗余度低，易扩展1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据冗余是指相同的信息在不数据冗余是指相同的信息在不同的地方（文件）重复存储。同的地方（文件）重复存储。数据的不一致性是指同一数

11、据数据的不一致性是指同一数据备份的值不一样。备份的值不一样。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的优点数据库技术进行数据管理的优点 数据的共享性高，冗余度低，易扩展数据的共享性高，冗余度低，易扩展 数据独立性高数据独立性高 数据独立性是指在物理结构改变时，可不影响数据独立性是指在物理结构改变时，可不影响整体逻辑结构、用户的逻辑结构以及应用程序整体逻辑结构、用户的逻辑结构以及应用程序；或在整体逻辑结构改变时，可不影响用户的；或在整体逻辑结构改变时，可不影响用户的逻辑结构以及应用程序。逻辑结构以及应用程序。u物理独立性物理独立性u逻辑独立性逻辑独

12、立性1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 物理独立性是指用户的应用程序与物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。当数据的物理存储改变时，应独立的。当数据的物理存储改变时，应用程序不用改变。用程序不用改变。 逻辑独立性是指用户的应用程序与逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，即数数据库的逻辑结构是相互独立的，即数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。不变。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库技术进行数据管理的优点数

13、据库技术进行数据管理的优点 数据的共享性高，冗余度低，易扩展数据的共享性高，冗余度低，易扩展 数据独立性高数据独立性高 对数据的控制能力强对数据的控制能力强1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库数据库中的数据按一定的数据库中的数据按一定的数据模型数据模型组织组织、描述和存储，具有、描述和存储，具有较小的冗余度较小的冗余度、较、较高的高的数据独立性数据独立性和易和易扩展性扩展性，并可为，并可为多多用户共享用户共享。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库 数据库在实际使用中具有如下隐含的性质：数据库在实际使用中具有如下隐含的性质： 数据指的是

14、用符号记录下来的、可以识别的信息，数据指的是用符号记录下来的、可以识别的信息，具有一定的语义。所以数据库应具有一定的语义。所以数据库应反映现实世界反映现实世界的某的某些方面，现实世界的变化应在数据库中有所反应。些方面，现实世界的变化应在数据库中有所反应。 数据库是逻辑上一致而且有某种数据库是逻辑上一致而且有某种内在含义内在含义的数据集的数据集合，不是数据的随机归类。合，不是数据的随机归类。 数据库是为一个数据库是为一个特定目标而设计特定目标而设计、构建并装入数据、构建并装入数据的。数据库有目标用户组，而且存在这些用户组感的。数据库有目标用户组，而且存在这些用户组感兴趣的一些兴趣的一些预想应用预

15、想应用。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库管理系统 （Database Management System，DBMS ） 位于用户与操作系统之间的数据管理软件位于用户与操作系统之间的数据管理软件 为用户或应用程序提供了访问数据库的方法，为用户或应用程序提供了访问数据库的方法，包括包括DB的建立、的建立、查询、更新及各种数据控制。查询、更新及各种数据控制。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库管理系统 数据库的定义功能数据库的定义功能 提供数据定义语言（提供数据定义语言（Data Definition Language, DDL）对数据

16、库中的数据对象进行定义。对数据库中的数据对象进行定义。 数据操纵功能数据操纵功能提供数据操纵语言（提供数据操纵语言（Data manipulation Language, DML ）操纵数据，实现对数据库的查询、插入、删除）操纵数据，实现对数据库的查询、插入、删除和修改等。和修改等。 数据的组织、存储和管理数据的组织、存储和管理分类组织、存储和管理数据字典、用户数据、数据的分类组织、存储和管理数据字典、用户数据、数据的存取路径等。存取路径等。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库管理系统 数据库的事务管理和运行管理（控制功能）数据库的事务管理和运行管理（控制功能）数

17、据的安全性控制数据的安全性控制数据完整性控制数据完整性控制数据库的并发控制数据库的并发控制数据库的恢复功能数据库的恢复功能 数据库的维护功能数据库的维护功能数据的载入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据的载入、转换功能，数据库的转储、恢复功能，数据库的重组和性能监视、分析功能。数据库的重组和性能监视、分析功能。 其他功能其他功能1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库管理系统 DBMS是一个大型复杂的是一个大型复杂的软件系统软件系统。DBMS实现实现存储管理、缓冲区管理、数据存取操作、语言处存储管理、缓冲区管理、数据存取操作、语言处理，以及支持外层的用户接口、数据

18、表示、开发理，以及支持外层的用户接口、数据表示、开发环境等。环境等。 DBMS的实现，既要充分利用计算机硬件、操作的实现，既要充分利用计算机硬件、操作系统、编译系统和网络通信技术，又要突出对系统、编译系统和网络通信技术，又要突出对海海量数据存储、管理和处理量数据存储、管理和处理的特点，并要保证其存的特点，并要保证其存取事务的高效率，是一个复杂而综合的软件设计取事务的高效率，是一个复杂而综合的软件设计开发过程。开发过程。1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论数据库系统（Database System-DBS）数据库系统是指在计算机系统中引入数数据库系统是指在计算机系统中引入

19、数据库后的系统据库后的系统 系统采用系统采用数据库技术数据库技术存储、维护数据，向应存储、维护数据，向应用系统提供用系统提供数据支持数据支持。 1.2数据库基本概念第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.2数据库基本概念数据库系统应用层应用层 支撑软件层支撑软件层操作系统层操作系统层 硬件层硬件层编译程序编译程序汇编程序汇编程序DBMS实用程序实用程序应用软件应用软件支撑软件支撑软件用户用户1用户用户2用户用户3用户用户4用户用户n第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.2数据库基本概念数据库系统OracleSQL Server SybaseInformixVB,VCDelphi第第1

20、讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.2数据库基本概念数据库系统 数据库管理员数据库管理员 （DataBase Administrator ，DBA） DBA 负责全面管理和控制数据库负责全面管理和控制数据库 决定数据库中的信息内容和结构；决定数据库中的信息内容和结构； 决定数据库的存储结构和存取策略；决定数据库的存储结构和存取策略； 定义数据的安全性和完整性约束条件；定义数据的安全性和完整性约束条件； 监控数据库的使用和运行；监控数据库的使用和运行； 数据库的改进和重组重构。数据库的改进和重组重构。 第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.2数据库基本概念数据库系统 数据库系统是采用数据

21、库系统是采用数据库技术数据库技术在计算机中长期在计算机中长期存储大量的相关数据，由存储大量的相关数据，由DBMS在在数据库数据库建立建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，使得、运用和维护时对数据库进行统一控制，使得数据库能为数据库能为多用户共享多用户共享，并向应用系统提供，并向应用系统提供数数据支持据支持的计算机硬件、软件和数据资源组成的的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统。系统。 第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构 体系结构的概念 根据根据IEEE STD 610.12的定义的定义 The structure of components, their rel

22、ationships, and the principles and guidelines governing their design and evolution over time.第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 1978年美国年美国ANSI的的DBMS研究组发表了研究组发表了SPARC（系统规划与需求委员会）报告提出了一个标准（系统规划与需求委员会）报告提出了一个标准化的数据库系统模型，对数据库的总体结构、特化的数据库系统模型，对数据库的总体结构、特征、各个组成部分以及相应接口作了明确的规定征、各个组成部分以及相应接口作了明确的规定。 从逻辑上划分为三层体系结构从逻辑上划分为三

23、层体系结构 外部级（外部级（external level） 概念级（概念级（conceptual level） 内部级（内部级（internal level）1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 1971年在年在CODASYL（conference on data system language数据系统语言协会）组织的数据系统语言协会）组织的DBTG（DataBase Task Group数据库任务组）报告中完整数据库任务组）报告中完整地给出了系统结构的三个层次。它们分别是地给出了系统结构的三个层次。它们分别是物理物理层、逻辑层和视图层层、逻辑层和视图层。 数据库先

24、驱数据库先驱Charles Bachman的贡献的贡献负责的负责的DBTGDBTG报告，成为数据库历史上具有里程碑意义报告，成为数据库历史上具有里程碑意义的文献。的文献。 积极推动与促成数据库标准的制定。积极推动与促成数据库标准的制定。主持设计与开发了最早的网状数据库管理系统主持设计与开发了最早的网状数据库管理系统IDSIDS。它。它的设计思想和实现技术被后来的许多数据库产品所仿的设计思想和实现技术被后来的许多数据库产品所仿效。效。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 数据库管理系统通过三个层次的抽象来向用户屏数据库管理系统通过三个层次的抽象来向用户屏蔽复杂性，隐藏

25、关于数据存储和维护的某些细节蔽复杂性，隐藏关于数据存储和维护的某些细节，提高数据的物理独立性和逻辑独立性。，提高数据的物理独立性和逻辑独立性。 采用三级模式结构来对应三个级别的数据抽象采用三级模式结构来对应三个级别的数据抽象 1.3数据库系统体系结构用用户户视视图图1 1用用户户视视图图2 2用用户户视视图图n n概概念念视视图图存存储储视视图图. . . . . . .外外部部级级概概念念级级内内部部级级第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构ANSI/SPARC体系体系结构的层次结构的层次DBTG报告中的体报告中的体系结构的层次系结构的层次对应的抽象视图对应的抽象视

26、图用数据定义语言描述用数据定义语言描述后的模式后的模式外部级外部级视图层视图层用户视图用户视图外模式外模式（子模式）（子模式）概念级概念级逻辑层逻辑层全局视图全局视图（概念视图）（概念视图）概念模式概念模式（逻辑模（逻辑模式式、模式）模式）内部级内部级物理层物理层存储视图存储视图内模式内模式（存储模式）（存储模式）数据库体系结构的术语第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 模式的概念 数据库的描述称为数据库模式（数据库的描述称为数据库模式（database schema）。模式反映的是数据库中数据的结）。模式反映的是数据库中数据的结构及其联系，是相对稳定的。构及其联系，是相对稳定的。1.3数

27、据库系统体系结构学生关系S课程关系C学生选课关系SC学号学号姓名姓名性别性别出生日期出生日期所在系所在系课程编号课程编号课程名课程名先修课程号先修课程号 主讲教师主讲教师学号学号课程编号课程编号成绩成绩学生选课数据库模式图第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 模式的概念 一个特定时刻数据库中的即时数据称为一个特定时刻数据库中的即时数据称为数据库数据库状态状态（database state）或）或快照快照（snapshot），也可以称之为数据库的），也可以称之为数据库的当前出现当前出现（occurrence）或）或实例实例（instance）。实例是）。实例是不断变动的。不断变动的。1.3数

28、据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构学生选课数据库实例第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 三级模式结构 概念模式（概念模式（conceptual schema） 概念级有一个概念模式，概念模式也称逻辑模式、概念级有一个概念模式，概念模式也称逻辑模式、模式。模式。 概念模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的概念模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是对概念级数据视图的描述。描述，是对概念级数据视图的描述。 概念模式以某一种数据模型为基础，综合考虑所有概念模式以某一种数据模型为基础，综合考虑所有用户的需求，并将其有机地结合成一个逻辑整体。

29、用户的需求，并将其有机地结合成一个逻辑整体。 定义概念模式包括定义数据的逻辑结构，数据之间定义概念模式包括定义数据的逻辑结构，数据之间的联系，以及与数据有关的安全性、完整性要求。的联系，以及与数据有关的安全性、完整性要求。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论三级模式结构 外模式（外模式（external Schema）外模式通常是概念模式的子集，与应用有关，也称外模式通常是概念模式的子集，与应用有关，也称子模式（子模式（Subschema）或用户模式）或用户模式是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结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

30、对外部级用户数据视图的描述构和特征的描述，是对外部级用户数据视图的描述外部级可包括多个外模式，来描述不同用户的数据外部级可包括多个外模式，来描述不同用户的数据视图。视图。同一外模式可以为某一用户的多个应用程序所使用同一外模式可以为某一用户的多个应用程序所使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。，但一个应用程序只能使用一个外模式。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 三级模式结构 内模式（内模式（internal level） 内部级有一个内模式，内模式也称存储模式（内部级有一个内模式，内模式也称存储模式（storage schema）。）。 是数据库的物理存储结构和

31、存储方式的描述，是数是数据库的物理存储结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。据在数据库内部的表示方式。 内模式独立于具体的存储设备，不考虑具体设备的内模式独立于具体的存储设备，不考虑具体设备的物理特性。物理特性。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 三级模式结构 外模式和概念模式都是模型层面上的，是用面外模式和概念模式都是模型层面上的，是用面向用户的概念来定义的，比如：记录和字段；向用户的概念来定义的，比如：记录和字段；而内模式是实现层面上的，是用面向机器的概而内模式是实现层面上的，是用面向机器的概念来定义的，比如：位和字节。念来定义的，比如：位和字节

32、。 概念模式和内模式之间的关系可以看作是设计概念模式和内模式之间的关系可以看作是设计与实现的关系，而概念模式和子模式之间的关与实现的关系，而概念模式和子模式之间的关系可以看作是全局和局部的关系。系可以看作是全局和局部的关系。 1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构三级模式间的对应关系第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 三级模式结构 具有具有ANSI/SPARC体系结构的体系结构的DBMS支持一个支持一个内模式、一个概念模式和多个外模式。内模式、一个概念模式和多个外模式。 概念模式独立于其他模式，内模式独立于外模概念模式独立于其他模式，内模

33、式独立于外模式，也独立于具体的存储设备，但依赖于概念式，也独立于具体的存储设备，但依赖于概念模式。模式。 外模式定义在概念模式之上，独立于内模式和外模式定义在概念模式之上，独立于内模式和存储设备，面向具体的应用程序。存储设备，面向具体的应用程序。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构 模式定义语言 DBMS提供数据定义语言（提供数据定义语言（DDL）来定义各级）来定义各级模式，对模式中的数据库对象进行定义和说明模式，对模式中的数据库对象进行定义和说明。 描述概念模式的数据定义语言称为描述概念模式的数据定义语言称为“概念模式概念模式DDL” 描述

34、子模式的数据定义语言称为描述子模式的数据定义语言称为“子模式子模式DDL” 描述内模式的数据定义语言称为描述内模式的数据定义语言称为“内模式内模式DDL”第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论1.3数据库系统体系结构 模式定义语言 当前的当前的DBMS中，使用一种综合集成语言（中，使用一种综合集成语言（SQL语言语言），它结合了概念模式定义语言（），它结合了概念模式定义语言（DDL）、视图定义语言（）、视图定义语言（View Definition Language，VDL）和数据操纵语言（）和数据操纵语言（DML）的功能，以及一些其他特性。的功能，以及一些其他特性。 利用模式定义语言对外模式

35、、模式和内模式的利用模式定义语言对外模式、模式和内模式的定义都存储于定义都存储于DBMS的数据字典中。的数据字典中。DBMS通通过数据字典管理和访问这三级数据模式。过数据字典管理和访问这三级数据模式。第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论CREATE TABLE GBJB （NAME CHAR（10） UNIQUE ， BIRTH DATA， SEX CHAR（2），）， ）；）； 模式定义语言1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 二级映射 在一个基于三层模式体系结构的在一个基于三层模式体系结构的DBMS中，各中，各层间完成请求和结果转换的过程称为映射（层间完成请

36、求和结果转换的过程称为映射（mapping） DBMS必须将对外模式的请求转化为一个面向概念必须将对外模式的请求转化为一个面向概念模式的请求，然后再转化为一个面向内模式的请模式的请求，然后再转化为一个面向内模式的请求，以处理存储数据库。求，以处理存储数据库。 如果一请求要检索数据库，那么从物理数据库中如果一请求要检索数据库，那么从物理数据库中提取出来的数据必须进行转化，以便与用户外模提取出来的数据必须进行转化，以便与用户外模式相匹配。式相匹配。1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论主主语语言言数数据据子子语语言言主主语语言言数数据据子子语语言言主主语语言言数数据据子子

37、语语言言主主语语言言数数据据子子语语言言主主语语言言数数据据子子语语言言外外模模式式A A外外模模式式B B模模式式内内模模式式外外模模式式/ /概念模式概念模式式式 映映射射A A外外模模式式/ /概念模式概念模式式式 映映射射B B概念模式概念模式/ /内模式映射内模式映射式式D DB BM MS SOS用用户户A A1 1用用户户A A2 2用用户户B B1 1用用户户B B2 2用用户户B B3 3由由数数据据库库管管理理者者D DB BA A建建立立和和维维护护 DBDB DB DB 二级映射 DBMS在在三级模式三级模式之间提供之间提供了二级映了二级映射射1.3数据库系统体系结构第

38、第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 二级映射 外模式外模式/概念模式间的映射概念模式间的映射 存在于外部级和概念级之间，用于定义用户的存在于外部级和概念级之间，用于定义用户的外模式和概念模式的对应关系外模式和概念模式的对应关系 。 当概念模式改变时，由数据库管理员对各个外当概念模式改变时，由数据库管理员对各个外模式模式/概念模式的映射作相应的改变，可以使外概念模式的映射作相应的改变，可以使外模式保持不变。由于应用程序是在外模式描述模式保持不变。由于应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，从而应用程序不必修改的数据结构上编制的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。，保证了数

39、据与程序的逻辑独立性。1.3数据库系统体系结构逻辑独立性逻辑独立性第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 二级映射 概念模式概念模式/内模式的映射内模式的映射 存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式的对应关系。和内模式的对应关系。 如果数据库的内模式改变了如果数据库的内模式改变了，导致数据库的存储导致数据库的存储结构发生改变，对概念模式结构发生改变，对概念模式/内模式的映射进行相内模式的映射进行相应的改变，可使概念模式尽可能保持不变，将内应的改变，可使概念模式尽可能保持不变，将内模式变化所带来的影响与概念模式隔离开来，对模式变化所带来的影

40、响与概念模式隔离开来，对外模式和应用程序的影响更小，保证了数据与程外模式和应用程序的影响更小，保证了数据与程序的物理独立性。序的物理独立性。1.3数据库系统体系结构物理独立性物理独立性第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 二级映射与数据独立性 数据独立性可以定义为在数据库系统中的某个数据独立性可以定义为在数据库系统中的某个层次修改模式而无需修改上一层模式的能力。层次修改模式而无需修改上一层模式的能力。 数据的逻辑独立性就是指修改概念模式而无需修改数据的逻辑独立性就是指修改概念模式而无需修改外模式或应用程序的能力；外模式或应用程序的能力； 数据的物理独立性就是指修改内模式而无需修改概数据的物理独立性就是指修改内模式而无需修改概念模式（相应地，也无需修改外模式）的能力。念模式（相应地，也无需修改外模式）的能力。 1.3数据库系统体系结构第第1讲讲 数据库系统概论数据库系统概论 DBMS的工作模式 在遵循在遵循ANSI/SPARC体系结构的数据库系统中，体系结构的数据库系统中，用户对数据库进行的访问操作，是由用户对数据库进行的访问操作，是由DBMS