X-第二篇 第3讲 管理信息系统设计与开发之数据库系统原理概述(2)-20141011

数据库第二篇第3讲管理信息系统设计与开发之数据库系统原理概述(2)深圳大学机电与控制工程学院主讲人王贵斌第2章数据库系统概述2.1概述2.2数据模型2.3数据库系统结构2.4数据库系统的组成2.5本章小结2.2数据模型2.2.1概述2.2.2信息的三种世界及其描述2.2.3数据模型的组成要素2.2.4概念模型2.2.5常用数据模型2.2.5常用数据模型（续）网状模型用有向图（网络）结构表示实体类型及实体间联系的数据模型称为网状模型（NetworkModel）网状数据模型的数据结构网状数据模型的数据操纵网状数据模型的完整性约束网状数据模型的存储结构网状数据模型的优缺点典型的网状数据库系统一个基于网络数据模型的

数据库实例都薇哈尔滨道理区友谊路李金宝哈尔滨南岗区学府路孙文隽哈尔滨南岗区学府路陈庆奎哈尔滨道外区上游路杨燕哈尔滨道外区南马路2410000852000045100003610000系姓名城市区街道帐号存款余额储蓄户记录集合帐户记录集合

网络数据模型的核心是记录和系。记录表示数据，一个记录有多个数据域，每个域表示一个数据项；数据之间的联系由“系”表示，可视为一个指针2.2.5常用数据模型（续）网状数据模型的数据结构网状模型满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型允许一个以上的结点无双亲(左图R1R2)一个结点可以有多于一个的双亲(右图R3)

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

2.2.5常用数据模型（续）表示方法（与层次数据模型相同）实体型用记录类型描述每个结点表示一个记录类型属性用字段描述每个记录类型可包含若干个字段联系用结点之间的连线表示记录（类）型之间的一对多的父子联系特点只能直接处理一对多的实体联系每个记录类型定义一个排序字段，也称为码字段任何记录值只有按其路径查看时，才能显出它的全部意义网状模型与层次模型的区别网状模型允许多个结点没有双亲结点网状模型允许结点有多个双亲结点网状模型允许两个结点之间有多种联系（复合联系）网状模型可以更直接地去描述现实世界层次模型实际上是网状模型的一个特例2.2.5常用数据模型（续）

Ｒ1

Ｒ2

R3L1L2

R1

R2L3L1L2

R3L4

R4

R5

2.2.5常用数据模型（续）

Ｒ1

L1L2

R22.2.5常用数据模型（续）学生宿舍学生教研室系教师父母人子女树种植砍伐养育赡养2.2.5常用数据模型（续）多对多联系在网状模型中的表示用网状模型间接表示多对多联系方法将多对多联系直接分解成一对多联系2.2.5常用数据模型（续）网状模型的数据操纵查询插入删除更新2.2.5常用数据模型（续）网状数据模型的完整性约束网状数据库系统（如DBTG

DatabaseTaskGroup，数据库任务组。指能够处理模糊数据的数据库）对数据操纵加了一些限制，提供了一定的完整性约束支持记录码的概念，码即唯一标识记录的数据项的集合双亲结点与子女结点之间是一对多联系属籍类别加入类别(自动的，手工的)移出类别(固定的，必须的，随意的)完整性约束条件允许插入尚未确定双亲结点值的子女结点值允许只删除双亲结点值2.2.5常用数据模型（续）网状数据模型的存储结构关键实现记录之间的联系常用方法单向链接双向链接环状链接向首链接2.2.5常用数据模型（续）网状模型的优缺点优点能够更为直接地描述现实世界，如一个结点可以有多个双亲具有良好的性能，存取效率较高缺点结构比较复杂，而且随着应用环境的扩大，数据库的结构就变得越来越复杂，不利于最终用户掌握DDL、DML语言复杂，用户不容易使用2.2.5常用数据模型（续）典型的网状数据库系统DBTG系统，亦称CODASYL系统由DBTG提出的一个系统方案奠定了数据库系统的基本概念、方法和技术70年代推出实际系统CullinetSoftwareInc.公司的IDMSUnivac公司的DMS1100Honeywell公司的IDS/2HP公司的IMAGE2.2.5常用数据模型（续）关系模型(重点理解和掌握的内容)最重要的一种数据模型，也是目前主要采用的数据模型1970年由美国IBM公司SanJose研究室的研究员E.F.Codd提出在美国计算机学会会刊《CommunicationoftheACM》上发表题为“ARelationalModelofDataforSharedDataBanks”的论文目前主流的数据库系统大都是基于关系数据模型的关系数据库系统80年代以来推出的数据库管理系统几乎都支持关系数据模型关系理论的确立标志着关系数据库系统的基础研究接近顶峰，而且关系数据库已经占据数据库系统的市场2.2.5常用数据模型（续）关系数据模型的数据结构关系数据模型的操纵关系数据模型的完整性约束关系数据模型的存储结构关系数据模型的优缺点典型的关系数据库系统2.2.5常用数据模型（续）关系数据模型的数据结构建立在严格的数学概念基础之上关系数据模型是由若干个关系模式组成的集合，其主要特征是用二维表格结构表达实体集，用外键表示实体间联系其逻辑结构是一张二维表，由行和列组成2.2.5常用数据模型（续）2.2.5常用数据模型（续）关系模型的基本概念关系（Relation）一个关系对应通常说的一张表元组（Tuple）表中的一行即为一个元组，很多系统称之为记录属性（Attribute）表中的一列即为一个属性，给每一个属性起一个名称即属性名同一张表中的属性具有不同是属性名码（Key）表中的某个属性或属性组，它（们）的值可以唯一确定一个元组，且属性中不含多余的属性2.2.5常用数据模型（续）域（Domain）属性的取值范围分量（Element）元组中的一个属性值关系模式(Relationmode)关系的型，是对关系的描述，实际上就是记录类型关系模式仅是对数据特性的描述它的一般表示，包括模式名，属性名，值域名以及模式的主键（码），如下

关系名（属性1，属性2，…，属性n） 例如：学生（学号，姓名，年龄，性别，系，年级）2.2.5常用数据模型（续）关系模型中的数据要全部用关系表示在关系模型中，实体集以及实体间的联系都用关系来表示例如，在关系模型中，学生、课程、学生与课程之间的联系表示为

学生（学号，姓名，性别，年龄，所在系）； 课程（课程号，课程名，先行课）；选修（学号，课程号，成绩）.2.2.5常用数据模型（续）关系实例就是一个关系，即一张二维表格超键（码）在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键(注意，超键是一个属性集)通常选取一个码作为主键，也称主码（PrimaryKey）候选键（码）（SecondaryKey）不含有多余属性的超键称为候选键外键某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现，此时该主键在就是另一关系的外键，如有两个关系S和SC,其中S#是关系S的主键，相应的属性S#在关系SC中也出现，此时S#就是关系SC的外键一个关系数据库实例2410000852000045100003610000帐号存款余额帐户关系姓名城市区街道储蓄户关系帐号都薇哈尔滨道理区友谊路85李金宝哈尔滨南岗区学府路24孙文隽哈尔滨南岗区学府路85陈庆奎哈尔滨道外区上游路24陈庆奎哈尔滨道外区上游路36杨燕哈尔滨道外区南马路452.2.5常用数据模型（续）实体及实体间的联系的表示方法实体型直接用关系（表）表示属性用属性名表示一对一联系隐含在实体对应的关系中一对多联系隐含在实体对应的关系中多对多联系直接用关系表示2.2.5常用数据模型（续）例1

学生、系、系与学生之间的一对多联系：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）;

系(系号，系名，办公地点).例2

系、系主任、系与系主任间的一对一联系例3 学生、课程、学生与课程之间的多对多联系：

学生（学号，姓名，年龄，性别，系号，年级）;

课程（课程号，课程名，学分）;

选修（学号，课程号，成绩）.2.2.5常用数据模型（续）关系必须是规范化的，满足一定的规范条件 最基本的规范条件：关系的每一个分量必须是一个不可分的数据项2.2.5常用数据模型（续）关系模型的数据操纵查询、插入、删除、更新数据操作是集合操作，操作对象和操作结果都是关系，即若干元组的集合存取路径对用户隐蔽，用户只要指出“干什么”，不必详细说明“怎么干”关系模型把存取路径向用户隐蔽起来，使数据的独立性提高关系语言的高度非过程化，使得用户对关系的操作容易2.2.5常用数据模型（续）2.2.5常用数据模型（续）关系模型的完整性约束实体完整性这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值，那么主键值就起不了唯一标识元组的作用。参照完整性这条规则要求“不引用不存在的实体”其形式定义如下:如果属性集K是关系模式R1的主键，K也是关系模式R2的外键，那么R2的关系中，K的取值只允许有两种可能，或者为空值，或者等于R1关系中某个主键值2.2.5常用数据模型（续）这条规则在使用时有三点应注意:1)外键和相应的主键可以不同名，只要定义在相同值域上即可；2)R1和R2也可以是同一个关系模式，表示了属性之间的联系；3)外键值是否允许空应视具体问题而定。用户定义的完整性2.2.5常用数据模型（续）关系数据模型的存储结构在关系数据结构中、实体及实体间的联系都用表来表示在数据库的物理组织中，表以文件形式存储一些小型关系数据库管理系统RDBMS采用直接的操作系统文件的方式实现关系存储一个关系对应一个数据文件许多RDBMS自己设计文件结构、文件格式和数据存取机制2.2.5常用数据模型（续）关系模型的优缺点优点建立在严格的数学概念的基础上概念单一，数据结构简单、清晰，用户易懂易用实体和各类联系都用关系来表示对数据的检索结果也是关系数据结构单一、使数据操作方法统一关系模型的存取路径对用户透明具有更高的数据独立性，更好的安全保密性简化了程序员的工作和数据库开发建立的工作缺点存取路径对用户透明导致查询效率往往不如非关系数据模型关系数据库中的数据联系是靠数据冗余实现的，所以不可能消除数据冗余，使得关系空间效率和时间效率比较低为提高性能，必须对用户的查询请求进行优化增加了开发数据库管理系统的难度2.2.5常用数据模型（续）典型的关系数据库系统ORACLESYBASEINFORMIXDB/2COBASEPBASEEasyBaseDM/2OpenBase第2章数据库系统概述2.1概述2.2数据模型2.3

数据库系统结构2.3.1数据库系统内部的模式结构

2.3.2数据库系统外部的体系结构2.4数据库系统的组成2.5本章小结2.3.1数据库系统内部的模式结构数据库系统的三级数据模式结构数据模型用数据描述语言给出精确的描述，这称为数据模式，它是数据库的框架从数据库管理系统角度看：数据库系统结构分为三级模式结构，包括以下三种数据模式外模式逻辑模式内模式数据库系统模式的概念数据库系统的三级模式结构数据库的二级映象功能与数据独立性2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）数据库系统模式的概念“型”和“值”的概念型（Type）对某一类数据的结构和属性的说明值（Value）是型的一个具体赋值例如：学生记录记录型：（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）该记录型的一个记录值：（900201，李明，男，计算机，22，江苏）2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）模式（Schema）数据库逻辑结构和特征的描述是型的描述反映的是数据的结构及其联系模式是相对稳定的是数据库全体数据的逻辑整体结构和特征的描述，它仅涉及到型的描述，而不涉及到具体值模式的一个实例（Instance）模式的一个具体值反映数据库某一时刻的状态同一个模式可以有很多实例实例随数据库中的数据的更新而变动 模式反映的是数据结构及其关系，而实例反映的是数据库某一时刻的状态2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）数据抽象与数据库的三种模式数据库系统的主要目的之一就是为用户提供一个数据抽象视图，以隐藏数据的存储结构和存取方法等细节逻辑模式2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）概念抽象外模式/模式映象物理抽象模式/内模式映象现实世界外模式逻辑模式内模式数据库应用1应用2应用n视图1视图2视图n视图抽象2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）逻辑模式（LogicalSchema）及概念数据库也称为模式(Schema)是对数据库中所有数据的整体逻辑结构和特征的描述是一个对所有用户数据进行综合抽象而得到的全局公共数据视图，综合了所有用户的需求用模式描述语言DDL

(DataDefinitionLanguage)来定义描述的数据库中的实体和属性的名字及他们之间的关系，是个可以放进数据项值的框架，主要包括数据库的记录型、数据项的型（结构）、记录间的联系数据安全性定义，保密方式、级别和使用权限完整性约束数据访问方式2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）一个数据库系统只能有一个逻辑模式，实现数据共享、减少数据冗余模式的地位是数据库系统模式结构的中间层与数据的物理存储细节和硬件环境无关与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关模式的定义数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）数据之间的联系数据有关的安全性、完整性要求以逻辑模式为框架的数据库称为概念数据库2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）外模式（ExternalSchema）及用户数据库也称子模式（Subschema）是对各个用户或应用程序所涉及数据逻辑结构和数据特征的描述，是用户自己所关注局部数据的逻辑结构和特征的描述用子模式模式描述语言DDL进行定义子模式的结构、数据域、数据构造规则及数据安全性和完整性的描述可与逻辑模式不同2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）子模式是完全按照用户对数据的需要、站在局部的角度进行设计，数据库有多个用户，则可以有多个子模式用户不必考虑与自己无关的数据，使得用户使用数据和设计程序的工作简化用户只能对自己需要的数据进行操作，数据库的其它数据与用户隔离，有利于数据的安全和保密可使用子模式，同一模式可派生出多个模式，有利于数据的独立性和共享性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只有相同的数据视图的用户，共享一个子模式一个子模式可以为多个用户使用，它是模式的逻辑子集，一个数据库可有多个外模式（子模式）2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）外模式的地位：介于模式与应用之间模式与外模式的关系：一对多外模式通常是模式的子集一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同外模式与应用的关系：一对多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的用途保证数据库安全性的一个有力措施每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）内模式(InternalSchema)及物理数据库也称存储模式（AccessSchema）或物理模式（PhysicalSchema）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表示方式或底层描述，用内模式DDL(InternalSchemaDDL)进行定义数据的数据项、记录、数据集、索引和存取路径的物理组织方式数据的优化性能、响应时间和存储空间需求数据的记录位置、块的大小与数据溢出区等2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）一个数据库只有一个内模式无论哪一级的模式都只能是处理数据的一个框架，而按照这些框架填入的数据才是数据库的内容（模型、模式、具体值是三个不同的概念）其目的是将系统的全局逻辑模式组织成自有的物理模式，以提高存取效率，改善系统性能以物理模式（内模式）为框架的数据库为物理数据库在数据库系统中只有物理数据库才是真实存在的（计算机外存的实际数据文件），概念数据库和用户数据库在计算机外存上是不存在的观念数据库是物理数据库的逻辑抽象形式物理数据库是概念数据库的具体实现用户数据库是概念数据库的子集，也是物理数据库子集的逻辑描述2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）数据库的二级映象功能与数据独立性1972年，ANSI/SPARCDBMS研究组提出的数据库管理系统的体系结构—三级模式结构，一个重要的目标是将用户应用与物理数据库分离2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）三级模式与二级映象三级模式是对数据的三个抽象级别，把数据的具体组织留给DBMS管理，是用户能逻辑地抽象地处理数据，不用关心数据在计算机中的具体表示和存放为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库系统在这三级模式之间提供了两层映象：外模式/（逻辑）模式映象和（逻辑）模式/（物理）内模式映象这两层映象保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）外模式／（逻辑）模式映象定义外模式与（逻辑）模式之间的对应关系，一个（逻辑）模式可以有多个外模式，对于每一个外模式，都有一个外模式/（逻辑）模式映象，它定义该外模式与（逻辑）模式之间的对应关系映象定义通常包含在各自外模式的描述中外模式／（逻辑）模式映象的用途，是保证数据的逻辑独立性2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）当（逻辑）模式改变（增加新的关系、新的属性、属性的类型等）时，由数据库管理员DBA对各个外模式/（逻辑）模式的映象作相应的改变，可以使外模式保持不变应用程序依据数据的外模式编写，从而程序不需做变动，保证了数据与程序的逻辑性独立，简称数据的逻辑独立性逻辑数据独立性，由逻辑模式与外模式之间的映射实现，是指当概念数据库模式发生改变时，数据库的外模式不变，保证建在外模式上的应用程序不需要修改，只需要修改概念模式与外模式之间的映象2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）（逻辑）模式／（物理）内模式映象数据库中此映象是唯一的，定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系，通常包含在模式的描述中，例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的模式／内模式映象的用途保证数据的物理独立性当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员DBA只对此模式／内模式映象做相应变动，使模式保持不变应用程序不受影响，保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）物理数据独立性，由内模式与（逻辑）模式之间的映射实现，是指在数据库的内模式（物理存储结构）发生变化时，数据的逻辑结构不变；可以保证用户编写的应用程序不便，需修改内模式与逻辑模式间的映射2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）数据库系统模式小结模式是数据库的中心与关键独立于数据库的其它层次设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式内模式依赖于全局逻辑结构，但独立于数据库的用户视图即外模式，也独立于具体的存储设备它将全局逻辑结构中所定义的数据结构及其联系按照一定的物理存储策略进行组织，以达到较好的时间与空间效率外模式面向具体的应用程序，定义在逻辑模式之上，但独立于存储模式和存储设备设计外模式时应充分考虑到应用的扩充性。当应用需求发生较大变化，相应外模式不能满足其视图要求时，该外模式就得做相应改动2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）数据库中的逻辑模式是中心和关键应用程序在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立不同的应用程序有时可以共用同一个外模式二级映象保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改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2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）模型分类-数据库的建模过程逻辑数据模型物理数据模型2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）逻辑数据模型-

数据模型的发展反映了数据库的发展文件系统层次和网状数据库关系数据库对象-关系数据库对象数据库商务数据处理应用（查询要求，集成的数据，数据共享）DBMS技术商务数据处理迅速发展，普及（简单结构，非过程化查询）关系数据理论数据库应用领域扩大，新应用领域，传统应用新需求（复杂对象，对象的复杂行为）面向对象技术2.3.1数据库系统内部的模式结构（续）2.3.2数据库系统外部的体系结构从数据库最终用户角度看：数据库系统结构分为单用户数据库系统主从式结构的数据库系统分布式结构的数据库系统客户/服务器结构的数据库系统浏览器/应用服务器/数据库服务器结构2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）单用户数据库系统整个数据库系统(应用程序、DBMS、数据)装在一台计算机上，为一个用户独占，不同机器之间不能共享数据早期的最简单的数据库系统2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）主从式结构的数据库系统一个主机带多个终端的多用户结构数据库系统，包括应用程序、DBMS、数据，都集中存放在主机上，所有处理任务都由主机来完成各个用户通过主机的终端并发地存取数据库，共享数据资源优点易于管理、控制与维护缺点当终端用户数目增加到一定程度后，主机的任务会过分繁重，成为瓶颈，从而使系统性能下降系统的可靠性依赖主机,当主机出现故障时，整个系统都不能使用主从式结构的数据库系统主机终端2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）分布式结构的数据库系统数据库中的数据在逻辑上是一个整体，但物理地分布在计算机网络的不同结点上网络中的每个结点都可以独立处理本地数据库中的数据，执行局部应用同时也可以同时存取和处理多个异地数据库中的数据，执行全局应用优点适应了地理上分散的公司、团体和组织对于数据库应用的需求缺点数据的分布存放给数据的处理、管理与维护带来困难当用户需要经常访问远程数据时，系统效率会明显地受到网络传输的制约2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）客户／服务器结构的数据库系统NetworkRequestResultaclient,aserver,andnetworkClientServerClientmachineServermachine2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）把DBMS功能和应用分开网络中某个（些）结点上的计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，简称服务器其他结点上的计算机安装DBMS的外围应用开发工具，用户的应用系统，称为客户机客户／服务器数据库系统的种类集中的服务器结构一台数据库服务器，多台客户机分布的服务器结构在网络中有多台数据库服务器分布的服务器结构是客户／服务器与分布式数据库的结合2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）客户／服务器结构的优点客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处理后，只将结果返回给用户，从而显著减少了数据传输量数据库更加开放客户与服务器一般都能在多种不同的硬件和软件平台上运行可以使用不同厂商的数据库应用开发工具2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）客户／服务器结构的缺点系统安装复杂，工作量大应用维护困难，难于保密，造成安全性差相同的应用程序要重复安装在每一台客户机上，从系统总体来看，大大浪费了系统资源系统规模达到数百数千台客户机，它们的硬件配置、操作系统又常常不同，要为每一个客户机安装应用程序和相应的工具模块，其安装维护代价过高2.3.2数据库系统外部的体系结构（续）浏览器/应用服务器/数据库服务器结构客户端浏览器软件、用户界面浏览器的界面统一，广大用户容易掌握，大大减少了培训时间与费用服务器端分为Web服务器、应用服务器、数据库服务器等大大减少了系统开发和维护代价能够支持数万甚至更多的用户第2章数据库系统概述2.1概述2.2数据模型2.3数据库系统结构2.4数据库系统的组成2.5本章小结2.4数据库系统的组成数据库系统(Database

System,DBS)是指一个计算机存储记录的系统，即它是一个计算机系统,该系统的目标是存储信息并支持用户检索和更新所需的信息，主要包括：数据库数据库管理系统（及其开发工具）应用系统数据库管理员（用户）DBMSApplication存储元数据存储业务数据UserSQL结构化查询语言Result一个简化的数据库系统环境2.4数据库系统的组成（续）2.4数据库系统的组成（续）硬件平台及数据库数据库系统对硬件资源的要求足够大的内存操作系统DBMS的核心模块数据缓冲区应用程序足够大的外存磁盘操作系统DBMS应用程序数据库及其备份光盘、磁带、软盘数据备份较高的通道能力，提高数据传送率2.4数据库系统的组成（续）软件DBMS操作系统与数据库接口的高级语言及其编译系统以DBMS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2.4数据库系统的组成（续）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)2.4数据库系统的组成（续）数据库管理员(DBA)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定义概念模式定义内模式与用户联络，定义外模式定义数据的安全性要求和完整性约束条件2.4数据库系统的组成（续）监控数据库的使用和运行周期性转储数据库数据文件日志文件系统故障恢复介质故障恢复监视审计文件数据库的改进和重组性能监控和调优数据重组数据库重构2.4数据库系统的组成（续）系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明与用户及DBA协商，确定系统的硬软件配置参与数据库系统的概要设计数据库设计人员参加用户需求调查和系统分析确定数据库中的数据设计数据库各级模式应用程序员设计和编写应用系统的程序模块进行调试和安装2.4数据库系统的组成（续）用户偶然用户企业或组织机构的高中级管理人员简单用户银行的职员、机票预定人员、旅馆总台服务员复杂用户工程师、科学家、经济学家、科技工作者等直接使用数据库语言访问数据库，甚至能够基于数据库管理系统的API编制自己的应用程序2.4数据库系统的组成（续）数据字典数据字典和DBMS是数据库系统中使用的两个主要工具，它们在数据资源的管理和使用中相互补充数据字典定义是关于数据描述信息的库，存储有关数据的来源、描述、与其他数据的关系、用途、责任和格式等信息它本身就是个数据库，存储“关于”数据的数据，为数据库提供了“路线图”而不是“原始数据”2.4数据库系统的组成（续）数据字典可以在非数据库环境下使用，但由于数据库中数据量大、关系复杂、多用户共享等原因，使数据字典在数据库中使用中尤为重要数据字典的内容包括数据元、数据元组、导出数据元、同义异名或别名、同名异义词、概念模式描述、逻辑模式描述、外模式描述、内模式描述2.4数据库系统的组成（续）数据字典的任务及用途任务描述或定义数据库系统的所有对象和属性；对象之间的联系；登记所有对象、属性的自然语言定义；保留数据字典的变化历史，以供需要时查阅；注意数据字典本身也需要用数据模型来描述用途帮助DBMS快速查找有关对象便于DBA掌握整个系统的运行情况主要由DBMS使用，用户也可以使用DBMS可通过数据库字典了解数据库中每个文件的结构、每个数据项的存储格式和数据类型等信息2.4数据库系统的组成（续）数据字典与DBMSDBMS直接与数据的计算机处理有关，数据字典和一个组织全部数据的收集、规范说明和管理有关在数据环境中，数据字典可以被看成是存储数据库信息的“数据库”有时称管理数据字典数据库的软件为数据字典2.4数据库系统的组成（续）数据库系统的工作流程第一阶段DBA建立并维护数据库第二阶段用户编写应用程序第三阶段应用程序在DBMS支持下运行，当模式、物理模式、子模