数据库原理第2章数据库系统结构.ppt

数据库原理;本章内容概要;数据模型 数据模型中的数据描述，组成的基本要素.;数据库的数据模型;（一）传统数据模型;层次模型的特点;层次模型适合表示数据记录之间的一对多联系 查询路径是自顶向下的单项查询;网状模型的特点; ;关系模型;关系模型的特点;关系模型的数据结构;（二）语义数据模型;（三）面向对象的数据模型;数据模型的特性及分类;信息世界中的基本概念;基于记录的逻辑模型：概念与术语;信息3个世界的术语联系;数据模型的定义;数据模型;为了把现实世界中的具体事物抽象、组织为某一DBMS支持的数据模型，人们常常首先将现实世界抽象为信息世界，然后将信息世界转换（或数据化）为机器世界。这一过程如右图所示。 数据模型的组成要素 ;数据模型的三个组成要素 ;数据模型的组成要素 ;概念模型;例如，对于教师、课程与参考书三个实体型，如果一门课程可??有若干个教师讲授，使用若干本参考书，而每个教师只讲授一门课程，每一本参考书只供一门课程使用，则课程与教师、参考书三者间的联系是一对多的，如下图所示。 要注意的是三个实体型之间多对多联系与三个实体型两两之间的多对多联系（共有三个）的语义及E-R图是不同的。 ;图例: 两个实体型之间的三类联系;图例:两个实体型之间的三类联系;同一个实体型对应的实体集内的各实体之间也可以存在一对一、一对多、多对多的联系的（可以把一个实体集逻辑上看成两个与原来一样的实体集来理解）。例如：同学实体集内部同学与同学之间老朋友的关系可能是多对多的（如下图所示），这是因为每位同学的老朋友往往有多位。;图例:一个实体型实体之间的多对多联系;概念模型的表示 ;如右图所示就是一个班级、学生的概念模型（用E-R图表示），班级实体型与学生实体型之间很显然是一对多关系。应用时应针对某实际情况，试着设计反映实际内容的实体及实体联系的E-R图。;（现实、信息、机器）世界/关系数据库间对照表; 2.2 数据库系统结构 ;2.2.1 数据库系统三级模式结构 ——数据库的ANSI模型;数据库系统结构;数据库系统的三级模式结构 ;数据库系统的三级模式结构 ——概念模式;数据库系统的三级模式结构 ——外模式;二、模式（Schema） 模式又称概念模式，也称逻辑模式，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，是数据视图的全部。它是数据库系统模式结构的中间层 。 概念模式实际上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。 三、内模式（Internal Schema） 内模式也称为存储模式，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表示方式。 ;数据库系统三级模式结构概念比较表 ;数据库系统三级模式结构概念比较表(续);数据库的二级映象功能与数据独立性 ;二、模式/内模式映象 数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式/内模式映象是唯一的，它定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变了，由数据库管理员对模式/内模式映象作相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性，简称为数据物理独立性。 在数据库的三级模式结构中，数据库模式即全局逻辑结构是数据库的中心与关键，它独立于数据库的其他层次。 ;数据库的内模式依赖于它的全局逻辑结构，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。 数据库的外模式面向具体的应用程序，它定义在逻辑模式之上，但独立于内模式和存储设备。 数据库的二级映象保证了数据库外模式的稳定性，从而根本上保证了应用程序的稳定性，使得数据库系统具有较高的数据与程序的独立性。数据库的三级模式与二级映象使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。 ;数据库管理员（DBA）;2.2.3 数据库管理系统的工作过程 ;数据库管理系统的工作过程（续1）;（8）DBMS依据内模式/模式（模式/内模式映象的反方向看待，并不是另一种新映象，模式/子模式映象也是类似情况）、模式/子模式映象的定义，导出应用程序A所要读取的记录格式； （9）DBMS将数据记录从系统缓冲区传送到应用程序A的用户工作区； （10）DBMS向应用程序A返回命令执行情况的状态信息。; 至此，DBMS就完成了一次读用户数据记录的过程。DBMS向数据库写一个用户数据记录的过程经历的环节类似于读，只是过程基本是相反而已。由DBMS控制的大量用户数据的存取操作，可以理解为就是由许许多多这样的读或写的基本过程组合完成的。