數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概述(1)-資料下載頁(yè)
2025-05-14 09:13本頁(yè)面
【正文】 系，把保存關(guān)系定義的關(guān)系稱為DB的元關(guān)系、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)字典等，它提供了 DB中所有關(guān)系的模式。元關(guān)系是在用戶建立數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，由 DBMS自動(dòng)定義。 ? 例如：學(xué)生選課關(guān)系模型，由各關(guān)系的型所定義的元關(guān)系如表 18。 序號(hào) 屬性名 類型 長(zhǎng)度 關(guān)系名 … 1 學(xué)號(hào) C 7 學(xué)生基本信息 … 2 姓名 C 8 學(xué)生基本信息 … 3 性別 C 2 學(xué)生基本信息 … 4 專業(yè) C 6 學(xué)生基本信息 … 5 課程號(hào) C 4 課程信息 … 6 課程名 C 12 課程信息 … 7 學(xué)分 N 1 課程信息 … 8 開(kāi)課專業(yè) C 8 課程信息 … 4．關(guān)系模型中的查詢和更新 ? 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢和更新運(yùn)算，既可以在每個(gè)關(guān)系上進(jìn)行，也可以在相關(guān)的若干個(gè)關(guān)系上進(jìn)行，關(guān)系間共同使用的連接屬性或關(guān)聯(lián)屬性 – 例如：對(duì)于學(xué)生選課關(guān)系模型，既可以分別在學(xué)生、課程和選課上單獨(dú)進(jìn)行查詢和更新，也可以通過(guò)它們之間的連接屬性學(xué)號(hào)和課程號(hào)把兩（或者三）個(gè)關(guān)系連接起來(lái)進(jìn)行查詢和更新。 ? 關(guān)系模型具有如下優(yōu)點(diǎn)： – （ 1）簡(jiǎn)單 – （ 2）結(jié)構(gòu)獨(dú)立性 – （ 3）易于設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、維護(hù)和使用 – （ 4）靈活和強(qiáng)大的查詢能力：結(jié)構(gòu)化查詢語(yǔ)言（ Structured Query Language， SQL）使得特殊的查詢成為現(xiàn)實(shí)。 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu) 三級(jí)模式結(jié)構(gòu) ? ANSI定義的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)為：內(nèi)模式、模式和外模式 ? 內(nèi)模式（存儲(chǔ)模式）：數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)介質(zhì)上的物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和操作方式 ? 外模式（用戶模式）：用戶的數(shù)據(jù)視圖，用戶和 DBS的操作接口 ? 模式（邏輯模式）：前兩者間的中間層，用戶和物理存儲(chǔ)與操作橋梁 外模式 模式 外模式 外模式 內(nèi)模式 1．外模式 ? 外模式（子模式）對(duì)應(yīng)于用戶級(jí)的用戶視圖，它是用戶所看到的數(shù)據(jù)視圖，是與具體應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。外模式是從模式導(dǎo)出的一個(gè)子集，包含模式中允許特定用戶使用的部分?jǐn)?shù)據(jù)。用戶通過(guò)外模式描述語(yǔ)言來(lái)描述、定義對(duì)應(yīng)于用戶的數(shù)據(jù)記錄，也可以利用數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言 DML操作這些數(shù)據(jù)。外模式反映了 DB的用戶觀。 2．模式 ? 模式表示 DB的全部信息內(nèi)容，其形式比數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)方式抽象 – 可以理解為現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)模型表示，包括數(shù)據(jù)的定義和數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。既包括數(shù)據(jù)的靜態(tài)定義，也包括數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)定義以及數(shù)據(jù)的完整性約束等內(nèi)容。通常，模式與任何特定用戶觀察數(shù)據(jù)的方式都不同，它不是某一用戶所看到的數(shù)據(jù)。 ? 模式是由許多概念記錄類型構(gòu)成 – 例如：它可能包括部門記錄的集合，雇員記錄的集合，供應(yīng)商記錄的集合，零件記錄的集合等等。 – 記錄既不和用戶記錄相同，也不和存儲(chǔ)記錄相同。 – 模式包括概念記錄型的定義。模式是用數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言來(lái)寫的。如果可以實(shí)現(xiàn)物理記錄的獨(dú)立性 – 那么模式根本不涉及物理表示和訪問(wèn)的技術(shù)，亦即在模式中不能涉及存儲(chǔ)字段表示、存儲(chǔ)記錄隊(duì)列、索引、哈希算法、指針或者其它存儲(chǔ)和訪問(wèn)的細(xì)節(jié)。 3．內(nèi)模式 ? 內(nèi)模式是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的低層表示，它由許多內(nèi)部記錄型中每一類型的許多值組成。 – 內(nèi)模式與物理層在細(xì)節(jié)上仍然有不同之處，因?yàn)樗⒉簧婕拔锢碛涗浀男问剑次锢韷K或者頁(yè)），也不考慮具體設(shè)備的柱面或者磁道大小。換句話說(shuō)，內(nèi)模式假定了一個(gè)無(wú)限大的線性地址空間，地址空間到物理存儲(chǔ)的映射細(xì)節(jié)是與特定系統(tǒng)有關(guān)的，它未反映在體系結(jié)構(gòu)中。內(nèi)模式不僅定義各種存儲(chǔ)記錄，而且也說(shuō)明存在的索引，存儲(chǔ)記錄的表示以及在什么物理隊(duì)列中等。 ? 需要強(qiáng)調(diào)，在某些特殊情況下，應(yīng)用程序可能會(huì)直接操作內(nèi)模式而不是外模式。 – 這種做法肯定是不妥的，會(huì)帶來(lái)一定的安全和完整隱患（即：繞過(guò)安全性和完整性約束），并且應(yīng)用程序會(huì)失去數(shù)據(jù)獨(dú)立性。但有時(shí)為了保證功能或者性能上的要求，又不得不這樣做。這就像使用高級(jí)語(yǔ)言系統(tǒng)的用戶，偶爾會(huì)使用匯編語(yǔ)言以滿足特定的功能或者性能要求一樣。 二級(jí)映像結(jié)構(gòu) ? 模式 /內(nèi)模式映像：定義邏輯結(jié)構(gòu)模式和存儲(chǔ) DB的對(duì)應(yīng)關(guān)系，它說(shuō)明了記錄和字段在內(nèi)部層次怎樣表示。如果 DB的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)改變了，那么模式 /內(nèi)模式的映像必須進(jìn)行相應(yīng)的改變，以便模式能夠保持不變。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的物理獨(dú)立性，內(nèi)模式變化必須與模式隔離 ? 外模式 /模式的映像：定義特定的用戶視圖和邏輯結(jié)構(gòu)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 – 例如：字段可能有不同的數(shù)據(jù)類型；字段和記錄名可以改變；幾個(gè)字段能合成一個(gè)單一的字段等?？赡芡瑫r(shí)存在多個(gè)用戶視圖；多個(gè)用戶可以共享一個(gè)特定的用戶視圖；不同的用戶視圖可能有交叉。很顯然，模式 /內(nèi)模式映像是物理獨(dú)立性的關(guān)鍵，外模式 /模式的映像是邏輯獨(dú)立性的關(guān)鍵。 ? 應(yīng)用程序根據(jù)外模式進(jìn)行數(shù)據(jù)操作，通過(guò)外模式 /模式映像，建立外模式與模式間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)模式發(fā)生改變時(shí)，只要改變其映射，就可以使外模式保持不變；通過(guò)模式 /內(nèi)模式映像，建立邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，只需改變模式 /內(nèi)模式映像，就能保持模式不變，因此應(yīng)用程序也可以保持不變。 小 結(jié) ? 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)。 ? 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)模型的基本要素，數(shù)據(jù)的概念模型和三種主要的數(shù)據(jù)模型（層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型）。目前流行的基于關(guān)系模型的 RDBMS。 ? 概念模型，典型應(yīng)用代表 ER圖。 ER的基本概念，以及其在數(shù)據(jù)描述中的應(yīng)用。 ? 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的三級(jí)模式（外模式、模式和內(nèi)模式）結(jié)構(gòu)。三級(jí)模式和兩級(jí)映像的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保證了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性。 ? 本章應(yīng)該把注意力放在數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念上，了解概念模型、數(shù)據(jù)模型在現(xiàn)實(shí)生活中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的作用和意義，體會(huì)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)和兩級(jí)映像對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的意義。 習(xí) 題 ? 1， 3， 5， 7， 9， 1
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