数据库——数据库系统

结构

数据库应用开发人员角度——数据库系统内部的系统结构：三级模式结构

数据库最终用户角度——数据库系统外部的体系结构：单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户—服务器、浏览器—应用服务器/数据库服务器……

数据库系统模式的概念

型：指对某一类数据的结构和属性的说明【表头】

值：是型的一个具体赋值

模式：是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，仅涉及型的描述，不涉及具体的值

实例：模式的具体值，同一个实例可以有很多实例

模式是相对稳定的，而实例是相对变动的

三级模式

模式

别称：全局模式、逻辑模式

定义：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，是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，又与具体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关

实质：模式实际上是数据库数据在逻辑级上的视图

数量：一个数据库只有一个模式

定义方式：数据库管理系统提供模式数据定义语言（模式DDL）严格地定义模式

外模式

别称：局部模式、用户模式、子模式

定义：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

外模式通常是模式的子集

数量：一个数据库可以有多个外模式

模式中的同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同

某一外模式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

外模式是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对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的

定义方式：数据库管理系统提供外模式数据定义语言（外模式DDL）严格地定义外模式

内模式

别称：物理模式、存储模式

定义：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组织方式

数量：一个数据库只有一个内模式

二层映像

外模式/模式映像保证了逻辑独立性

内模式/模式映像保证了物理独立性

数据库的二级映像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

由于数据的存取由数据库管理系统管理，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改

外模式/模式

模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构。对于同一个模式可以有任意多个外模式，对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式/模式映像，其定义了该外模式与模式之间的对应关系，这些映像定义通常包含在各自外模式的描述中

逻辑独立性：当模式改变时，数据库管理员对各个外模式/模式的映像作相应改变，使外模式保持不变，应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性

模式/内模式

数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所有模式/内模式映像是唯一的，其定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系，这些映像定义通常包含在模式描述中

物理独立性：当数据库的存储结构改变时，数据库管理员对模式/内模式映像作相应改变，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

组成

数据库系统一般由数据库（硬件）、数据库管理系统（软件）、应用程序（软件）和数据库管理员构成

硬件平台及数据库

要求：

1. 有足够大的内存，存放操作系统、数据库管理系统的核心模块、数据缓冲区和应用程序
2. 有足够大的磁盘或磁盘阵列等设备存放数据库，有足够大的磁带或光盘作数据备份
3. 有较高的通道能力，以提高数据传送率

软件

主要包括：

1. 数据库管理系统：为数据库的建立、使用和维护配置的系统软件
2. 支持数据库管理系统运行的操作系统
3. 具有与数据库接口的高级语言及其编译系统：便于开发应用程序
4. 以数据库管理系统为核心的应用开发工具：为数据库系统的开发和应用提供了良好的环境
5. 为特定应用环境开发的数据库应用系统

人员

数据库管理员 DBA

负责全面管理和控制数据库系统

职责：

1. 决定数据库中的信息内容和结构
2. 决定数据库的存储结构和存取策略
3. 定义数据的安全性要求和完整性约束条件
4. 监控数据库的使用和运行
5. 数据库的改进和重组、重构【改进：依靠工作实践并根据实际应用环境不断改进数据库设计 重组织：定期对数据库进行重组织，以改善系统性能 重构：当用户的需求增加和改变时，数据库管理员还要对数据库进行较大的改造，包括修改部分设计】

系统分析员

负责应用系统的需求分析和规范说明，要和用户和数据库管理员相结合，确定系统的软件硬件配置，并参与数据库系统的概要设计

数据库设计人员

负责数据库中数据的确定及数据库各级模式的设计，必须参加用户需求调查和系统分析，然后进行数据库设计

很多情况下，数据库设计人员由数据库管理员担任

应用程序员

负责设计和编写应用系统的程序模块，并进行调试和安装

用户

用户指最终用户，最终用户通过应用系统的用户接口使用数据库，常用的接口方式：浏览器、菜单驱动、表格操作、图形显示、报表书写……

分类最终用户：

1. 偶然用户：不经常访问数据库，但每次访问数据库时往往需要不同的数据库信息
2. 简单用户：主要工作是查询和更新数据库
3. 复杂用户：具有较高科学技术背景的人员，能够直接使用数据库语言访问数据库，能够基于数据库管理系统的应用程序接口编制自己的应用程序（编程访问数据库）

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