chap4 网络数据库系统的体系结构
数据库的体系结构
数据库的体系结构 TTA standardization office【TTA 5AB- TTAK 08- TTA 2C】数据库的体系结构1.三级模式结构数据库的体系结构分为三级：外部级、概念级和内部级（图），这个结构称为数据库的体系结构，有时亦称为三级模式结构或数据抽象的三个级别。
虽然现在DBMS的产品多种多样，在不同的操作系统下工作，但大多数系统在总的体系结构上都具有三级结构的特征。
从某个角度看到的数据特性，称为数据视图(Data View)。
外部级最接近用户，是单个用户所能看到的数据特性，单个用户使用的数据视图的描述称为外模式。
概念级涉及到所有用户的数据定义，也就是全局性的数据视图，全局数据视图的描述称概念模式。
内部级最接近于物理存储设备，涉及到物理数据存储的结构，物理存储数据视图的描述称为内模式。
图三级模式结构数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。
它把数据的具体组织留给DBMS去做，用户只要抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储，这样就减轻了用户使用系统的负担。
三级结构之间往往差别很大，为了实现这三个抽象级别的联系和转换，DBMS在三级结构之间提供两个层次的映象(Mapping)：外模式／模式映象，模式／内模式映象。
这里的模式是概念模式的简称。
数据库的三级模式结构，即数据库系统的体系结构如图所示。
图数据库系统的体系结构2.三级结构和两级映象（1）概念模式概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。
它由若干个概念记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性安全性等要求。
数据按外模式的描述提供给用户，按内模式的描述存储在磁盘中，而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间点，并使得两级中任何一级的改变都不受另一级的牵制。
概念模式必须不涉及到存储结构、访问技术等细节，只有这样，概念模式才能达到物理数据独立性。
概念模式简称为模式。
（2）外模式外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。
计算机等级考试四级网络工程师：网络体系结构
计算机等级考试四级网络工程师：网络体系结构08-21 10:37 来源：等考吧——新思路点击：145次一、网络体系结构及协议的定义1、网络体系结构：是计算机之间相互通信的层次，以及各层中的协议和层次之间接口的集合。
2、网络协议：是计算机网络和分布系统中互相通信的对等实体间交换信息时所必须遵守的规则的集合。
3、语法(syntax):包括数据格式、编码及信号电平等。
4、语义(semantics)：包括用于协议和差错处理的控制信息。
5、定时(timing)：包括速度匹配和排序。
二、开放系统互连参考模型1、国际标准化组织ISO在1979年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统的体系结构，提出了开放系统互连OSI模型，这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构。
2、OSI简介：OSI采用了分层的结构化技术，共分七层，物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
3、OSI参考模型的特性：是一种异构系统互连的分层结构;提供了控制互连系统交互规则的标准骨架;定义一种抽象结构，而并非具体实现的描述;不同系统中相同层的实体为同等层实体;同等层实体之间通信由该层的协议管理;相信层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务;所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务;直接的数据传送仅在最低层实现;每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。
4、物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性;有关的物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示。
5、数据链路层：在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程;提供数据链路的流控。
6、网络层：控制分组传送系统的操作、路由选择、拥护控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明。
7、传输层：提供建立、维护和拆除传送连接的功能;选择网络层提供最合适的服务;在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。
数据库系统的体系结构
物理上分布，逻辑上集中
应用1 用户接口 词法及语法分析 查询分解和优化 分布式事务管理 并发控制 恢复 局 部 DBMS 节点 k 数据目录 应用n
通信管理
计算机网络 节点 I 节点 j
4）并行式DBS(Parallel DBS)
现在数据库的数据量急剧提高，巨型数据库的容量已达到 “太拉”级(1太拉为1012，记作T)，此时要求事务处理速度极 快，每秒达数千个事务才能胜任系统运行。集中式和C/S式 DBS都不能应付这种环境。并行计算机系统能解决这个问题。 并行系统使用多个CPU和多个磁盘进行并行操作，提高数据 处理和I/O速度。 并行处理时，许多操作同时进行，而不是采用分时的方法。 在大规模并行系统中，CPU不是几个，而是数千个。即使在 商用并行系统中，CPU也可达数百个。
数据库
3.1.3 数据库的抽象层次
1）物理数据库
以内部模式为框架的数据库称为物理数据库。 它是数据库中最里面的一个层次，是物理存储设备上实际存储 着的数据集合。
2）概念数据库
以概念模式为框架的数据库称为概念数据库。 它是数据库结构中的一个中间层次，是数据库的整体逻辑表示， 它描述了每一个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系。
DBA的主要职责有：
参与数据库系统的设计与建立。 对系统的运行实行监控。 定义数据的安全性要求和完整性约束条件。 负责数据库性能的改进和数据库的重组及重构工作。
3.2.2 DBS的全局结构
终端用户 应用程序员 专业用户 DBA 用户 应用界面 应用程序 查询 数据库模式 查 询 式DML 式 程序 查询 程序 DML DDL 处 理 器 数 据 库 存 储 管 理 器 管 理 系 统 界面
第3章 数据库系统的体系结构
大一数据库结构知识点归纳
大一数据库结构知识点归纳数据库结构知识点归纳数据库结构是数据库系统中的核心组成部分，它决定了数据的存储形式和组织方式。
在大一学习数据库课程时，了解数据库结构的知识是非常重要的。
本文将对大一数据库结构知识点进行归纳，帮助读者更好地理解和掌握相关概念。
一、数据库结构概述数据库结构是指数据库中数据的组织形式和存储方式。
它包括了数据库的三级模式结构和物理存储结构。
三级模式结构分为外模式、概念模式和内模式，是数据库系统中的逻辑结构；物理存储结构是指数据在磁盘上的存储方式。
1. 外模式外模式是用户对数据库进行操作和访问的视图，它是对概念模式的进一步抽象。
外模式定义了用户可以看到的数据和操作方式，通过外模式可以实现数据的隐藏和安全性管理。
2. 概念模式概念模式是数据库的全局逻辑结构，它定义了数据库中的所有数据的逻辑描述和联系。
概念模式独立于具体的应用程序，它对用户是透明的。
3. 内模式内模式是数据库的物理存储结构，它定义了数据在存储介质上的存储方式和存取方法。
内模式对用户是完全隐藏的，只有数据库管理员才能对其进行管理和操作。
二、数据库模型数据库模型是数据库结构的抽象和描述方式，它定义了数据的组织形式和联系。
常见的数据库模型有层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型等。
1. 层次模型层次模型是将数据组织成树状结构，其中每个节点表示一个记录，每个节点可以有多个子节点。
层次模型的查询效率高，但对数据的维护较为复杂。
2. 网状模型网状模型是将数据组织成一个网状结构，其中每个记录可以有多个父节点和多个子节点。
网状模型解决了层次模型中的一些限制，但数据的管理和查询仍然较为困难。
3. 关系模型关系模型是目前最常用的数据库模型，它将数据组织成二维表格的形式，通过表格之间的关联来表示数据之间的联系。
关系模型具有结构简单、易于理解和使用的特点。
4. 面向对象模型面向对象模型是数据库中的新兴模型，它将数据和数据的操作封装成对象，通过对象之间的继承和关联来描述数据的组织形式和联系。
数据库体系架构
数据库体系架构介绍数据库体系架构是指在数据库系统中数据库的组织、管理和运行的结构和规划。
它是数据库系统设计的基础，决定了系统的性能、可靠性和扩展性。
本文将对数据库体系架构进行全面、详细、完整且深入地探讨。
数据库体系结构的层次数据库体系结构根据功能可以分为三个层次：外模式、概念模式和内模式。
外模式外模式（也称为用户模式）是数据库系统中最接近用户的层次，它描述了用户所见到的数据库的逻辑结构和对应的操作。
不同的用户可以有不同的外模式，因为不同用户对数据的需求和操作方式可能不同。
外模式通过视图来实现，用户通过视图进行数据的查询和操作。
概念模式概念模式是数据库系统的中间层次，它描述了整个数据库的全局逻辑结构。
概念模式通过实体-关系图（ER图）来表示，它包括实体、关系和属性等元素。
概念模式是数据库设计的核心，它定义了数据库的基本结构和约束条件。
内模式内模式是数据库系统中最底层的层次，它描述了数据在存储介质上的物理结构和存储方式。
内模式包括数据的存储方式、索引结构和数据的存取方法等。
内模式与硬件和操作系统有关，不同的存储介质和操作系统可能有不同的内模式。
数据库体系结构的架构风格数据库体系结构的架构风格根据不同的需求和设计目标可以有多种选择。
两层架构是最简单的数据库体系结构，它由客户端和服务器两部分组成。
客户端负责用户界面和数据处理逻辑，服务器负责数据存储和处理。
两层架构的优点是简单易用，但缺点是扩展性有限，不适用于大规模的数据存储和查询。
三层架构三层架构是一种常见的数据库体系结构，它由用户界面层、业务逻辑层和数据访问层三部分组成。
用户界面层负责用户交互和展示，业务逻辑层负责数据处理和业务逻辑，数据访问层负责数据库的读写。
三层架构的优点是清晰分层、易于维护和扩展，但缺点是增加了系统的复杂度。
多层架构多层架构是一种更加复杂和灵活的数据库体系结构，它由多个层次组成，每个层次负责特定的功能和任务。
多层架构可以根据具体的需求和规模进行扩展和调整，可以支持大规模的数据存储和查询。
数据库系统的体系结构
数据库系统的体系结构一、概述数据库系统是一种用于存储和管理数据的软件系统，它的核心是数据库管理系统（DBMS）。
数据库系统的体系结构定义了不同层次的组件和它们之间的关系，以实现高效的数据管理和访问。
本文将探讨数据库系统的体系结构，包括其组成要素和各个层次的功能。
二、数据库系统的组成要素数据库系统通常由以下几个组成要素构成：1. 数据数据是数据库系统中最重要的组成部分，它是被组织和存储的信息的集合。
数据可以是各种形式的，例如文本、图像、音频等。
数据库系统的目标是将数据有效地存储和管理，以便快速地检索和处理。
2. 数据库管理系统（DBMS）数据库管理系统是数据库系统的核心组件，它提供了对数据的管理和访问功能。
DBMS负责数据库的创建、维护、备份和恢复等任务。
它还提供了数据的查询、更新和删除等操作，以及数据的安全性和完整性保护机制。
3. 硬件硬件是数据库系统的物理基础，包括计算机、存储设备和网络等。
数据库系统需要在计算机上运行，利用存储设备来持久化数据，通过网络与用户进行交互。
4. 软件数据库系统需要依赖一些软件来运行，如操作系统、网络协议栈和数据库管理系统。
操作系统提供了数据库系统运行所需的基本功能，网络协议栈负责网络通信，而数据库管理系统则是数据库系统的核心。
5. 用户用户是数据库系统的使用者，包括数据库管理员、应用程序开发人员和最终用户等。
用户通过DBMS与数据库进行交互，进行数据的查询、更新和删除等操作。
三、数据库系统的层次结构数据库系统可以分为三个层次：外层模式（视图）、概念模式和内部模式（物理存储）。
1. 外层模式（视图）外层模式是用户所见到的数据库的子集，它定义了用户对数据库的逻辑视图。
每个用户可以定义自己的外层模式，只能看到和操作与其权限相关的数据。
外层模式使用户可以方便地访问和处理数据库中的数据，同时保护了数据的安全性和隐私。
2. 概念模式概念模式描述了整个数据库的逻辑结构和组织方式，它是全局的、统一的视图。
计算机等级考试四级数据库工程师复习资料
计算机等级考试四级数据库工程师复习资料数据库管理系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。
外模式(e*ternal schema)，或子模式(subschema)或用户模式(user schema)，是指数据库用户所看到的数据结构，是用户看到的数据视图。
模式(schema)或规律模式(logic schema)，是数据库中对全体数据的规律结构和特性的描述，是全部用户所见到的数据视图的总和。
外模式是模式的一部分。
内模式(internal schema)，或存储模式(storage schema)，或物理模式(physical schema)，是指数据在数据库系统内的存储介质上的表示，即对数据的物理结构和存取方式的描述。
模式描述的是数据的全局的规律结构，决断了DBMS的功能。
外模式涉及的仅是局部的规律结构，是模式的子集，是对模式的调用。
数据库系统的三级模式是对数据进行三个层次抽象的工具。
通过三级模式，把对数据的详细组织留给DBMS 来完成，使得用户能在高层次上处理数据的规律结构，而不必关怀数据的物理结构。
为了实现这三个层次这间的联系，DBMS在沟通三级模式中提供了两个映象:外模式-模式映象、模式-内模式映象(1)模式模式规定了数据库中全部数据的一个规律表示或描述形式。
模式既不同于内模式，也不同于外模式。
它比内模式抽象，不涉及数据的物理结构和存储介质。
它与详细的应用程序或高级语言无关。
(2)外模式外模式是个别用户的数据视图，即与某一应用有关的数据的规律表示。
(3)内模式内模式是全部数据库的内部表示或底层描述，是用来定义数据的物理结构和存取方式的。
(4)二级映象对于同一个模式，可以有任意多个外模式。
外模式-模式的映象定义了某个外模式和模式之间的对应关系。
这些映象的定义通常包含在各自的外模式中。
当模式转变时，外模式-模式的映象要做相应的转变，以保证外模式的不变性。
这是数据库管理员(DBA)的.责任。
模式-内模式的映象定义了数据规律结构和存储结构之间的对应关系。
数据库管理系统结构
(1)应用层：是数据库管理系统与终端用户和应用程序的界面，负责处理各种数据库应用，如使用结构化查 询语言SQL发出的事务请求或嵌入通用的程序设计语言的应用程序对数据库的请求。
(2)语言处理层：由DDL编译器、DML编译器、DCL编译器、查询器等组成，负责完成对数据库语言的各类语 句进行词法分析、语法分析和语义分析，生成可执行的代码。此外，还负责进行授权检验、视图转换、完整性检 查、查询优化等。
系统结构
系统结构
从系统功能方面来分析数据库管理系统的结构。一般来说，数据库管理系统应该具备以下功能：数据定义， 数据操纵，数据库运行管理，数据组织、存储和管理，数据库的建立、维护和其他。而实现这些功能就需要相应 的程序模块。以下分别介绍这些相应的程序模块：
(1)数据定义模块：包括DDL翻译处理程序(包括外模式、模式、存储模式处理程序)、保密定义处理程序(如 授权定义处理程序)、完整性约束定义处理程序等。这些程序接收相应的定义，进行语法、语义检查，把它们翻译 为内部格式存储在数据字典中。DDL翻译程序还根据模式定义负责建立数据库的框架(即形成一个空库)，等待装 入数据。
(3)客户机/服务器(Client—Server，C/S)结构：是随着计算机网络的广泛使用而出现的结构模式。该结 构是将一个数据库分解为客户机(称为前端，Front—End)、应用程序和服务器(称为后端，Back-End)三部分， 通过网络连接应用程序和服务器。由于C/S结构的本质是通过对服务功能的分布实现分工服务，因而又称为分布 式服务模式。人们将C/S称为二层结构的数据库应用模式。
(3)内模式：又称存储模式，是数据库内部数据存储结构的描述。它定义了数据库内部记录类型、索引和文 件的组织方式以及数据控制方面的细节。一个数据库只能有系结构
数据仓库系统的体系结构
数据仓库系统的体系结构体系结构数据源是数据仓库系统的基础，是整个系统的数据源泉。
通常包括企业内部信息和外部信息。
内部信息包括存放于RDBMS中的各种业务处理数据和各类文档数据。
外部信息包括各类法律法规、市场信息和竞争对手的信息等等；数据的存储与管理是整个数据仓库系统的核心。
数据仓库的真正关键是数据的存储和管理。
数据仓库的组织管理方式决定了它有别于传统数据库，同时也决定了其对外部数据的表现形式。
要决定采用什么产品和技术来建立数据仓库的核心，则需要从数据仓库的技术特点着手分析。
针对现有各业务系统的数据，进行抽取、清理，并有效集成，按照主题进行组织。
数据仓库按照数据的覆盖范围可以分为企业级数据仓库和部门级数据仓库（通常称为数据集市）。
OLAP(联机分析处理)服务器对分析需要的数据进行有效集成，按多维模型予以组织，以便进行多角度、多层次的分析，并发现趋势。
其具体实现可以分为：ROLAP（关系型在线分析处理）、MOLAP （多维在线分析处理）和HOLAP（混合型线上分析处理）。
ROLAP基本数据和聚合数据均存放在RDBMS之中；MOLAP基本数据和聚合数据均存放于多维数据库中；HOLAP基本数据存放于RDBMS之中，聚合数据存放于多维数据库中。
数据仓库系统的体系结构数据仓库系统通常是对多个异构数据源的有效集成，集成后按照主题进行重组，包含历史数据。
存放在数据仓库中的数据通常不再修改，用于做进一步的分析型数据处理。
数据仓库系统的建立和开发是以企事业单位的现有业务系统和大量业务数据的积累为基础的。
数据仓库不是一个静态的概念，只有把信息适时的交给需要这些信息的使用者，供他们做出改善业务经营的决策，信息才能发挥作用，信息才有意义。
因此，把信息加以整理和重组，并及时提供给相应的管理决策人员是数据仓库的根本任务。
数据仓库的开发是全生命周期的，通常是一个循环迭代的开发过程。
一个典型的数据仓库系统通常包含数据源、数据存储和管理、OLAP服务器以及前端工具与应用四个部分。
数据库系统的内部结构体系简介
数据库系统的内部结构体系简介计算机安全是计算机技术的一个分支，其目标包括保护信息免受未经授权的访问、中断和修改，同时为系统的预期用户保持系统的可访问性和可用性。
下面是收集的数据库系统的内部结构体系，希望大家认真阅读!数据库系统的内部具有三级模式与二级映射。
1)数据库系统的三级模式数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式。
(1)概念模式概念模式是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共数据视图。
概念模式主要描述数据的概念记录类型以及它们之间的关系，还包括一些数据间的语义约束。
(2)外模式外模式又称子模式或用户模式，是用户的数据视图，即用户见到的数据模式。
概念模式给出系统全局的数据描述而外模式则给出每个用户的局部数据描述。
(3)内模式内模式又称物理模式，它给出数据库物理存储结构与物理存储方法，如数据存储的文件结构、索引、集簇及hash等存取方式与存取路径，内模式的物理性主要体现在操作系统及文件级上。
内模式对一般的用户是透明的，但它的设计直接影响到数据库系统的性能。
模式的三个级别层次反映了模式的三个不同环境以及它们的不同要求，其中内模式处于最底层，它反映数据在计算机物理结构中的实际存储形式，概念模式牌中层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于最外层，通过两种映射由物理数据库映射而成它反映用户对数据的要求。
2)数据库系统的二级映射数据库系统的三级模式是对数据的三个级别抽象，它把数据的具体物理实现留给物理模式，使得全局设计者不必关心数据库的具体实现与物理背景;通过两级映射建立了模式间的联系与转换，使得概念模式与外模式虽然并不物理存在，但也能通过映射获得实体。
同时，两级映射也保证了数据库系统中数据的独立性。
两级模式的映射：概念模式到内模式的映射：该映射给出概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系外模式到概念模式的映射：该映射给出了外模式与概念模式之间的对应关系。
MySQL数据库的体系结构介绍
MySQL数据库的体系结构介绍MySQL是一种广泛使用的关系型数据库管理系统，它被许多Web应用程序用来存储它们的数据。
MySQL数据库的体系结构可以分为以下几个主要的组件：客户端、连接器、查询缓存、分析器、优化器、执行器、存储引擎和文件系统。
在本文中，我们将详细介绍这些组件。
客户端客户端是MySQL系统的用户界面，可以让你和数据库进行交互。
大多数MySQL客户端都是基于命令行的，你可以使用命令来操作数据库。
除此之外，也有一些基于图形界面的工具，比如phpMyAdmin和MySQL Workbench等。
连接器连接器是一个组件，用于建立客户端和MySQL数据库之间的连接。
它的作用是认证用户身份、处理权限和安全等问题。
当客户端连接到MySQL服务器时，连接器会检查用户是否有足够的权限来执行请求的操作，并在需要的情况下提供额外的安全性检查。
查询缓存查询缓存是MySQL的一个组件，它用于存储查询的结果。
这意味着，如果同样的查询再次执行，MySQL会从缓存中提取结果，而不是重新执行查询。
这可以提高查询的性能，但对于大型或频繁更新的数据库来说，它可能会降低性能，因为更新操作会使缓存失效。
分析器分析器是MySQL的一个组件，它的作用是解析SQL查询语句，并确定查询的语法和语义是否正确。
如果查询存在语法错误或语义错误，分析器将无法执行该查询。
如果查询语法正确，分析器将把它传递给优化器。
优化器优化器是MySQL的一个组件，它的作用是分析查询并确定执行查询的最佳方式。
优化器会考虑使用哪个索引、是否使用连接、使用哪种连接算法等问题。
通过这些技术，优化器可以在查询中减少大量的I/O操作。
执行器执行器是MySQL的一个组件，它的作用是执行查询。
执行器将查询计划从优化器传递给存储引擎，并从存储引擎中获取查询结果。
执行器还处理锁定和事务等问题。
存储引擎存储引擎是MySQL的一个组件，它决定了如何将数据存储在磁盘上。
存储引擎可以是InnoDB、MyISAM等。
数据结构的四个层次-概述说明以及解释
数据结构的四个层次-概述说明以及解释1.引言1.1 概述在数据结构领域，数据可以按照不同的层次进行分类和组织。
这四个层次分别是数据的存储方式、数据的组织方式、数据的访问方式和数据的操作方式。
通过对数据结构的研究和应用，可以更有效地存储、组织和操作数据，提高数据处理的效率和质量。
本文将详细探讨这四个层次在数据结构中的重要性和实际应用，以及未来的发展方向。
通过本文的阐述，读者将对数据结构有更深入的了解，并能够更好地应用数据结构知识解决实际问题。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分将会介绍本文的组织方式和内容安排。
本文将主要分为三个部分，即引言部分、正文部分和结论部分。
在引言部分，将对数据结构的四个层次进行简单的概述，介绍文章的结构和目的，以及为什么数据结构是计算机科学中至关重要的一部分。
正文部分将分为三个层次来介绍数据结构，分别是数据的存储方式、数据的组织方式和数据的访问方式。
在每个层次中，我们将详细介绍常见的数据结构类型和其特点，以及相关的算法和应用。
最后，在结论部分，将总结各个层次的重要性和作用，探讨数据结构在实际应用中的意义和发展方向。
通过这篇文章，读者将能够更深入地了解数据结构在计算机科学中的重要性和应用。
1.3 目的数据结构作为计算机科学的重要基础知识，其目的在于研究数据的存储、组织和访问方式，以便于高效地对数据进行管理和操作。
通过深入了解数据结构，我们可以更好地理解程序运行的内部机制，提高程序的性能和可维护性。
此外，数据结构的学习也可以帮助我们更好地理解算法设计和分析。
在解决实际问题时，选择合适的数据结构和算法可以极大地提高解决问题的效率和精度。
总的来说，本文的目的是介绍数据结构的四个层次，帮助读者深入理解数据结构的重要性和应用价值，并为进一步学习和研究数据结构奠定良好的基础。
2.正文2.1 第一层次- 数据的存储方式在数据结构中，数据的存储方式是非常重要的一部分。
它主要涉及到如何有效地将数据存储在内存中以便后续的操作和处理。
数据库的系统架构
数据库的系统架构数据库的系统架构是指对数据库系统的各个组成部分进行整合和设计，以达到高效、可靠、可扩展和易维护的目的。
数据库系统架构包括数据库管理系统、存储、网络、I/O系统等，其中数据库管理系统是整个数据库系统的核心。
数据库管理系统的组成部分包括用户接口、查询处理器、事务管理器、缓存管理器、元数据管理器、存储管理器等，这些组成部分共同协作，完成数据库的增删改查操作，并保证数据的一致性、可靠性和可用性。
存储子系统是数据库系统的重要组成部分，用来存储数据和元数据。
存储子系统的性能直接影响了数据库系统的整体性能和效率。
通常使用磁盘阵列或者SSD等高速存储介质来存储数据，同时使用数据划分、索引等技术提高查询效率。
网络子系统是负责数据库系统和外部应用程序之间数据交换的组成部分。
网络子系统需要保证数据传输的安全、快速和可靠。
常见的网络协议包括TCP/IP协议，常用的数据传输方式包括将数据封装成XML、JSON等格式进行传输。
I/O子系统是负责将数据从外部存储设备读取到内存中，或者将内存中的数据写入到物理存储介质中。
I/O子系统通常使用缓存机制来提高数据访问效率，并使用内存映射文件等技术来减少物理I/O次数，提高性能。
总的来说，数据库的系统架构需要考虑到数据安全、数据的一致性和可用性、系统的可靠性和可扩展性。
数据库系统架构需要通过分层设计来实现功能的解耦和模块化，提高系统的灵活性和可维护性。
同时，数据库系统架构还需要考虑到系统的可扩展性，在需要扩展服务器数量的时候，能够方便地进行系统水平扩展。
总之，数据库系统的系统架构需要综合考虑各个组成部分的性能、可靠性、可用性和可扩展性等因素，打造高效、安全、可靠的数据库系统。
聊天服务结构分析方案
聊天服务结构分析方案背景随着互联网的普及和移动设备的发展，聊天服务已成为现代社交生活中不可或缺的一部分。
聊天服务应用程序可以提供各种实时通信方式，如文字、语音、视频等，能够满足用户交流的不同需求。
随着用户数量的增加和应用程序的功能扩展，聊天服务的规模和服务质量的要求也越来越高。
为了提供高效稳定、快速响应的聊天服务，需要采用一种高效的结构来支持整个服务的实现和部署。
本文将探讨一种聊天服务结构分析方案。
方案介绍聊天服务结构分析方案可分为两部分，即聊天服务器结构分析和聊天客户端结构分析。
聊天服务器结构分析聊天服务器由多个不同的组件组成，为了提供高性能和高可扩展性，服务器结构应该采用分层结构。
下面是聊天服务器的三层结构：•网络通信层网络通信层是聊天服务器的最底层，负责处理网络通信相关的功能。
它可以有多个节点，每个节点都有自己的 IP 地址和端口。
在网络通信层中，我们可以使用基于 WebSocket 或者 TCP 等协议来实现数据传输。
当一个客户端需要连接到聊天服务器时，它可以向任意一个网络通信层节点发送连接请求，然后服务器可以将客户端连接到一个合适的节点进行处理。
•消息路由层消息路由层是聊天服务器的中间层，负责将接收到的消息分发到消息处理层。
它可以有多个节点，每个节点都可以连接到网络通信层别的节点，并且可以与其他的消息路由层节点通信。
消息路由层可以对接收到的消息进行一些预处理，如消息的路由、负载均衡和消息的过滤、验证等。
•消息处理层消息处理层是聊天服务器的最高层，负责处理消息的具体内容。
它可以承载多个应用程序，每个应用程序都可以处理不同的消息。
在消息处理层中，我们还可以添加一些认证和鉴权的功能，以保证数据的安全性。
此外，消息处理层还可以和其他外部系统进行集成，例如数据库、缓存、文件系统等。
聊天客户端结构分析聊天客户端也是由多个不同的组件组成，下面是聊天客户端结构的三层分层结构：•UI 层UI 层是聊天客户端的最上层，负责提供用户界面和交互处理。
第4章 网络数据库系统的体系结构
2012-11-9
济南大学管理学院信管系
12
网络数据库系统的体系结构
C/S结构的弱点： 第一，C/S结构的计算能力过于分散，网络中服 务器和客户机的数目正发生“细胞”分裂，使得系统 的管理费用以几何级数的方式增长； 第二，C/S结构中数据库信息的使用一般只限于 局域网的范围内，无法利用Internet的网络资源； 第三，在C/S结构中，无论多小的企业都必须安 装自己的服务器，而服务器和服务器软件的管理和维 护都是非常复杂的工作，需要专门人员负责，小企业 往往无力购买高性能的服务器和聘任专门的技术人员， 因此C/S结构的网络数据库系统不利于小企业计算机应 用的发展。
2012-11-9
济南大学管理学院信管系
10
网络数据库系统的体系结构
三层体系结构的数据库系统优势在于：
(1) 系统可根据需要把各个服务分别或重复地分 布在不同的计算机上，使整个系统的工作量平衡分配 到网络中，从而实现最佳的性能ห้องสมุดไป่ตู้ (2) 由应用服务器统一管理数据库连接、数据接 收、数据同步、事务处理和线程调度等工作,因此可 最大限度地保障了数据的统一、完整和准确性能；
济南大学管理学院信管系
5
网络数据库系统的体系结构
C/S体系结构的特点体现在以下方面： (1) 数据库安装在服务器一端，数据库的完整性和一 致性有了结构上的保证； (2)客户机为应用提供图形接口，而应用的数据处理 部分由服务器完成。这样，一个应用分成了两个部分， 分布于网络上，便于充分发挥客户机和服务器的处理能 力； (3)网上仅仅传输记录而非文件，与集中式系统相比 系统整体性能有了质的飞跃，网络吞吐能力也大为增强； (4)系统升级容易，可塑性好，能保护已有的投资。
2012-11-9
数据库系统的层次结构
数据库系统的层次结构数据库系统是现代信息技术中的重要组成部分，它是一个大型的数据管理系统，用于存储、管理和处理大量的数据。
数据库系统的层次结构是指数据库系统中各个组成部分之间的关系和层次结构，它包括了四个层次：外模式、概念模式、内模式和物理模式。
1. 外模式外模式是数据库系统的最上层，也是用户接口的一部分。
它是用户与数据库系统之间的接口，用户通过外模式来访问数据库系统中的数据。
外模式是针对不同用户的需求而设计的，因此每个用户都可以有自己的外模式。
外模式的设计应该尽可能地简单和易于使用，以便用户能够方便地访问和使用数据库系统中的数据。
2. 概念模式概念模式是数据库系统的中间层，它是数据库系统的逻辑结构，也是数据库系统的全局视图。
概念模式描述了数据库系统中的所有数据和它们之间的关系。
概念模式是独立于任何具体的应用程序和物理存储结构的，因此它可以被多个应用程序共享。
概念模式的设计应该尽可能地简单和易于理解，以便数据库管理员和应用程序开发人员能够方便地管理和维护数据库系统。
3. 内模式内模式是数据库系统的物理结构，它描述了数据库系统中数据的存储方式和物理存储结构。
内模式是独立于任何具体的应用程序和用户的，因此它可以被多个应用程序和用户共享。
内模式的设计应该尽可能地高效和灵活，以便数据库管理员能够方便地管理和维护数据库系统。
4. 物理模式物理模式是数据库系统的最底层，它是数据库系统中数据的实际存储方式和物理存储结构。
物理模式是独立于任何具体的应用程序和用户的，因此它可以被多个应用程序和用户共享。
物理模式的设计应该尽可能地高效和灵活，以便数据库管理员能够方便地管理和维护数据库系统。
总之，数据库系统的层次结构是一个非常重要的概念，它可以帮助我们更好地理解数据库系统中各个组成部分之间的关系和层次结构。
在设计和管理数据库系统时，我们应该根据不同的需求和目标来设计和管理不同的层次结构，以便更好地满足用户的需求和要求。
四级数据库说明
引言1. 数据是描述现实世界事物的符号记录，是用物理符号记录下来的可以识别的信息。
数据是信息的符号表示，是载体；信息是数据的语义解释，是内涵。
2. 数据模型是对现实世界数据特征的抽象，是数据库系统的形式框架，用来描述数据的一组概念和定义，包括描述数据、数据联系、数据操作、数据语义以及数据一致性的概念工具。
满足三条件：比较真实地模拟现实世界；易于人们理解；易于计算机实现三个组成要素：数据结构（静态，数据对象本身结构及之间的联系）、数据操作（对数据对象操作及操作规则的集合）和完整性约束（语义约束：数据模型、数据内部及之间联系）3. 模式是对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，也称为逻辑模式或概念模式。
外模式是对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，是与某一应用有关的数据的逻辑表示，也称为子模式、用户模式或用户视图。
内模式是对数据库中数据的物理结构和存储方式的描述，也称为物理模式或存储模式。
当数据库模式发生变化时，通过调整外模式/模式间的映像关系，使得应用程序不必随之修改，从而保证数据与应用程序间的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
当数据库数据的物理存储结构改变时，通过调整模式/内模式映像关系，保持数据库模式不变，使数据库系统的外模式和应用程序不随之改变，保证数据与应用程序间的物理独立性，简称数据的物理独立性。
4. 数据库是存储在计算机内的共享数据集合，数据库管理系统是一种数据管理系统软件。
数据库系统则是在计算机系统中引入数据库后的软硬件系统构成，包括了数据库、数据库管理系统和数据库应用程序。
5. DBMS的主要功能有数据定义、数据操纵、数据库运行管理与控制、数据库建立与维护。
DBMS包括查询处理器和存储管理器。
查询处理器实现面向用户的查询分析处理和优化功能。
存储管理器为用户和应用程序提供了访问存储在数据库文件中的应用数据的接口。
6.关系模型用二维表表示实体及实体之间的联系，现实世界中的每个客观对象对应表中的一行叫做一条记录，表中的每个列（属性）描述对象类的某一特征，列的值（属性的取值）刻画和描述客观对象的某一具体的特征。
tcpip协议四层模型
tcpip协议四层模型TCP/IP协议四层模型。
TCP/IP协议是互联网中最常用的协议之一，它采用四层模型来组织和管理网络通信。
这四层分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。
每一层都有特定的功能和责任，它们共同构成了TCP/IP协议的体系结构。
接下来，我们将详细介绍TCP/IP协议四层模型的各个层次及其功能。
首先是网络接口层，也称为数据链路层。
这一层负责将数据包转换为适合在物理网络上传输的格式，并控制网络适配器的操作。
它还负责物理地址的寻址和错误检测。
在TCP/IP协议中，以太网是最常见的网络接口层协议。
接下来是网络层，也称为网络互连层。
这一层的主要功能是通过IP地址来实现主机之间的通信。
它使用路由器来选择最佳的路径将数据包传输到目的地。
在TCP/IP协议中，IP协议是网络层的核心协议。
然后是传输层，也称为主机到主机层。
传输层的主要功能是提供端到端的通信服务，确保数据包的可靠传输。
在TCP/IP协议中，最常用的传输层协议是TCP （传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
最后是应用层，也称为进程到进程层。
这一层负责为应用程序提供网络服务，例如HTTP、FTP、SMTP等。
应用层协议是用户直接使用的协议，它们定义了数据的格式和传输方式。
总的来说，TCP/IP协议四层模型是一个非常灵活和强大的网络体系结构。
它将网络通信分解为多个层次，每个层次都有特定的功能和责任，互相配合来实现网络通信。
这种分层的设计使得网络协议更容易理解和管理，也更容易扩展和升级。
因此，TCP/IP协议四层模型在互联网中得到了广泛的应用和推广。
在实际应用中，了解TCP/IP协议四层模型对于网络工程师和系统管理员来说非常重要。
它可以帮助他们更好地理解网络通信的原理，更好地管理和维护网络系统。
同时，它也为网络安全提供了重要的基础，帮助我们更好地保护网络系统免受攻击和威胁。
综上所述，TCP/IP协议四层模型是互联网中非常重要的一部分，它为网络通信提供了强大的支持和基础。
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(2) B/S模式的工作原理
• 在下图中，客户机的Web浏览器通过使用 URL来指定所需要的HTML文件的惟一地址，解 释HTML文件，并展示给用户。当用户通过浏 览器输入URL文件请求时，Web服务器通过采 用的HTTP协议获得用户输入的数据，如果不 要访问数据库则按下图①方向运行；如果用 户请求访问数据库，则按②方向运行。
• 三层体系结构的数据库系统优势在于： • (1) 系统可根据需要把各个服务分别或重复地分布 在不同的计算机上，使整个系统的工作量平衡分配 到网络中，从而实现最佳的性能； • (2) 由应用服务器统一管理数据库连接、数据接收、 数据同步、事务处理和线程调度等工作 , 因此可最 大限度地保障了数据的统一、完整和准确性能； • (3) 对系统的修改或升级可简化到只对某个特定部 件的更换，使系统的维护和升级更加容易；
• C/S结构的弱点： • 第一，C/S结构的计算能力过于分散，网络中服务 器和客户机的数目正发生“细胞”分裂，使得系统 的管理费用以几何级数的方式增长； • 第二，C/S结构中数据库信息的使用一般只限于局 域网的范围内，无法利用Internet的网络资源； • 第三，在C/S结构中，无论多小的企业都必须安装 自己的服务器，而服务器和服务器软件的管理和维 护都是非常复杂的工作，需要专门人员负责，小企 业往往无力购买高性能的服务器和聘任专门的技术 人员，因此C/S结构的网络数据库系统不利于小企业 计算机应用的发展。
第四章 网络数据库系统的 体系结构
1.C/S
•
B/S
• 4.1 概述 • 4.2 基于C/S模式的数据库系统 • 4.3 基于B/S模式的数据库系统 • 4.4 两种模式的网络数据库系统的应用 实例分析
本章摘要
• 目前网络数据库系统主要是按照客户机/服务器 (C/S)模式或者浏览器/服务器(B/S)模式来建立的。 本章将介绍C/S体系结构和B/S体系结构的工作原理 和技术特点，以及基于C/S模式和B/S模式的网络数 据库的基本概念、工作过程和关键技术。
• 数据库服务器执行存储数据和处理数据的功能，它 分析功能服务器送来的 SQL命令，实现对数据库的读 写等操作，并将结果返给功能服务器，再传给客户
• 三层体系结构的优势在于： • (1)在应用服务器中封装了商业规则，不同的客户程 序可以共享同一中间层，不必由每个客户程序单独 实现商业逻辑。 • (2)可以把一些敏感的功能放在有严密保护措施的应 用程序服务器层上，不至于使用户界面变得复杂。 • (3)实现了分布式数据处理。即可以把一个应用程序 分布在几个机器上运行，这样就可以提高应用程序 的性能。同时，通过冗余配臵还可以保证不会因为 局部故障而导致整个应用程序崩溃，有利于网络系 统的安全。
(1) B/S结构模式
•
B/S 结构是一种全新的软件系统构造技术， 它主要是利用了比较成熟的 WWW浏览器技术， 结合浏览器的多种 Script 语言(如VBScript ， JavaScript 等等 ) 和 ActiveX 技术，通过浏览 器实现原来需要复杂专用软件才能实现的强 大功能，并节约了开发成本。
•
尽管两层结构的 C/S 系统实现了功能的分布， 但它仅能在各自的客户机和数据服务器之间使 用，功能分布还不均匀，系统的性能、可伸缩 性和可扩展性较差，使得系统难于维护，不能 支持大量用户的访问和高容量事务处理的应用。 为此，人们引入了三层的C/S结构模式，即在客 户端和数据库服务器之间增加一个应用服务器。
1
二层结构的C/S系统结构
客户机通过向服务器请求数据服务，做必要的处 理，将结果显示给用户，是一个面向用户的接口或应 用程序；而服务器负责监听客户的数据服务请求，为 客户的请求提供所要求的服务，包括数据存取、数据 加工和处理 。
• C/S体系结构的特点体现在以下方面： • (1) 数据库安装在服务器一端，数据库的完整性和一 致性有了结构上的保证； • (2) 客户机为应用提供图形接口，而应用的数据处理 部分由服务器完成。这样，一个应用分成了两个部分， 分布于网络上，便于充分发挥客户机和服务器的处理 能力； • (3) 网上仅仅传输记录而非文件，与集中式系统相比 系统整体性能有了质的飞跃，网络吞吐能力也大为增 强； • (4)系统升级容易，可塑性好，能保护已有的投资。
4.2.2 基于C/S模式的数据库管理系统 的功能划分
• 在C/S模式的数据库系统中，客户机最基本的功能 是向服务器发出请求数据服务，在做一些必要的处 理后，最后将结果显示给用户。服务器中一般运行 有网络操作系统，及数据库管理系统软件，主要功 能是建立进程和网络服务地址，监听用户的调用， 处理用户的请求。并不是所有的系统中客户机、服 务器的功能划分仅其基本功能。在一个单服务器的 系统环境下，客户机、服务器的功能划分可以有三 种不同的划分方案，它们是 CS 结构、 RU 结构、 EWS 结构。
• B/S 结构模式下的工作过程大致如下：当浏览器向 某一 Web 服务器提出服务请求后， Web 服务器首先对 用户身份进行验证，然后用文本传输协议 (HTTP) 把 所需的文件资料传给客户机；客户机接收传来的文 件资料，并按照HTTP格式把它显示在Web浏览器上。 • Web服务器既是一个浏览服务器，又是一个应用服务 器，整个应用逻辑和商业规则都可驻留其上，所以 它是整个结构的核心。 • 多层B/S结构实际上引入了中间件，将业务处理交给 中间件处理。这些中间件都是一些常用的数据库处 理技术，如CGI,API,ASP,JDBC 等，其中CGI是目前的 标准接口。
客户端
WEB浏览器
HTML文件 HTML文件
WEB服务器 CGI (1) CGI执行程序 (2) DBMS引擎
SQL语句
HTML文件
数据库网关
返回数据
数据库
• • • • • • • • •
B/S结构模式和C/S结构模式都是以请求/问题 方式来执行的，但传统的C/S模式需在客户端集中 了大量应用软件，而B/S模式则是一种基于Web的三 级或多级 C/S 结构，客户端只需有统一的浏览器软 件。总体上说，B/S体系结构具有以下优势： 1)统一的浏览器访问界面。 2)开发效率高。 3)具有极强的伸缩性。 4)开放性。 5)减少了客户端维护工作量。
4.2 基于C/S模式的数据库系统
• 基于C/S模式的网络数据库系统以数据库 服务器为中心，不仅要对数据库进行查询， 还要对数据库进行大量更新,同时还要保证 多个并发用户工作时的响应速度和数据完整 性。本节将介绍基于C/S模式的网络数据库 系统的需求、功能划分、系统结构和主要关 键技术。
4.2.1 基于C/S模式的数据库系统的需求
• C/S结构模式将用户界面逻辑和应用处理逻辑通 过前端开发工具融合在一起，将一个复杂的计算 机应用任务分解成多个不同的子任务，把它们分 配到具有前端(客户机)和后端(服务器)的分布式 计算机环境中，在前端客户机上运行应用程序， 而后端服务器则提供某些特定服务。服务器提供 的服务有数据库服务、文件服务和通信服务等。 • 工作过程一般是：客户机提出数据服务请求， 服务器把按照请求处理后的数据传送给客户。
4.1.3 B/S模式及其工作原理
• 目前 Web 技术与数据库管理系统（ DBMS ）相互融 合领域的研究已成为热点方向之一，数据库厂家和 WEB 公司也纷纷推出各自的产品和中间件支持 Web 技 术和 DBMS 的融合，将两者取长补短，发挥各自的优 势，使用户可以在Web浏览器上方便地检索数据库的 内容。 • 所谓Web数据库管理系统是指基于Web模式的DBMS 的信息服务，充分发挥 DBMS 高效的数据存储和管理 能力，以Web这种浏览器/服务器（B/S）模式为平台， 将客户端融入统一的Web浏览器，为Internet用户提 供使用简便、内容丰富的服务。Web数据库管理系统 必将成为 Internet 和 Intranet 提供的核心服务，为 Internet上的电子商务提供技术支持。
• (1)联机事务处理(OLTP)的需求 :要求系统的吞吐量要 高，响应时间要短，能够均衡地分配负载，减少网络 传输量。对数据的完整性和可用性也有很高要求。 • (2)企业管理模式的改变 :从集中式走向分布式，由孤 立的系统走向集成的系统，由总站级管理走向企业的 全局性管理。 • (3)高端商用市场的客户对系统的可扩展性、可管理性、 安全性和高可用性的需求。 • (4)对数据和服务的集成要求 • (5)开放的系统结构要求 • (6)信息的处理、获取、发布、存储等高的性能要求。
•
•
4.2.3 单服务器系统和多服务器系统
• C/S模式的数据库系统可以分成单服务器结构和 多服务器结构。这种划分方法是按照将不同任务分 布到客户平台和服务器平台的形式。它们的区别体 现为单个客户请求得到服务响应过程中所涉及的客 户和服务器数目不同。单服务器结构在网络中只有 一台数据库服务器，有多台客户机；多服务器结构 是在网络中具有多台数据库服务器和多台客户机。
4.1.2 三层结构的C/S系统
• 在三层C/S结构中，服务器端被分为两部分： 即应用服务器和数据库服务器，形成“客户 机——应用服务器——数据库服务器”模式。
• 客户机主要提供用户登陆界面，负责用户与应用程 序之间的对话；
• 应用服务器包括了从客户端划分出来的一部分应 用和从原来数据库服务器中划分过来的一部分工作， 主要实施商业和应用逻辑，并基于商业规则确认从 客户端得到的数据，响应客户端的请求，完成业务 处理或复杂计算；
通过本章的学习，大家应该对基于C/S模式和基 于B/S模式的网络数据库系统的基本概念、组成结构、 实现技术和技术特点有一个比较全面的了解。
•
4.1概述
4.1.1 二层结构的C/S系统
• 所谓的C/S体系结构是指由一个或多个客户机 和一个或多个服务器与底层的操作系统及通讯系 统一起形成的一个允许分布式计算、分析和表示 的复合系统。 • 其中的一个或多个计算机提供服务，称为服 务器（Server）;其他的计算机则接受服务，称 为客户机（Client）。C/S结构模式经历了两个 阶段：即两层结构的C/S系统和多层结构的C/S系 统。