第一章 数据库系统概述

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1.4 数据库系统结构
图1.6 三级模式结构与两级映像
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1.4 数据库系统结构 概念模式（Schema），也称逻辑模式或模式，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。 概念模式实际上是数据库数据在逻辑层次上的视 图。一个数据库只有一个模式。 DBMS提供模式描述语言(模式DDL)来严格地定义 模式。
应用程序1 应用程序2 … 应用程序n
数据库管理系统
数据库
DBMS与数据库和应用程序的关系
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1.1 数据库系统基本概念 DBMS的主要任功能
数据定义功能 数据组织、存储和管理 数据操纵功能 数据库的事务管理和运行管理 数据库的建立和维护功能 其他功能
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1.1 数据库系统基本概念 数据库系统 数据库系统（Database system，DBS）是指在计 算机系统中引入数据库后的系统，一般由数据库 、数据库管理系统DBMS及其开发工具、应用系 统和用户构成。
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1.4 数据库系统结构 模式／内模式映像 数据库中只有一个模式，也只有一个内模式， 所以模式／内模式映像是唯一的，它定义了数据 全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系，该映 像定义通常包含在模式描述中。 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另 一种存储结构），由数据库管理员对模式/内模式 映像作相应的改变，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，简称数据的物理独立性。
实现数据集中管理 实现数据共享 减少数据的冗余度 数据独立性高
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1.1 数据库系统基本概念
数据库管理系统 数据库管理系统（Database Management System, DBMS），是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于 建立、使用和维护数据库。它对数据库进行统一的管理 和控制，以保证数据库的安全性和完整性。
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1.4 数据库系统结构 内模式（Internal Schema），也称存储模式，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。 一个数据库只有一个内模式。 DBMS 提供内模式描述语言(内模式DDL或存储模 式DDL)来严格定义内模式。
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1.4 数据库系统结构
外模式／模式映像 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。对应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，它定义了该外模式与模式之间的对应 关系，即如何从外模式找到其对应的模式。这些映像定 义通常包含在各自外模式的描述中。 当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改 变属性的数据类型等），由数据库管理员对各个外模式 /模式的映像作相应的修改，可以使外模式保持不变。 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，简称数据的 逻辑独立性。
从工作方式分
主动数据库 并行数据库 实时数据库等。
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1.3 数据管理技术的产生和发展 人工管理阶段
应用程序1 数据集1
应用程序2
数据集2
应用程序ｎ
图1.3 人工管理阶段程序与数据的关系
…
数据集n
…
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1.3 数据管理技术的产生和发展 文件管理阶段
应用程序１ 应用程序２ 文件１ 文件2
应用程序ｎ
...…
...…
存取方法
文件n
图1.4 文件系统中程序和数据的关系
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1.3 数据管理技术的产生和发展 数据库管理阶段
应用程序1 数据库 DBMS
应用程序2
图1.5 数据库系统管理阶段程序与数据关系
…
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1.4 数据库系统结构 数据库系统的结构是数据库系统的一个总框架。 这个框架结构用于描述一般的数据库概念，并可 以解释特定的数据库结构。 可以从不同的角度来考察数据库系统的结构，从 应用程序（用户）的角度，数据库系统可以分为 集中式、客户/服务器（C/S）等结构；从数据库 管理系统的角度，数据库领域公认的标准结构是 三层模式结构——外模式、概念模式和内模式。
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1.1 数据库系统基本概念 数据处理 对各种数据进行收集、保存、加工和传播，上
述一系列过程称为数据处理。
数据处理分为：
数据管理。
数据加工。 数据传播。
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1.1 数据库系统基本概念 数据库 数据库（Database ，DB）是长期存储在计算机内 、有组织的、可共享的大量数据的集合。 数据库特点
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1.4 数据库系统结构 外模式（External Schema），也称子模式或用户 模式，它是对现实系统中用户感兴趣的整体数据 结构的局部描述，用于满足不同的用户需求的数 据视图。它是数据库整体数据结构的子集或局部 重构。 外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多 个外模式。 外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。 DBMS提供子模式描述语言（子模式DDL）来严格 地定义子模式。
数据的内容是信息 数据的表现方式是符号
数据是数据库存储和处理的基本对象。
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1.1 数据库系统基本概念 数据有如下特征：
数据有型和值之分 数据受数据类型和取值范围的约束 数据有多种表示形式
数据和信息关系 数据与信息是两个相互联系、但又相互区别的 概念。数据是信息的具体表现形式或称载体。信 息是经过加工处理的数据，是人们消化理解了的 数据，是数据的内涵，是数据的语义解释。
数据库原理与应用
第1章 数据库系统概述
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第1章 数据库系Fra Baidu bibliotek概述
数据库系统基本概念 数据库分类 数据库技术的产生和发展 数据库系统结构
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随着信息管理水平的不断提高， 应用范围 的日益扩大，信息已成为企业的重要财富 和资源。 作为管理信息的数据库技术也得到了很大 的发展，其应用领域也越来越广泛。
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1.5 小结 数据库的基本概念
信息 数据 数据库 数据库管理系统 数据库系统
数据库分类 数据库技术的产生和发展
人工管理阶段 文件管理阶段 数据库管理阶段
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1.5 小结 数据库系统结构
三级模式结构 两级映像结构
应用程序的体系结构
客户/服务器结构 浏览器/服务器结构
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用户1
用户2
. . . 应用系统 应用开发工具
数据库管理系统
数据库
用户n
数据库管理员
数据库系统各组成部分的关系
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1.1 数据库系统基本概念 用户 按照其职责分为
数据库管理员DBA 数据库分析员 数据库设计员 应用程序员 最终用户
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1.2 数据库分类 按照数据库结构分为
B/S结构的缺点
数据安全性问题。 对服务器要求较高。 数据传输速度慢。 软件的个性化特点明显降低。
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1.4 数据库系统结构 B/S和C/S结构比较 B/S和C/S结构各有千秋，它们都是当前非常 重要的应用程序结构。在适用于互联网、维护工 作量等方面，B/S结构比C/S结构要强得多。但在 运行速度、数据安全、人机交互等方面，B/S结 构远不如C/S结构。
C/S结构的缺点
需要在客户机上安装客户端程序，分布功能弱， 不能够实现快速部署安装和配置. 缺少通用性，业务的变更，需要重新设计和开发 ，增加了维护和管理的难度，进一步的业务拓展 困难较多。
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1.4 数据库系统结构
图1.9 B/S结构
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1.4 数据库系统结构 B/S结构主要优点
维护和升级方式简单。 异地浏览和信息采集的灵活性好。
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1.1 数据库系统基本概念
信息 信息是针对某一特定目的的事实或事物，它是
现实世界在人脑中的反应，是现实世界事物存在
方式或运动状态的反映。它以文字、数据、符号
、声音等形式记录下来，可以进行传递和处理，
为人们进行判断和决策提供依据。
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1.1 数据库系统基本概念
数据 数据是描述客观事物的一组符号集合，是计算 机可以识别和处理的符号集。 数据包含两方面含义
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1.4 数据库系统结构 应用程序的体系结构
集中式结构 分布式结构 客户/服务器结构 浏览器/服务器结构等
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1.4 数据库系统结构
图1.7 二层C/S结构
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1.4 数据库系统结构
图1.8 三层C/S结构
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1.4 数据库系统结构 C/S结构的优点
交互性强。 具有安全的存取模式。 网络通信量低。 响应速度快。
关系数据库 层次数据库 网状数据库 面向对象数据库。 管理字符数据为主的传统数据库 管理多媒体数据的多媒体数据库 提供信息共享的浏览器/服务器网络数据库 解决网络数据共享的分布式数据库等。
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按照应用对象分为
1.2 数据库分类 从应用范围分
空间数据库 工程数据库等。