第3章 数据库系统的体系结构

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计算机科学与技术——数据库系统原理

计算机科学与技术——数据库系统原理

第一章数据库系统概述本章学习重点:1.数据库系统的三级模式结构2.数据模型中概念层模型(E-R)模型域逻辑层模型(关系模型)第一节数据库基本概念一、数据(Data):是描述事物的符号记录,是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息包括数字、字母、文字、特殊字符组成的文本数据,也可以是图形、图像、动画、影像、声音、语言等多媒体数据。

例如,日常生活和工作中使用的客户档案记录、商品销售记录等都是数据二、数据库(Database,简称DB)1.定义:是长期储存在计算机中的有组织的、可共享的(大量)数据集合2.数据库中存储的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点三、数据库管理系统(Data Management System,简称DBMS)数据库管理系统产生的时期是20世纪60年代后期DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能,这就是数据库的故障恢复1.定义:是位于应用程序(用户)与操作系统之间的一层数据管理软件2.主要功能(1)数据定义功能:提供数据定义语言(DDL)定义数据库中的数据对象例如:表、视图、存储过程、触发器等(2)数据操纵功能:提供数据操纵语言(DML)操纵数据实现对数据库的基本操作例如:查询、插入、删除和修改(3)数据库的运行管理:保证数据的安全性(用户只能使用视图定义中的数据,而不能使用视图定义外的其它数据)、完整性(数据的正确性、有效性和相容性,防止错误的数据进入数据库)、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复(4)数据库的建立和维护功能:创建数据库及对数据库空间的维护、数据库的备份与恢复功能、数据库的重组织功能和性能监视、分析等数据库恢复采用的方法:建立检查点、建立副本、建立日志文件(5)数据组织、存储和管理功能例如:索引查找、顺序查找(6)其他功能:主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等四、数据库系统(Database System,DBS):是指在计算机中引入数据库技术之后的系统1.通常一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户2.数据库管理员(Database Administrator,DBA):专门负责对数据库进行维护,并保证数据库正常、高效运行第二节数据管理技术的发展一、人工管理阶段(20世纪50年代中期以前)特点:1.数据不保存2.应用程序管理数据3.数据面向应用注意:记录内无结构,整体无结构二、文件系统阶段(20世纪50年代后期到60年代中期)缺陷:数据冗余、数据不一致、数据联系弱特点:1.数据的管理者:文件系统,数据可长期保存2.数据面向的对象:某一应用程序3.数据的共享程度:共享性差、冗余度大4.数据的结构化:记录内有结构,整体无结构5.数据的独立性:独立性差,数据的逻辑结构改变必须修改应用程序6.数据控制能力:应用程序自己控制三、数据库系统阶段(20世纪60年代后期以来)特点:1.数据集成2.数据共享性高3.数据冗余度小4.数据一致性5.数据独立性高6.实施统一管理与控制7.减少应用程序开发与维护的工作量第三节数据库系统的结构一、数据库系统的三级模式结构1.模式:也称为概念模式或逻辑模式,它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2.外模式:也称为子模式(Subschema)或用户模式,它是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述DBMS提供子模式描述语言(Subschema DDL)来严格地定义子模式3.内模式:也称为存储模式(Storage Schema),它是对数据库中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形式4.三级模式结构的两层映像与数据独立性(1)外模式/模式映像(逻辑独立性)(2)模式/内模式映像(物理独立性)数据独立性:不会因为系统数据库存储(物理)结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序二、数据库系统的运行与应用结构1.客户/服务器(Client/Server,C/S)模式(需要下载)例如:QQ、桌面客户端游戏2.浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)模式例如:网站、在线web游戏第四节数据模型一、数据特征与数据模型组成要素1.数据结构:描述的是系统的静态特性及数据对象的数据类型、内容、属性以及数据对象之间的联系2.数据操作:描述的是系统的动态特性,是对各种对象的实例允许执行的操作的集合,包括操作及有关的操作规则3.数据约束:描述数据结构中数据间的语法和语义关联,包括相互制约与依存关系以及数据动态变化规则,以保证数据的正确性,有效性与相容性二、数据模型的分类1.概念层数据模型(1)信息世界中的基本概念A.实体(Entity): 客观存在并可相互区别的事物称为实体,可以是具体的人、事、物或抽象的概念,B.属性(Attribute):实体所具有的某种特性称为实体的属性,一个实体可以由多个属性来描述C.码或键(Key):唯一标识实体的属性集称为码D.域(Domain):属性的取值范围称为该属性的域E.实体型(Entity Type):用实体名及其属性名集合来抽象和刻画同类实体,称为实体型F.实体集(Entity Set):同型实体的集合称为实体集G.联系(Relationship):现实世界中事物内部以及事物之间的联系在信息世界中反映为实体内部的联系和实体之间的联系实体型间联系:★一对多1:N★一对一1:1★多对多N:M(2)概念模型的表示方法概念模型:用来描述现实世界的事物,与具体的计算机系统无关表达用户需求观点的数据全局逻辑结构的模型最典型的概念模型是实体联系(E-R)2.逻辑层数据模型(1)层次模型(2)网状模型(3)关系模型(4)面向对象模型在面向对象技术中,相同元素的有序集合,并且允许有重复的元素的复合数据类型是列表类型3.物理层数据模型:也称为数据的物理模型(Physical Model),其描述数据在存储介质上的组织结构,是逻辑模型的物理实现,即每一种逻辑模型在实现时都有与其相对应的物理模型逻辑模型是从数据库实现的观点出发,对数据建模第二章关系数据库本章学习重点:1.关系数据库的相关概念2.关系规范化理论,各个范式之间的转化关系第一节关系数据库概述系统而严格地提出关系模型的是美国IBM公司的E.F.Codd1.1970年提出关系数据模型2. E.F.Codd在1970年发表了论文《Communication of the ACM》3.之后,提出了关系代数和关系演算的概念4.1972年提出了关系的第一、第二、第三范式5.1974年提出了关系的BC范式关系数据库应用数学方法来处理数据库中的数据80年代后,关系数据库系统成为最重要、最流行的数据库系统典型实验系统:System R、University INGRES典型商用系统:ORACLE(占有率最高)、SYBASE、INFORMIX、IBM DB2课程中使用的是MySQL第二节关系数据模型一、关系数据结构关系模型的数据结构非常简单,只包含单一的数据结构,即关系基本术语:1.表(Table):表,也称为关系,是一个二维的数据结构,它由表名构成表的各个列(如学号、姓名等)及若干行数据(各个学生的具体信息)组成。

数据库管理系统的架构与工作原理

数据库管理系统的架构与工作原理

数据库管理系统的架构与工作原理数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种软件系统,用于管理和组织数据。

它为用户提供了操作数据库的操作界面和功能,可以有效地管理大量的数据,并提供数据的安全性和一致性。

本文将介绍数据库管理系统的架构和工作原理。

一、数据库管理系统的架构数据库管理系统的架构可以分为三个主要层次:外层模式、概念模式和内层模式。

1. 外层模式(外模式):外层模式是用户与数据库之间的接口,它定义了用户如何看待和访问数据库中的数据。

不同用户可以有不同的外层模式,以适应他们的需求和角色。

外层模式对于用户来说是透明的,用户可以通过查询语句和命令来对数据库进行操作。

2. 概念模式(模式):概念模式是数据库的全局逻辑视图,它描述了数据库中数据的整体结构和关系。

概念模式定义了实体、属性、关系以及数据之间的约束和依赖关系。

概念模式通常由数据库管理员定义,并为数据库系统提供一致性和完整性的保证。

3. 内层模式(内模式):内层模式是数据库的物理存储视图,它定义了数据在存储介质上的组织方式和访问方法。

内层模式包括数据的物理结构、索引结构和数据存储的算法等。

内层模式是对数据库的物理实现进行描述,并对用户来说是不可见的。

二、数据库管理系统的工作原理数据库管理系统的工作原理可以分为以下几个方面:1. 数据库的创建和定义:数据库管理员通过数据库管理系统创建数据库,并定义数据库中的实体、属性和关系。

管理员还可以设置数据的完整性约束和安全权限等。

2. 数据的存储和组织:数据库管理系统负责将数据存储到物理介质上,并组织数据的物理结构和索引结构。

它通过使用适当的数据结构和算法来提高数据的访问效率。

3. 数据的查询和操作:用户可以通过数据库管理系统提供的查询语言(如SQL)对数据库进行查询和操作。

数据库管理系统会解析用户的查询请求,并通过查询优化技术选择最优的查询执行计划。

4. 数据的完整性和安全性:数据库管理系统通过完整性约束和安全权限来保证数据的一致性和安全性。

第三章 数据库的逻辑结构与物理结构设计

第三章 数据库的逻辑结构与物理结构设计

第三章数据库的逻辑结构与物理结构设计数据库的逻辑结构设计的主要任务是把概念层数据模型转换为组织层数据模型,即根据数据库的概念结构导出特定的数据库管理系统可以处理的数据库的逻辑结构。

与数据库的逻辑结构相对应,本章我们称组织层的数据模型为逻辑模型。

数据库的物理结构设计的主要任务是为逻辑模型选取一个最适合应用要求的物理结构。

本章主要介绍以下内容:•逻辑模型•关系模型•关系规范化•逻辑结构设计的任务•数据库的物理结构设计第一节逻辑模型概念模型经过转换成为逻辑模型(也称为结构数据模型、组织层数据模型,常简称为数据模型)。

它直接面向数据库的逻辑结构,直接与DBMS有关。

一、主要的逻辑模型目前,数据库领域中主要的逻辑模型有层次模型、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(Hierarchical Model)是按照层次结构的形式组织数据库数据的数据模型,是数据库中使用较早的一种数据模型,其典型代表是IBM公司研制的、曾经被广泛使用的第一个大型商用数据库信息管理系统IMS(Information Management System)。

(1)数据结构。

层次模型使用树形结构表示实体及实体间的联系。

层次模型的基本特点是:有且只有一个结点没有父结点,这个结点称为根结点;根以外的其他结点有且只有一个父结点。

在层次模型中,树的结点是记录类型。

上一层记录类型和下一层记录类型之间的联系是1:n的,用结点之间的连线表示。

这种联系是父子之间的一对多联系。

层次模型如图3-1所示。

在层次模型数据库中查找记录,必须指定存取路径,即从根结点开始沿途所经过的路程。

在层次模型中,同一父结点的子结点称为兄弟结点,没有子结点的结点称为叶结点。

如果要存取某一记录类型的记录,可以从根结点开始,按照有向树层次逐层向下查找,查找路径就是存取路径。

任何一个给定的记录值只有按其路径查看时,才能显示其全部意义,没有一个记录值能够脱离父记录而独立存在。

第3章 分布式文件及数据库系统

第3章 分布式文件及数据库系统
– 每一个文件具有唯一的逻辑地址,每一个文件 副本对应一个物理地址
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名字服务器
• 文件服务器管理
– 动态管理文件服务器
• 添加、删除文件服务器
– 指导文件服务器进行文件备份
• 同一个文件在两台文件服务器中保存副本
– 实时获取文件服务器信息
• 剩余空间、负载
– 文件服务器选择策略:剩余空间+负载
3.3.2 分布式数据库系统的定义
分布式数据库包含两个重要组成部分: 分布式数据库(DDB)和分布式数据库管 理系统(DDBMS) 。 分布式数据库是计算机网络环境中各场地 上数据库的逻辑集合。 分布式数据库管理系统是分布式数据库系 统中的一组软件,它复杂管理分布环境下 逻辑集成数据的存取、一致性、有效性和 完备性。
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文件的传输
• 文件服务器:监控管理程序
– 监控文件服务器信息,提供当前的磁盘空间等资源信息 – 响应删除文件命令,删除文件服务器上的文件 – 响应备份命令,将本地文件备份到另一文件服务器上
• 客户端使用的工具包
– 上传文件、下载文件、删除文件 – ftp协议
• NS使用的工具包
– 提供资源信息查询 – 通知备份文件到第三方文件服务器 – 删除文件服务器上的备份文件功能
3.3.3分布式数据库的基本特点
物理分布性:数据不是存储在一个场地上,而是 存储在计算机网络的多个场地上。
• MapReduce 模式的思想是通过自动分割将 要执行的问题(程序)、拆解成Map(映射)和 Reduce(化简)的方式。
• 在自动分割后通过Map 程序将数据映射成 不相关的区块,分配(调度)给大量计算机处 理达到分散运算的效果,再通过Reduce 程 序将结果汇整,输出开发者需要的结果。

数据库基础与应用第二版课后答案王珊李盛恩编著

数据库基础与应用第二版课后答案王珊李盛恩编著

数据库基础与应用1.数据(DB):数据实际上是描述事物的符号纪录。

2.数据库: 数据库实际上是长期存储在计算机内的有组织的、可共享的数据集合。

3.从文件系统的视角上看去,文件是无结构的,文件只是一个字节流,因此,我们经常把文件叫做流式文件,实际上文件的数据是有结构的,数据的结构需要程序员通过编写程序来建立和维护。

4.数据库应用可以分为两大类:联机事务处理(OLTP),联机分析处理(OLAP).联机事务处理解决了组织结构业务自动化问题,而联机分析处理帮助管理层更好的分析组织结构的运站情况。

5. 数据库管理系统(DBMS):数据库管理系统是一类重要的软件,由一组程序组成。

其主要功能是完成对数据库的定义、数据操作。

提供给用户一个简明的接口,实现事务处理等。

6.数据库管理系统的基本功能:数据的定义功能数据操作功能数据库的运行和管理数据库的建立和维护功能7.数据库管理系统由两大部分组成:查询处理器存储管理器8.层次结构:应用层语言翻译层数据存取层数据存储层操作系统数据库9. 数据库系统:数据库系统是基于数据库的计算机应用的系统,有四部分组成数据库数据管理系统应用系统用户。

10. 数据库管理员的职责:(1)决定数据库中要存储的数据及数据结构(2)决定数据库的存储结构和存取策略(3)保证数据的安全性和完整性(4)监控数据库的使用和运行(5)数据库的改进和重组重构11.数据模型的三要素:数据结构数据操作完整性约束12. 数据结构是所研究的对象的类型的集合,这些对象是数据库的组成成分,他们包含两类:一类是与数据之间联系有关的对象。

一类是与数据之间联系有关的对象。

13. 数据操作:数据库主要有检索和更新(插入、删除、修改)两大类操作。

14.在关系模型中任何关系都要满足实体完整性和参照完整性。

15.三种数据模型:概念模型逻辑模型物理模型逻辑模型中有:层次模型网状模型关系模型面向对象模型对象关系模型其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。

数据库选择题相关知识点一览(第三期)

数据库选择题相关知识点一览(第三期)

数据库理论知识汇总(待继续完善)1.数据库系统的核心是数据库管理系统。

2.数据库管理(DBMS)系统是在操作系统支持下的系统软件。

3.在数据管理技术发展的三个阶段中,数据共享最好的是数据库系统阶段。

4.数据库应用系统中的核心问题是数据库设计。

5.数据库可以减少数据冗余,但不能避免数据冗余。

6.数据库系统体系结构的三级模式包括概念模式、内模式和外模式。

7.按数据的组织形式,数据库的数据模型可分为层次、网状和关系三种模型。

8.关系模型是用二维表表示实体之间联系的数据模型。

9.数据之间的联系方式是划分层次性、网状型和关系型数据库的原则。

10.关系型数据库的基本运算包含选择、投影和连接。

11.一间宿舍可住多个学生,则实体宿舍和学生之间的联系是一对多。

12.一个工作人员可以使用多台计算机,而一台计算机可被多个人使用,则实体工作人员与实体计算机之间的联系是多对多。

13.Access数据库管理系统支持类型是关系型。

14.在关系型数据库中,属性的取值范围是域。

15.如果在创建表中建立字段“性别”,并要求用汉字表示,其数据类型应当是文本。

16.Access2010数据库文件的扩展名是accdb。

17.Access2010包含表、查询、窗体、报表、宏、页和模块七种对象,不包含附件。

18.在软件开发中,需求分析阶段产生的主要文档是软件需求规格说明书。

19.数据库是一个结构化的数据集合,是一个包含数据表和表间关系的文件。

20.软件生命周期中花费最多的阶段是软件维护。

21.Access数据库中最基本的对象是表/数据表。

22.在E-R图中,用来表示实体联系的图形是菱形。

23.数据库概念设计的E-R方法中不包含四边形。

24.在关系数据库系统中关系是二维表。

25.在关系运算中,投影运算的含义是在指定的二维表中选择需要的字段(属性)组成一个新的关系。

26.元组是指一个二维表中横向的一条记录,如图所示。

若两个关系中元组内容相同而顺序不同,意味着字段所对应的一列数据顺序发生变化,而该数据所在行的其他数据依然不变,因此关系也相同。

数据库系统的体系结构

数据库系统的体系结构

数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构数据库系统是由多个组成部分构成的复杂系统,其中最重要的组成部分是数据库管理系统(DBMS),它是整个数据库系统的核心。

数据库管理系统负责管理数据存储、数据访问和数据操作等任务,因此,它的体系结构对整个数据库系统的性能和可靠性有着至关重要的影响。

一、三层模式体系结构三层模式体系结构是最常见的数据库管理系统体系结构之一,它将整个数据库管理系统划分为三层,分别是外模式层、概念模式层和内模式层。

1. 外模式层外模式层也称为用户视图层或用户接口层,它是用户与数据库之间交互的界面。

每个用户都可以定义自己所需的外部视图,并通过这些视图来访问和操作数据库中存储的数据。

外部视图可以隐藏底层数据结构和逻辑实现细节,使得用户能够以更加简单、直观、方便的方式使用和管理数据。

2. 概念模式层概念模式层也称为全局逻辑模型或全局概念模型,它描述了整个数据库中所有数据对象及其之间关系的逻辑结构。

概念模式层是数据库设计的核心,它包括了实体、属性和关系等概念,并通过ER图等方式来表示和描述。

概念模式层对外部视图提供了一个稳定、一致、简洁的逻辑结构,使得用户能够更加清晰地理解和操作数据库中的数据。

3. 内模式层内模式层也称为存储模式层或物理模型层,它描述了数据在存储介质上的组织方式和存储结构。

内模式层是数据库管理系统的最底层,它与底层操作系统直接交互,并负责管理磁盘空间、数据缓存、索引等任务。

内模式层提供了对物理存储细节的抽象,使得DBMS能够更加高效地管理数据。

二、客户端/服务器体系结构客户端/服务器体系结构是一种分布式计算架构,它将整个数据库系统划分为两个部分:客户端和服务器端。

1. 客户端客户端是指用户使用的计算机,在这里用户可以通过安装相应的客户端软件来连接到远程服务器,并通过这个软件向远程服务器发送请求以获取所需数据。

客户端通常具有较低的计算能力和存储能力,但却具有更好的交互性和易用性。

数据库三级模式体系结构

数据库三级模式体系结构

数据库三级模式体系结构数据库的三级模式体系结构,听上去可能有点高大上,但其实不难理解。

你可以把它想象成一个家庭,每个家庭成员都有不同的职责和权限,而整个家族又是紧密联系的。

就像你在家里,不同的成员有不同的工作,有的人负责做饭,有的人负责洗碗,有的人负责打扫卫生,但大家都在一个屋檐下和谐共处。

数据库的三级模式体系结构,恰好就是这种“分工明确,合作无间”的关系。

得说说这个三级模式的结构,它一共分为三个层次:外部模式、概念模式和内部模式。

你可以把它们理解为不同的视角,外部模式是从用户的角度来看,概念模式是从数据库管理员(DBA)的角度来看,内部模式则是从计算机的角度来看。

外部模式就像你看待家里的布置,可能只关心客厅的沙发舒服不舒服,卧室的床好不好睡。

而概念模式呢,就像家里的整体规划,设计师把房子怎么划分、哪些功能区放在哪里考虑清楚了,至于沙发放哪里、床放哪里那是后话。

而内部模式嘛,简单来说,就是你家里装修的具体实现,比如每个房间的墙壁是什么材质的、铺的什么地板,甚至电线布得怎样,这些事你不一定了解,但它们都关乎房子的“底层构造”。

说到这里,可能有的小伙伴已经觉得有点头大,哈哈,不过别急,我慢慢给你解释清楚。

先聊聊外部模式,外部模式是与用户直接接触的。

用户怎么用数据库,就像你在家里使用厨房、客厅的各种设施。

比如一个财务人员关心的是工资表、发票的记录,数据库的其他信息他不一定要知道。

所以外部模式就提供了一个符合用户需求的视图,让他们方便地查询和操作数据,就像你只需要知道厨房里有锅、有刀、有食材,而不需要了解厨房里的水管、排气扇怎么设计的。

再来说说概念模式,概念模式可以看作是数据库的“设计蓝图”。

它像是家里的建筑设计师,规划整个家庭结构,决定每个房间的位置、大小以及使用功能。

它不会被任何一个具体用户看到,但是却是所有数据操作的基础。

比如,在概念模式下,可能有一个“员工”表,里面包含了员工的姓名、工号、工资等信息。

【培训课件】第3章_DSS的系统结构、模型库和数据库

【培训课件】第3章_DSS的系统结构、模型库和数据库
问题处理的方法、途径,利用语言系统 对问题进行形式化描述,写出问题求解 过程,利用知识系统提供的知识进行实 际问题求解,最后得出问题的解答。产 生辅助决策所需要的信息,支持决策。
ppt课件
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二、 “三系统”结构形式(续)
3. 知识系统: 知识系统是问题领域的知识。
它包含问题领域中的大量事实和相关知 识。最基本的知识系统(KS)是由数据文 件或数据库组成。数据库的一条记录表 示一个事实。它是按一定的组织方式进 行存贮。
2、多个方法组成一个模型 预测模型——相关分析+线性回归
ppt课件
20
模型库与方法库的区别
3、模型是由方法实现的 模型接近实际问题:
用线性规划模型解决工农业中的优化问题 方法接近求解算法:
求出具体解 4、模型和方法的表现形式不同:
模型用数学方程形式表示: 便于人们理解 方法用程序形式表示: 便于计算机求解
第三章
系统结构与功能@DSS
ppt课件
1
DSS的关键特征和功能
人机结合:主要在半结构化和非结构化的情形下,通过 将人类判断和计算机信息结合起来以支持决策者。
面向不同管理层次:从最高行政管理人员,到部门负责 人员,再到生产管理人员。
支持个人和群体:缺少结构化的问题经常需要不同部门 和不同层次的人员,甚至组织外的人员参与,并通过网 络协作组成虚拟团队。
支持相互关联和连续性决策:决策是一个多次、反复的 过程。
支持决策的各个阶段:情报、ຫໍສະໝຸດ 计、选择和实施。ppt课件
2
DSS的关键特征和功能
支持各种决策过程和类型。确定的、风险的和不 确定的决策、战略和战术决策、短期和长期决策、 单目标和多目标决策、但阶段和多阶段、静态的 和动态的决策等。

数据库原理习题与答案 第3章数据库系统结构

数据库原理习题与答案 第3章数据库系统结构

第三章.数据库系统结构(jiégòu)习题(xítí):一.选择题1.数据库技术中采用分级方法将数据库的结构划分成多个层次,是为了(w èi le)提高数据库的(1)和(2)。

(1)A.数据独立性 B.逻辑(luó jí)独立性 C.管理规范性 D.数据的共享(2)A.数据独立性 B.物理独立性 C.逻辑(luó jí)独立性 D.管理规范性2.数据库中,数据的物理独立性是指。

A.数据库与数据库管理系统的独立B.用户程序与DBMS的相互独立C.用户的应用程序与存储在磁盘上数据库中的数据是相互独立的D.应用程序与数据库中数据的逻辑结构相互独立3.数据库系统的最大特点是。

A.数据的三级抽象和二级独立性B.数据共享性C.数据的结构化D.数据独立性4.在数据库的三级模式结构中,描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特征的是。

A.外模式B.内模式C.存储模式D.模式5.数据库系统的数据独立性是指。

A.不会因为数据的变化而影响应用程序B.不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序C.不会因为存储策略的变化而影响存储结构D.不会因为某些存储结构的变化而影响其它的存储结构6.数据库三级模式体系结构的划分,有利于保持数据库的。

A.数据独立性B.数据(shùjù)安全性C.结构(jiégòu)规范性D.操作(cāozuò)可行性二.简答题1.试述数据库系统三级模式结构(jiégòu),这种结构的优点是什么。

2.定义并解释以下(yǐxià)术语:模式、外模式、内模式、DDL、DML。

3.什么叫数据与程序的物理独立性?什么叫数据与程序的逻辑独立性?为什么数据库系统具有数据与程序的独立性?参考答案:一.选择题4.(1)B (2)B5.C6.A7.D8.B9.A二.简答题1.数据库系统的三级模式结构由外模式、模式和内模式组成。

数据库系统的体系结构

数据库系统的体系结构

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Oracle体系结构(共79张PPT)

Oracle体系结构(共79张PPT)

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第32页,共79页。
分析
在执行COMMIT操作时,后台进程LGWR要 开始工作,所以事务变化被记载到重做日志 中。因为只有在发出检查点时,才会将SCN 值写入控制文件和数据文件头部,所以控制 文件和数据文件的SCN值保持一致,并且存 放的是先前检查点的SCN值。
控制文件和数据文件的SCN值一致,与重做 日志不一致!
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第28页,共79页。
CKPT工作原理
当Oracle发出检查点时,系统会将检查点时刻的
SCN值写入到控制文件和数据文件头部,同时还会促
使DBWR进程将所有脏缓冲区写入到数据文件中。
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第29页,共79页。
检查点工作机制
在DBWR进程工作之前,LGWR进程首 先将重做日志缓冲区内容写入到重做日志文 件,即该时刻的SCN值会被写入重做日志。
Oracle使用的主要内存结构包括系统全局 区SGA和程序全局区PGA。
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SGA区
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10 第10页,共79页。
数据高速缓存
保存最近从数据文件中读取的数据块。分为 脏缓存块、空闲缓存块和命中缓存块三类。
脏缓冲块:当执行INSERT、UPDATE以及 DELETE操作时,服务器进程修改数据高速 缓存的相应数据,此时缓冲区的内容与数据 文件中的内容不一致。
当CKPT进程工作的时候,会将当前时 刻的SCN值写入数据文件和控制文件。
在发出检查点时刻,数据文件、控制文 件和重做日志的SCN值完全一致。
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第30页,共79页。
系统恢复
当运行Oracle Server时,在访问数据 文件、控制文件和重做日志时,Oracle会定 期检查并比较每种文件的SCN值,确定文件 是否损坏、系统是否出现异常,最终确定系 统是否需要进行恢复。

数据库系统的体系结构

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

数据库原理A智慧树知到课后章节答案2023年下南华大学

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数据库原理A智慧树知到课后章节答案2023年下南华大学南华大学第一章测试1.数据库系统的体系结构是()。

A:三级模式结构和二级映像 B:三级模式结构和三级映像 C:二级模式结构和一级映像 D:三级模式结构和一级映像答案:三级模式结构和二级映像2.下列四项中,不属于数据库特点的是()。

A:数据不丢失 B:数据共享 C:数据完整性 D:数据独立性高答案:数据不丢失3.DBS中,内外存数据交换最终是通过()。

A:CPU完成 B:OS完成 C:键盘完成 D:DBMS完成答案:OS完成4.逻辑数据独立性是指()。

A:模式变,用户不变 B:子模式变,应用程序不变 C:模式变,应用程序不变 D:应用程序变,模式不变答案:模式变,应用程序不变5.子模式是()。

A:多个模式的集合 B:模式的副本 C:模式的逻辑子集 D:A、B、C三者都对答案:模式的逻辑子集6.应用数据库的主要目的是为了()。

A:解决数据完整性问题 B:解决数据保密问题 C:解决数据量大的问题 D:解决数据共享问题答案:解决数据共享问题7.数据库管理系统是数据库系统的核心,它负责有效地组织、存储、获取和管理数据,属于一种(),是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

A:应用软件 B:工具软件 C:数学软件 D:系统软件答案:系统软件8.数据库系统的数据独立性是指()。

A:不会因为某些数据逻辑结构的变化而影响应用程序 B:不会因为数据存储策略的变化而影响数据存储结构 C:不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序 D:不会因为数据的变化而影响应用程序答案:不会因为系统数据存储结构与数据逻辑结构的变化而影响应用程序9.在DBS中,DBMS和OS之间的关系是()。

A:并发运行 B:OS调用DBMS C:相互调用 D:DBMS调用OS答案:DBMS调用OS10.单个用户使用的数据视图的描述称为()。

A:概念模式 B:内模式 C:外模式 D:存储模式答案:外模式第二章测试1.在数据建模过程中,独立于计算机系统的模型是()。

数据库的体系结构

数据库的体系结构

数据库的体系结构本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March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。

数据库体系架构

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

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。

数据库管理系统结构

数据库管理系统结构
以下介绍每一层的功能特点:
(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
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