第3章-数据库系统体系结构
数据库概论第1-3章习题参考答案
第1章绪论习题参考答案1、试述数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统的概念。
（参见P3、4、5页）参考答案：描述事物的符号记录称为数据；数据库是长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合；数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件; 数据库系统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(及其开发工具)、应用系统、数据库管理员和用户构成。
2．使用数据库系统有什么好处?（参见P12页）参考答案：数据库系统使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的阶段，这样既便于数据的集中管理，又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性，提高了决策的可靠性。
3．试述文件系统与数据库系统的区别和联系。
（8、9、10页）参考答案：1）数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。
在文件系统中，相互独立的文件的记录内部是有结构的，管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。
数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一。
2）在文件系统中，数据的最小存取单位是记录，粒度不能细到数据项。
而在数据库系统中，存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项一个记录或或一组记录。
3）文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的，因此要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。
而在数据库系统中数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。
5．试述数据库系统的特点。
（9、10、11页）参考答案：数据结构化；数据的共享性高、冗余度低、易扩充；数据独立性高；数据由DBMS统一管理和控制。
6．数据库管理系统的主要功能有哪些? （4页）参考答案：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理、数据库的建立和维护功能。
7．试述数据模型的概念（13页）、数据模型的作用、数据模型的三个要素。
第3章 分布式文件及数据库系统
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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。
数据库原理及应用课件教学配套课件胡孔法第03章数据库系统的体系结构
查询分解和优化
数据目录
分布式事务管理
并发控制
恢复
局部DBMS
通信管理
节点 k
节点 I
计算机网络
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。
DDBS的数据具有“分布性”特点，数据在物理上分布在各个 场地。这是DDBS与集中式DBS的最大区别。
DDBS的数据具有“逻辑整体性”特点，分布在各地的数据逻 辑上是一个整体，用户使用起来如同一个集中式DBS。这是 DDBS与非分布式DBS的主要区别。
物理上分布，逻辑上集中
应用1
应用n
用户接口
词法及语法分析
数据库系统的体系结构
3.1 数据库的体系结构 3.2 数据库系统（DBS） 3.3 数据库管理系统（DBMS） 3.4 DBMS的系统结构 3.5 几种典型结构的DBMS 本章小结
3.1 数据库的体系结构
3.1.1 三级模式结构 3.1.2 两级映像和两级数据独立性 3.1.3 数据库的抽象层次 3.1.4 数据模式与数据模型的关系
（2）概念模式／内部模式映像
概念模式／内部模式映像定义了数据库全局逻辑结构 与存储结构之间的对应关系。 这个映像定义通常内部模式中加以描述。
2）两级数据独立性
定义：数据独立性是指应用程序和数据库的数据结构 之间相互独立，不受影响。 数据独立性又分为: （1）逻辑数据独立性
逻辑数据独立性指的是外部模式不受概念模式变化的影响。
数据库第3章
使用DROP子句删除指定的完整性约束条件 【例3-7】 删除student表学生姓名必须取惟一值的约束 条件。 ALTER TABLE student DROP UNIQUE(name)； 使用MODIFY子句修改基本表的列定义 【例3-8】 将student 表name列的数据类型改为定长字符 串型。 ALTER TABLE student MODIFY name char(8) NOT NULL； 注意： (1)修改列定义时，要将原来的列级约束条件写上，否则 原有的列级约束会不起作用。 (2)修改列定义时，有可能会破坏已有的数据，应事先作 好备份工作。 (3)SQL未提供删除属性列的语句，只能采取间接的方法
3.2 数据定义
表3-1 SQL的数据定义语句 操作对象 数据库 操作方式 创建语句 CREATE DATABASE CREATE TABLE 删除语句 DROP DATABASE 修改语句 ALTER DATABASE
基本表 索引
视图
DROP
TABLE INDEX
VIEW
ALTER TABLE
CREATE INDEX DROP
3.2.4 建立索引 索引的概念 索引是建立在列上的一种数据库对象，它 对表中的数据提供逻辑顺序，当在数据库表中 搜索某一行时，可以通过使用索引来找到它的 物理位置。索引建立后，什么时候使用索引以 及使用哪一个索引（当有多个索引存在时）， 由DBMS内部根据情况自行决定，不需要人员干 预。索引是动态的，每当数据库表的数据更新 一次，相应的索引也随之更新。
CREATE VIEW DROP
3.2.1 数据库的创建与删除 创建数据库 SQL使用命令CREATE DATABASE创建数据库，其一般语法 如下： CREATE DATABASE <数据库名>； 【例3-1】创建一个简单数据库。 CREATE DATABASE MyDb； 删除数据库 SQL使用命令DROP DATABASE删除一个或多个数据库，其 一般语法如下： DROP DATABASE <数据库名1> [，<数据库名2>][,…]； 【例3-2】删除数据库MyDb。 DROP DATABASE MyDb；
【培训课件】第3章_DSS的系统结构、模型库和数据库
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
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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
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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
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。
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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第9页，共79页。
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。
数据库基础与应用作业答案
数据库基础与应用作业答案第1章数据库概述一、选择题1 A; 2C；3A；4D；5A；6A；二、填空题一、有序的、可共享的二、在建立、使用和维护时三、数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、DBA和用户四、手工、文件、数据库五、数据结构、数据操作、完整性与约束性条件六、关系、网状、层次；关系数据模型三、判断题1√;2√;3×;4×四、简答题1．简述计算机数据管理技术发展的三个阶段。
一、人工管理这一阶段（20世纪50年代中期以前），计算机主要用于科学计算。
外部存储器只有磁带、卡片和纸带等还没有磁盘等直接存取存储设备。
软件只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件。
数据处理方式基本是批处理。
这个阶段有如下几个特点：计算机系统不提供对用户数据的管理功能。
用户编制程序时，必须全面考虑好相关的数据，包括数据的定义、存储结构以及存取方法等。
程序和数据是一个不可分割的整体。
数据脱离了程序就无任何存在的价值，数据无独立性。
数据不能共享。
不同的程序均有各自的数据，这些数据对不同的程序通常是不相同的，不可共享；即使不同的程序使用了相同的一组数据，这些数据也不能共享，程序中仍然需要各自加人这组数据，谁也不能省略。
基于这种数据的不可共享性，必然导致程序与程序之间存在大量的重复数据，浪费了存储空间。
不单独保存数据。
基于数据与程序是一个整体，数据只为本程序所使用，数据只有与相应的程序一起保存才有价值，否则就毫无用处。
所以，所有程序的数据均不单独保存。
二、文件系统在这一阶段（20世纪50年代后期至60年代中期）计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。
随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护问题成为紧迫的需要，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。
此时，外部存储器已有磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。
软件领域出现了操作系统和高级软件。
操作系统中的文件系统是专门管理外存的数据管理软件，文件是操作系统管理的重要资源之一。
guo第03章SQL Server数据库结构和管理
计算机学院 郭占龙
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第3章 SQL Server数据库结构和管理
大型数据库 SQL Server 2005
2．数据页面存储格式
• （4）页面链接 • 每个表或索引视图的数据行一般都分开存储在多个 8 KB 数据 页中。如上面所述，每个数据页都有一个 96 字节的页头，其 中包含拥有该页的表的标识符 (ID) 这样的系统信息，也包含指 向下一页及前面用过的页的指针。
页面所映射区域范围内的第一个区域，第二位代表第
二个区域等等。当映射区中某位为0时，说明该位所映 射区域仍未分配给拥有该IAM页面的对象使用；当其值
为1时，说明该位所映射区域已经分配给拥有该IAM页
面的对象使用。
计算机学院 郭占龙
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第3章 SQL Server数据库结构和管理
大型数据库据页面存储格式
• （2）数据行 • 紧跟着页头的就是存储表的真正数据行区域。单个 数据行的最大长度是8060字节。 • 数据行不能跨页存储（文本和图像例外）。页内数 据行的多少依赖于表的结构和要存储的数据。 • 如果一个表的所有列都是定长，那么该表在每一页 上存储相同数目的行。 • 如果一个表里有变长列，那么该表总是在每一页上 存储尽可能多的行。 • 数据行越短，每一页存储的行数就越多。
第3章 SQL Server数据库结构和管理
大型数据库 SQL Server 2005
第3章 SQL Server数据库结构和管理
3.1 数据库物理存储结构 3.2 数据库的逻辑组织
3.3 数据库创建与管理
3.4 数据库选项设置
计算机学院 郭占龙 » 1
第3章 SQL Server数据库结构和管理
2．数据页面存储格式
数据库系统第3章 结构化查询语言
5. 事务处理语言
事务处理语言（Transaction Process Language，TPL）是SQL 语言中用于数据库内部事务处理的语句。主要语句如下：
BEGIN TRANSACTION – 开始事务 COMMIT – 提交事务 ROLLBACK – 回滚事务
6. 游标控制语言
游标控制语言（Cursor Control Language，CCL）是SQL语言 中用于数据库游标操作的语句。主要语句如下：
DECLARE CURSOR – 定义游标 FETCH INTO – 提交游标数据 CLOSE CURSOR– 关闭游标
六、SQL语言的数据类型
1. 基本数据类型
字符：CHAR、VARCHAR、TEXT 整数：SMALLINT、INTEGER 浮点数：NUMBER(n,d)、FLOAT(n,d) 日期：DATE、DATETIME 货币：MONEY 2. 不同数据库所支持数据类型 Access的数据类型见表3-1所示 SQL Server的数据类型见表3-2所示 MySQL的数据类型见表3-3所示
3. 数据查询语言 数据查询语言（Data Query Language，DQL）是SQL语言中用 于对数据库进行查询的语句。该语句只有Select一个语句， 但其变化范型较多。
4. 数据控制语言 数据控制语言（Data Control Language，DCL）是SQL语言中 用于对数据访问权进行控制的语句。主要语句如下： GRANT – 授予用户对数据对象的权限 DENY – 拒绝授予用户对数据对象的权限 REVOKE – 撤消用户对数据对象的权限
DBMS
(执行SQL)
I/O
数据
数据库
第3章 管理信息系统的技术基础《管理信息系统》
备
控制器
CPU
图3－2 计算机硬件工作原理图
输
出
设
数据流
备
控制流
第3章 管理信息系统的技术基础
3.1.4 计算机软件系统
用
软
应
系统
件
它 其操
系 作
计算 机硬 件
软 统
件
图3-3 计算机系统的层次结构
计算机软件是指计算 机程序及相关文档,它是在 计算机硬件的基础上对硬 件的完善和扩充。计算机 软件系统一般分为系统软 件和应用软件两大部分。
表3-1 计算机四个发展阶段的特征比较
第一代
时间 1946—1957年
主要 元件
电子管
软件 机器语言和 特征 汇编语言
应用 领域
军事和科研部门
第二代 1958—1964年 晶体管
高级程序设计语言
工程设计、 数据处理
第三代 1965—1969年
中、小规模集成电路
操作系统逐步成熟、 结构化程序设计
文字处理、企业管理、 自动控制
1.数据仓库将来自不同DB的信息结合在一 起
数据仓库将企业中各个业务DB中的信息结合起来 (通过汇总与合计)。当人们从各类业务DB中提取 信息来创建数据仓库时，收集的只是那些进行决 策所需的信息。
这种“所需的信息”是用户按照他们对逻辑化的 决策信息需求而确定的。
故数据仓库只包含与用户进行决策有关的信息。
3.数据世界 数据世界也称计算机世界，它是现实世界中的事物及其
联系经过信息世界的抽象后，转换到计算机中的表示形式。
字段（fields）：标记实体属性的命名单位称为字段（或数据项） 如：学生有学号、姓名、性别、出生年月等字段
记录（record）：字段的有序集合称为记录 文件（file）：同一类记录的汇集称为文件
数据库原理A知到章节答案智慧树2023年南华大学
数据库原理A知到章节测试答案智慧树2023年最新南华大学第一章测试1.数据库系统的体系结构是（）。
参考答案：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（）。
参考答案：数据不丢失3.D BS中，内外存数据交换最终是通过()。
参考答案：OS完成4.逻辑数据独立性是指（）。
参考答案：模式变，应用程序不变5.子模式是（）。
参考答案：模式的逻辑子集6.应用数据库的主要目的是为了()。
参考答案：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。
参考答案：系统软件8.数据库系统的数据独立性是指()。
参考答案：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D BS中，D BM S和OS之问的关系是()。
参考答案：D BM S调用OS10.单个用户使用的数据视图的描述称为（）。
参考答案：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（）。
参考答案：E-R模型2. 下列数据模型中，数据独立性最高的是（）参考答案：关系数据模型3.在关系数据库中，模式对应的是（）。
参考答案：基本表4. 当前应用最广泛的组织层数据模型是（）。
参考答案：关系模型5.数据模式是（）参考答案：记录类型及其联系的集合6. 概念模型独立于（）。
参考答案：硬件设备和DBMS7.下列关于概念层数据模型的说法，错误的是（）。
参考答案：在进行概念层数据模型设计时，需要考虑具体的DBMS的特点8. 下列关于E-R模型中联系的说法，错误的是（）。
参考答案：一个联系最多只能关联2个实体9. 数据库中的数据模型三要素是指()。
参考答案：数据结构、数据操作和数据完整性约束10. 层次模型和网状模型是联系是通过指针实现的，关系数据库在物理层也使用指针。
（）参考答案：对第三章测试1.对于关系数据库来讲，下面（）的说法是错误的。
软件设计师第三章数据库系统重点总结
第三章数据库系统数据库系统和操作系统一样，高级考试系统架构师和系统分析师也是重点章节。
重要的是这一章在软件设计师下午考试五道大题中，其中一道。
所以要给予足够的重视，没有数据库基础的朋友，要多花一些时间在这一章上。
一、三级模式-两层映射1、重点。
三级模式：内模式、模式（概念模式）和外模式。
三级模式分别对应数据库的文件、表和视图。
两层映射：模式-内模式映射、外模式-模式映射。
2、理解。
物理数据库在计算机上以文件的形式表现。
内模式和物理层次数据库直接关联，管理如何存储一系列数据，将数据存储在物理数据库文件中。
概念模式对应数据库中的表，把数据库分成若干张表，表之间有关联。
外模式对应数据库中视图，对数据控制有更灵活处置方式。
以下为历年真题试题9(2016年上半年试题51)数据的物理独立性和逻辑独立性分别是通过修改（51）来完成的。
D．模式与内模式之间的映像、外模式与模式之间的映像试题分析物理独立性是指的内模式发生变化，只需要调整模式与内模式之间的映像，而不用修改应用程序。
逻辑独立性是指的模式发生变化，只需要调整外模式与模式之间的映像，而不用修改应用程序。
试题13(2015年下半年试题51)数据库系统通常采用三级模式结构：外模式、模式和内模式。
这三级模式分别对应数据库的__(51)__。
B．视图、基本表和存储文件试题分析数据库三级模式的图为：其中外模式对应视图，概念模式对应基本表，内模式对应存储文件。
试题30(2013年上半年试题54)在数据库系统中，视图是一个（）D．虚拟表，查询时可以从一个或者多个基本表或视图中导出试题分析计算机数据库中的视图是一个虚拟表，其内容由查询定义。
同真实的表一样，视图包含一系列带有名称的列和行数据。
但是，视图并不在数据库中以存储的数据值集形式存在。
行和列数据来自由定义视图的查询所引用的表，并且在引用视图时动态生成。
试题答案（54） D二、数据库设计过程1、重点。
数据库设计过程有4个阶段，阶段依次为：需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计和物理结构设计。
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外模式A
外模式B
外模式／模式 映象A 由数据库 管理员建 立和维护
外模式／模式 映象B
概念模式
数据库 管理系 统
模式／内模式映象
OS 内模式
数据库
二、数据库系统（DBS）
（3）分布式DBS
分 布 式 DBS(Distributed
DBS ， 简记为DDBS）是一个用通信网络 连接起来的场地（ Site, 也称为 节点）的集合，每个场地都可以 拥有集中式DBS的计算机系统。 数据在物理上分布在各个场地。 这是 DDBS 与集中式 DBS 的最大区 别。
计算机A 完成Wa
数据库全局逻辑结构的描述，是数据库所有用户的 公共数据视图。
概念模式描述：
所有实体、实体的属性和实体间的联系。
数据的约束。 数据的语义信息。 安全性和完整性信息。
（2）外模式（External Schema）
定义：外模式（也称子模式或用户模式）是用户观念
下局部数据结构的逻辑描述，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。
通信管理
计算机网络 节点 I 节点 j
分布式数据库系统的主要特点
分布式数据库系统的主要优点如下： 数据共享 分布式数据库系统的主要优点是提供一个环境， 使得一个节点可以访问存放在其他节点上的数据。 自治性 通过数据分布的方法来共享数据，其主要优越性 是每个节点可以对局部存储的数据保持一定程度的 控制。而在集中式系统中，其中心节点的数据库管 理员对数据库进行控制。 可用性 在分布式系统中，如果一个节点发生故障，其他 节点还能继续运行。
College of information and electrical engineering
数据库原理与实验
第3章 数据库系统体系结构
计算机工程系
本章内容
一、数据库的体系结构 二、数据库系统（DBS）
三、数据库管理系统（DBMS）
四、几种典型结构的DBMS
五、小结
一、数据库的体系结构
1.三级模式结构 2.两级映像和两级数据独立性 3.数据库的抽象层次 4.数据模式与数据模型
主机 终端
个人计算机
单用户数据库系统
高性能数据库系统。
（2）客户机／服务器式DBS
随着计算机网络和计算机软硬件技术的发展，计算机的性 能价格比越来越高，使原集中式系统的终端变为个人计算机， 而相应的由原集中式系统中主机完成的任务也有所划分，即由 原集中式系统中主机完成的用户界面功能现在由个人计算机来 处理，集中式系统变为服务器系统，以满足客户系统产生的请 求，Client/Server（客户/服务器）系统一般结构如图所示。 C/S结构的关键在于功能的分布，一些功能放在前端机（即 客户机）上执行，另一些功能放在后端机（即服务器）上执行。
（2）数据存取的工作过程
用户 客户应用 API 连接软件 网络协议 网络 网络协议 连接软件 数据库服务器软件 操作系统 客户机
Client端
在Client端包括：应用处理逻 辑、显示和数据表示及用户交互 界面等部分。
Server端
在Server端包括：数据存取管 理、完整性控制及并发控制等部 分。
四、几种典型结构的DBMS
1.基于Client/Server结构的数据库系统 2.基于Web的数据库系统
1. Client/Server结构的DBMS
（1）Client/Server结构的DBMS的功能划分
方案一：基本的C/S体系结构。 该方案的应用处理（包括实现用户界面等）由 Client完成，数据访问和事务管理由Server完成。 方案二： 是在Server上主要执行一些底层的操作，如封锁、 页面读写，而由Client来完成查询优化和查询处理。 方案三： 是每个Client通过对查询数据进行缓存建立其局部 数据库，且在Client端都有一个功能完善的DBMS，它与 Server上DBMS协同工作完成对数据库的访问。
1.DBS的组成 2.DBS结构的分类
1. DBS的组成
DBS由数据库、数据库管理系统、应用开发工具 软件和应用程序、数据库的软／硬件支撑环境、数 据库管理员等部分构成。
2. DBS结构的分类
（1）集中式DBS （2）客户机／服务器式DBS
（3）分布式DBS
（1）集中式DBS
集中式系统是指运行在一台计算机上，不与其它计算机系 统交互的数据库系统。这些主要表现在运行在个人计算机上 的单用户数据库系统和运行在大型主机上的高性能数据库系 统。 对于个人计算机上的单用户数据库系统来说，其结构简单， 容易设计、构造、操作和维护，但数据处理能力有限，而集 中式大型机系统则一般常用于大规模的批处理系统，这些应 用常见于银行业、保险业等。
分布式数据库系统的主要缺点是由于要保证各节点间的相 互协作而增加的复杂性。其复杂性表现为以下几种形式． 软件开发代价。实现一个分布式数据库系统会更加复 杂，因此，代价更高。 出现错误的可能性更大。由于构成分布式系统的各个 节点并行地运行，因此更难于保证算法的正确性，尤其难于 保证当系统的一部分发生故障时的运行，以及从故障中的恢 复。 处理开销增大。相比较集中式系统而言，分布式数据 库系统中消息的交换以及保证各节点间的相互协作都增加了 系统的相应开销。 因此，在选择数据库系统的设计时，必须在数据分布的优 点和缺点间进行权衡。
1. 三级模式结构
用户A1 用户A2 用户B2 用户B1 用户N1 … 用户Ni
外部级 (单个用户视图)
外模式A
外模式B
…
外模式N
用户局部逻辑结构
概念级 （全局视图） 内部级 （存储视图）
概念模式
数据库整体逻辑结构
内模式
数据库的物理结构
数据库
（1）概念模式（Conceptual Schema）
定义：概念模式（简称模式，也称逻辑模式）是对
2. DBMS的主要功能
（1）数据库定义（DDL,Data Definition Language） 外部模式、概念模式、内部模式及模式间映像的定义、数据 库完整性定义 （2）数据库操作（DML,Data Manipulation Language）
插入Insert、删除Delete、修改Update、查询Select
织方式，以及所有数据控制方面的细节。 内模式与下面的工作相关： 数据和索引的存储空间分配。 用于存储的记录描述（数据项的存储大小）。
记录放置。
数据压缩和数据加密技术。
2. 两级映像和两级数据独立性
为了提高数据库系统中的数据独立性，数据库系统在这三级模式 间提供了两层映像：外模式／概念模式映像和概念模式／内模式 映像。 映像是一种对应规则，它指出了映像双方是如何进行转换的。
服务请求
客户机
结果响应
服务器
客户/服务器系统对数据的处理过程
② N层客户/服务器结构
一个信息系统应用程序通常可以分成数据层、 商业逻辑层和视图层，这种客户/服务器结构可称 为三层结构，下图说明了这三层间的相互作用，其 中用户层（视图层）是作为商业逻辑层的一个客户， 而商业逻辑层作为数据层的一个客户。
前端客户机 系统 后端服务器 系统 表格用 户界面 SQL用 户界面 数据库 引擎 图形化 界面
接口
客户/服务器系统的功能划分
客户/服务器系统对数据的一般处理过程，如图所示，请求和 接收数据信息的具体描述如下： a.用户在客户端请求数据查询。 b.请求被翻译成SQL语言。 c.SQL请求通过网络被传送到服务器端。 d.数据库服务器在存储数据的计算机上进行检索。 e.在服务器上检索得到的结果通过网络传递给客户端。 f.结果在客户端呈现给用户。
服务器
数据库 数据存取的工作过程
服务器提供查询、更新、事务 管理、索引、高速缓存、查询优 化、安全及多用户存取控制等服 务。
（3）Client/Server结构中数据库服务器的优点
与网络文件服务器相比，数据库服务器的优点如下：
提高了应用开发生产率
由于数据库服务器具有数据管理任务，客户机上的应用程序无须编 写这些数据管理程序，减少了软件开发量，提高了应用开发效率。
（2）两级数据独立性
定义：数据独立性是指应用程序和数据库的数据结构 之间相互独立，不受影响。 数据独立性又分为:
逻辑数据独立性 物理数据独立性
逻辑数据独立性指的是外模式不受概念模式变化的影响。
物理数据独立性指的是概念模式不受内模式变化的影响。
数据逻辑独立性与数据物理独立性统称为数据独立性。
数据库的三级体系结构
外模式A
外模式/概念模式映像
外模式B
…
外模式N
逻辑数据独立性
概念模式
概念模式/内模式映像 物理数据独立性
内模式
（1）两级映像
外模式／概念模式 映像 外模式／概念模式映像定义了各个外模式与概念 模式间的映像关系。 这些映像定义通常在各自的外模式中加以描述。
（1）两级映像（续）
概念模式／内模式 映像 概念模式／内模式映像定义了数据库全局逻辑结 构与存储结构之间的对应关系。 这个映像定义通常内模式中加以描述。
服务器
在该体系结构中，数 据的存储和管理通常由 服务器来承担，此服务 器称为数据库服务器。
客户机 客户机 客户机 客户机
网络
客户/服务器系统一般结构
① 客户/服务器结构
对于数据库系统而言，客户/服务器系统可将 数据库功能大致分为两个部分：前端客户机系统和 后端服务器系统。前端客户机系统主要包括图形用 户界面工具、表格及报表生成和书写工具等；后端 服务器系统负责数据的存取和控制，包括故障恢复 和并发控制等。从功能来说，客户/服务器系统的 功能划分如图所示 。