数据库系统体系结构
描述oracle数据库体系结构的组成及其关系。
描述oracle数据库体系结构的组成及其关系。
Oracle数据库体系结构由以下几个部分组成：1. 实例（Instance）：实例是在计算机内存中运行的一个进程，负责管理数据库的操作。
每个实例都有自己的内存空间和进程，可以同时运行多个实例。
2. 数据库（Database）：数据库是一个存储数据的容器，包含了表、视图、索引等对象。
一个实例可以管理多个数据库，每个数据库由一个或多个数据文件组成。
3. 数据文件（Data File）：数据文件是用来存储数据库的实际数据的文件，包含了表、索引等对象的数据。
一个数据库可以有多个数据文件，每个数据文件具有独立的文件名和路径。
4. 控制文件（Control File）：控制文件是用来记录数据库的结构和状态信息的文件，包括数据库名、数据文件的路径、表空间的信息等。
一个数据库通常有一个或多个控制文件。
5. 日志文件（Redo Log File）：日志文件是用来记录数据库的变化操作的文件，包括数据更改、事务回滚等。
日志文件用于实现数据库的恢复和数据的一致性。
每个数据库通常有多个日志文件。
6. 表空间（Tablespace）：表空间是数据库中逻辑数据存储的单位，用来管理和组织对象。
每个表空间由一个或多个数据文件组成，不同表空间可以包含不同的数据对象。
7. 段（Segment）：段是逻辑存储结构的基本单位，是指数据库中的一个连续空间。
每个表、索引等对象都占用一个或多个段。
8. 区（Extent）：区是段的扩展单位，是一组连续的数据块。
一个段由多个区组成。
9. 块（Data Block）：块是数据库存储的最小单位，通常是8KB大小。
每个数据文件由多个块组成。
以上组成部分之间的关系如下：- 实例与数据库：一个实例可以管理多个数据库，每个数据库都有自己的实例。
- 数据库与数据文件：一个数据库可以由一个或多个数据文件组成，每个数据文件存储数据库的实际数据。
- 实例与控制文件：一个实例通常有一个或多个控制文件，控制文件记录了数据库的结构和状态信息。
五种主流数据库体系结构
五种主流数据库体系结构
数据库体系结构是指数据库系统中各个组成部分的结构和相互
关系。
主流的数据库体系结构包括层次式、网络式、关系式、面向
对象式和NoSQL数据库。
首先，层次式数据库体系结构是最早期的数据库结构之一，它
使用树形结构来组织数据，其中每个子节点都只有一个父节点。
这
种结构的优点是检索速度快，但缺点是不够灵活，难以适应复杂的
数据关系。
其次，网络式数据库体系结构是在层次式结构的基础上发展而来，它允许一个子节点有多个父节点，这样可以更好地表示实际世
界中的复杂关系。
但是，网络式数据库的复杂性和可维护性较差。
第三种是关系式数据库体系结构，它使用表格来组织数据，表
格之间通过外键建立关联。
这种结构的优点是数据之间的关系清晰，易于理解和维护，而且支持丰富的查询操作。
目前，关系式数据库
是应用最广泛的数据库模型之一。
第四种是面向对象式数据库体系结构，它将数据组织为对象，
每个对象包含数据和对数据的操作。
这种结构适合于面向对象的编程语言，能够更好地表示现实世界中的复杂结构和关系。
最后，NoSQL数据库体系结构是近年来兴起的一种新型数据库模型，它放弃了传统数据库的表格和SQL查询，而是采用键值对、文档、列族等非关系型的数据存储方式。
NoSQL数据库适用于大数据和分布式存储场景，能够提供高性能和可伸缩性。
综上所述，这五种主流数据库体系结构各有优缺点，应根据具体的应用场景和需求来选择合适的数据库体系结构。
简述数据库系统的体系结构特点
简述数据库系统的体系结构特点
数据库系统的体系结构一般被分为三级，即外层的用户层、中间的应用程序层和内层的数据库管理系统层。
这三层之间通过接口进行通信和交互，协同完成数据库系统的各项任务。
2. 数据库系统是一个客户/服务器架构
数据库系统是基于客户/服务器架构的，其中客户端和服务器端通过网络进行通信。
客户端向服务器端发送请求，服务器端将请求处理后返回结果给客户端。
3. 数据库系统是一个分布式系统
数据库系统将数据库分布在多台计算机上，这些计算机通过网络连接起来，协同工作，提供服务。
分布式系统可以提高数据库系统的可用性、可扩展性和性能。
4. 数据库系统是一个模块化系统
数据库系统由多个模块组成，每个模块负责不同的任务。
模块之间通过接口进行通信和交互，实现数据库系统的各项功能。
5. 数据库系统是一个高度安全的系统
数据库系统的数据具有高度的机密性和安全性，需要采用多种安全措施来保护数据的安全。
这些措施包括访问控制、数据加密、备份和恢复等。
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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。
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
简述数据库系统的组成
简述数据库系统的组成数据库系统是相当重要的东西，它是由若干个用于管理和存储数据的各种技术所构成的系统，能够满足现代信息系统的数据处理和管理需求，它提供了一个可靠的数据管理系统，具有良好的可扩展性和可重复使用性。
数据库系统由三部分组成，包括数据库管理系统、数据库结构和数据库应用程序。
首先，数据库管理系统（DBMS）是用于管理数据库的软件系统，它可以实现数据库操作、数据安全、数据恢复及数据管理等功能。
此外，它也负责应用程序的安装和维护、数据库的定义和初始化等，从而使用户能够方便的管理和操作数据库。
其次，数据库结构是指数据库中数据的组织形式，是由表、字段、数据类型、索引等构成的结构，它承载着数据的存储和检索，控制数据的组织方式，使其在数据库中获得有效地管理。
最后，数据库应用程序是一种定义访问数据库的程序，它是用户按照特定的规则编写的，它们可以在数据库上执行一系列操作，以满足具体需求。
它对数据库进行抽象，用户无需知道其数据库内部结构，可以轻松地完成增加、删除、修改和查询数据库中的数据。
以上三部分构成了数据库系统的基本结构。
数据库管理系统有定义数据库，控制数据库结构，实现数据检索等功能；数据库结构可以建立数据库的层次，将数据进行分层，以便于管理和查询；而数据库应用程序是用户必须要使用的，它使数据库管理系统在用户中可以执行操作，而不用拘泥于本身的语言。
因此，数据库系统有良好的可扩展性和可重复使用性，并可以满足客户的不同需求。
然而，也有一些问题需要注意，包括数据安全性、数据库系统的复杂性和灵活性等。
只有恰当考虑这些问题，才能使数据库系统安全有效地运行。
总之，数据库系统包括数据库管理系统、数据库结构以及数据库应用程序，它们紧密地结合在一起，实现了对数据的有效管理。
此外，它也有一些问题，必须通过安全有效的措施来解决。
数据库系统由哪几部分组成
数据库系统（Database System），是由数据库及其管理软件组成的系统。
数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统，也是一个为实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。
数据库系统一般由4个部分组成：（1）数据库（database，DB）是指长期存储在计算机内的，有组织，可共享的数据的集合。
数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储，具有较小的冗余，较高的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
（2）硬件：构成计算机系统的各种物理设备，包括存储所需的外部设备。
硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。
（3）软件：包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。
数据库管理系统（database management system，DBMS）是数据库系统的核心软件，是在操作系统的支持下工作，解决如何科学地组织和存储数据，如何高效获取和维护数据的系统软件。
其主要功能包括：数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。
（4）人员：主要有4类。
第一类为系统分析员和数据库设计人员：系统分析员负责应用系统的需求分析和规范说明，他们和用户及数据库管理员一起确定系统的硬件配置，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、数据库各级模式的设计。
第二类为应用程序员，负责编写使用数据库的应用程序。
这些应用程序可对数据进行检索、建立、删除或修改。
第三类为最终用户，他们利用系统的接口或查询语言访问数据库。
第四类用户是数据库管理员（data base administrator，DBA），负责数据库的总体信息控制。
DBA的具体职责包括：具体数据库中的信息内容和结构，决定数据库的存储结构和存取策略，定义数据库的安全性要求和完整性约束条件，监控数据库的使用和运行，负责数据库的性能改进、数据库的重组和重构，以提高系统的性能。
数据库系统概论第三四精品PPT课件
模式/内模式映像：存在于模式和内模式之间，用于保持模式与内模式 之间的对应。当数据库的内模式发生改变时，只需 要对模式/内模式映象进行修改，而使概念模式保持 不变，使得数据库具有物理数据独立性。该映象同 样是由数据库管理系统DBMS实现。
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第三节、数据库系统的体系结构
一、数据库系统的三级模式结构：
③. 内模式(internal schema)： 又称存储模式，是数据物理存储方面的描述，是数据在数据库内部
的表示方式。 包括所有的内部记录类型 、索引、文件的组织方式以及数据控制等。
比内模式更接近物理存储的是操作系统，如从磁盘上读数据等。 但内模式不涉及物理记录，也不涉及硬件设备，比如，对硬盘的读写
● 有了模式/内模式映像，当内模式改变时，比如存储设备或存储方
式有所改变，只要对模式/内模式映像做相应的改变，使模式保持不变， 则应用程序不受影响，从而保证了数据与程序之间的物理独立性，即数 据的物理独立性。
10
第三节、数据库系统的体系结构
二、数据库系统的两级映像(mapping)功能：
2. 外模式/概念模式映像：
● 位于外部级和概念级之间，来定义外模式和概念模式间数据的对应性，
可能是多对一的关系。一旦概念模式做了修改，为保证外模式不变，对 外模式/概念模式也做相应修改，对用户程序影响很小，这样就达到了数 据的逻辑独立性。
● 通过该映像把描述局部逻辑结构的外模式与描述全局逻辑结构的
模式联系起来。
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。
数据库总体结构
数据库总体结构数据库总体结构指的是数据库系统的整体组织结构和层次体系。
一般来说，数据库总体结构包括以下几个方面：1. 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统是整个数据库系统的核心组件，负责管理和控制数据库的创建、维护、存储和访问等功能。
常见的数据库管理系统包括Oracle、MySQL、SQL Server等。
2. 数据库：数据库是指按照一定的数据模型组织和存储的数据集合。
数据库可以包含多个表，每个表包含多个记录（行）和字段（列）。
3. 表：表是数据库中最基本的组织单位，用于存储相同类型的数据。
每个表由多个字段组成，每个字段对应一个数据类型，用于定义数据的属性。
4. 记录：记录是表中的一行数据，包含多个字段的值。
每条记录代表一个具体的实体或事物。
5. 字段：字段是表中的一列数据，用于存储某种特定类型的数据。
每个字段具有一个字段名和数据类型，用于描述数据的属性。
6. 主键：主键是表中的一列或一组列，用于唯一标识表中的每条记录。
主键的值必须唯一且不能为空。
7. 外键：外键是表中的一列或一组列，用于与其他表建立关联关系。
外键的值必须是被关联表的主键值，用于保持数据的一致性和完整性。
8. 索引：索引是对表中某一列或多列的值进行排序和快速检索的数据结构。
索引可以加快数据的查询速度，但会增加数据的插入、更新和删除的开销。
9. 视图：视图是基于一个或多个表的查询结果，以虚拟表的形式存在于数据库中。
视图可以简化数据的查询和操作，提供更直观、易用的数据访问方式。
10. 数据库模式：数据库模式是数据库的逻辑结构，包括表、字段、关系、约束等元数据的定义。
数据库模式描述了数据库中数据的组织方式和关系。
以上是数据库总体结构的主要组成部分，不同的数据库系统可能会有一些细微的差异，但总体结构和概念基本相似。
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。
多媒体数据库系统的体系结构
多媒体数据库系统的体系结构多媒体数据库系统是一种使用计算机来存储、管理和分发音频、视频、图片、文本以及其他媒体信息的系统。
它不仅能够将多媒体数据存储在同一个地方，还能够使用技术提供相关的媒体处理功能，如对媒体文件进行编辑、转换和打印等。
多媒体数据库系统的体系结构是由5个部分组成的：1. 存储层：存储层是多媒体数据库系统的核心组成部分，它负责存储和管理多媒体数据，并提供必要的安全性和可靠性。
一般情况下，存储层包括存储设备、磁盘驱动器、存储系统软件和多媒体数据库管理系统。
2. 网络层：网络层是多媒体数据库系统中最重要的一层，它负责多媒体数据的传输和分发。
网络层的主要组件包括路由器、交换机、网络接口卡和网络服务器等。
3. 数据处理层：数据处理层的作用是对多媒体数据进行操作和处理，使其适合用户的需求和要求。
数据处理层的主要组件包括多媒体处理器、多媒体编辑器、多媒体转换器和多媒体服务器等。
4. 用户界面层：用户界面层是多媒体数据库系统的最上层，它提供多媒体数据库系统的图形用户界面，以便用户可以轻松地浏览、搜索和管理多媒体数据。
用户界面层的主要组件包括多媒体浏览器、多媒体播放器和图形用户界面等。
5. 管理层：管理层是多媒体数据库系统的管理者，它负责对多媒体数据库系统的所有组件进行监控和管理，以确保多媒体数据库系统的正常运行。
管理层的主要组件包括安全管理器、资源管理器和数据库管理系统等。
以上就是多媒体数据库系统的体系结构，它具有高度的灵活性，可以根据用户的需求对多媒体数据库系统进行灵活的配置和安装，从而满足用户的不同需求。
多媒体数据库系统的体系结构具有高可用性和可扩展性，能够满足不同用户的多媒体数据的存储、管理和处理要求，为用户提供更好的服务。
数据库系统体系结构
数据库系统体系结构为了对数据及其数据库进行有效的管理，人们为数据库设计了体系结构。
一个数据库系统的体系结构主要包括三级模式和两级映像。
1。
三级模式美国国家标准协会下属的标准规划委员会提出了把数据库划分为内模式、概念模式和外模式三级结构的标准模型。
（1）概念模式（Conceptual Model）。
概念模式又称为逻辑模式或模式，它是数据库中全部数据的逻辑表示和特性描述，是数据库的框架和结构。
在概念模式中有对所有记录类型及其联系的描述，包括数据的安全性、完整性等方面的定义。
它是管理员看到的数据库，又称数据管理员视图。
（2）外模式（External Model）。
外模式又称用户模式，它是单个用户看到和使用的数据库，又称用户视图。
其作用是定义不同用户所需要数据的逻辑结构。
每个外模式都是概念模式的一个子集，因此有的称外模式为子模式。
子模式可以共享，在一个子模式上可以编写多个应用程序，但一个应用程序只能使用一个子棋式。
（3）内模式（Internal Model）。
内模式又称存储模式，它是系统程序员看到的数据库，又称为程序员视图。
它包括数据库的全部存储数据及存储方式。
这些数据是程序员用一定的文件组织方法组织起来的一个个物理文件，系统程序员是通过编制专门的访问程序来实现对文件中的数据进行访问的。
数据模型的三个层次级别反映了模式处于不同环境的不同要求，其中内模式处于最低层，它反映了数据在计算机外存储器的实际存储形式；概念模式处于中层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求；外模式处于最外层，它反映了用户的数据局部逻辑要求。
外模式可以是多个，内模式和概念模式只能是一个。
2。
两级映像上述概念模式、外模式、内模式之间有两种映射：外模式/概念模式映射和概念模式/内模式映射，即图6。
7所示的外模式/概念模式映像和概念模式/内模式映像。
这两层映像都是为了保证数据的独立性而设置的。
外模式/概念模式映像定义外模式和概念模式之间的相应关系。
数据库的三级模式体系结构
数据库的三级模式体系结构
数据库的三级模式体系结构是数据库管理系统的基本框架，由三个层次构成，分别为外模式、概念模式和内模式。
外模式是用户视图，它定义了用户能够看到和处理的数据。
外模式是用户和数据库之间的接口，用户通过外模式与数据库交互。
概念模式是整个数据库的逻辑结构，它定义了数据库中所有数据的组织方式、关系、约束等信息。
概念模式描述了数据库逻辑上的完整性和一致性。
内模式是数据库的存储结构，它定义了数据在磁盘上的存储方式、物理结构和存取方法等信息。
内模式描述了数据库的物理存储结构。
这三个模式之间的关系是层次化的，每个层次都通过一组转换定义了与其相邻层次之间的接口。
通过三级模式体系结构，数据库管理系统可以实现数据的逻辑独立性和物理独立性，使得用户能够独立于数据库的物理存储结构和实际数据存储方式进行查询和操作。
- 1 -。
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
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8.3.2 客户/服务器数据库系统（3）
集中式或分布式 -- 单服务器与多服务器系统
• 单服务器系统: 多个客户共享一个服务器 • 多服务器系统: 一个客户可以对多个服务器进行
访问。
客户 客户 客户 ... 客户 网络 客户 客户 客户 ... 客户 网络
服务器
单服务器系统
服务器 服务器 ... 服务器
数据操作间的流水线并行性 age>20(s)|><|dept 数据操作间的独立并行性 age>20(s)|><|∏dno,dean ( dept) 单数据操作内的并行性 age>20(s)
9.1.1 需求和目的（3）
数据库系统性能的度量： 吞吐量(throughput)：在给定的时间区间里所能 完成的任务的数量。 响应时间 (response time) ：对于单个任务从提 交到完成所需的时间。
-----> 集中式系统中的终端被微机所代替 -----> 集中式系统直接执行的用户界面功能由微 机来处理
集中式系统 ------> 客户机/服务器系统
8.3.1 客户/服务器结构（2）
客户/服务器系统的一般结构
客户 客户 客户 ... 客户
网络
服务器
8.3.2 客户/服务器数据库系统
数据处理任务在客户与服务器间进行划分
规模：个人微机 -------> 大型主机 单用户系统：管理简单 多用户系统: 具有并发控制、故障恢复等能力
8.3 客户/服务器数据库系统
8.3.1 客户/服务器结构
8.3.2 客户/服务器数据库系统 8.3.3 客户与服务器间的接口
8.3.1 客户/服务器结构
微机变得速度更快，能力更强，价格更低
9.1.3 并行数据库体系结构
9.1.1 需求和目的
数据库应用需求： 查询非常大的数据库（1012字节以上） 处理很大数量的事务（每秒数千个事务）
引入并行的目的： 保证即使在数据库的规 模和事务的数量都大大增长时，数据库系 统仍能以可接受的速度运行。
ห้องสมุดไป่ตู้
9.1.1 需求和目的（2）
关系数据库的固有并行性：
不同的功能划分 ---- 事务服务器与数据服务器 • 事务服务器：数据库前端功能由客户完成，后端功
能由服务器完成。服务器提供一个接口，使得客户 可以发出执行一个动作的请求，服务器响应客户的 请求，执行该动作，并将结果送回给客户。
• 数据服务器：数据库前端功能由客户完成，后端功
能也大部分由客户完成。客户向服务器发出请求， 以文件或页面等为单位对数据进行读取或更新。
好处：有利于充分利用网络中的计算资源 有利于减少网络上的传输量 数据库后端功能：存储管理、查询处理、事务管 理。具体包括存取结构、查询计算和优化、并 发控制、故障恢复等。 数据库前端功能：应用的处理，具体包括表格生 成工具，报表书写工具，图形用户界面工具等。
8.3.2 客户/服务器数据库系统（2）
• 并行数据库的物理组织
• 并行数据操作算法的设计、分析与实现
• 并行数据库查询优化
第九章
9.1 概述
并行数据库系统（2）
9.2 并行数据库物理组织与I/O并行 9.3 查询间并行 9.4 查询内并行 9.5 操作内并行 9.6 操作间并行 9.7并行查询优化
9.1 概述
9.1.1 需求和目的
9.1.2 加速比和扩展性
好处：减小网络传输量，提高性能 提高数据独立性 多用户共享 优化可以在创建存储过程的时候 提供更高的安全性
8.4 并行数据库系统
利用并行计算机系统提供的并行处理
能力，通过并行地使用多个CPU和硬盘来提 高处理速度和I/O速度，从而加速数据库的 活动。
8.5 分布式数据库系统
多台计算机通过网络连接，数据驻留
对于处理大量小事务的系统，通过并行地处理许多 事务可以提高吞吐量。 对于处理大事务的系统，通过并行地执行每个事务 中的子任务可以缩短响应时间，同时提高吞吐量。
9.1.2 加速比和扩展性
加速比 (Speedup) ：通过增加并行度来在更短 的时间里运行一个给定的任务。
设在较大的机器上执行一个任务的时间是TL 在较小的机器上执行同样的任务的时间是TS 由于并行性而获得的加速比定义为 TS /TL
集中式体系结构 -----> 集中式数据库系统 计算机的联网 -----> 客户/服务器数据库系统 并行处理能力 -----> 并行数据库系统 分布计算能力 -----> 分布式数据库系统
8.2 集中式数据库系统
运行在一台计算机上，数据集中存储在一台计 算机中，不与其他计算机系统交互的数据库系 统。
应用程序
驱动程序管理器
驱动程序 驱动程序 驱动程序
数据源DBMS
数据源DBMS
数据源DBMS
8.3.3 客户与服务器间的接口 （3）
存储过程 ： 存储在服务器节点上的（并为服务器所 了解的），预先编译好的完成一定的数据库访问 功能或提供一定的服务的一组SQL语句及处理。 客户通过远程过程调用（RPC）来启用存储过程。
在不同计算机中，形成逻辑上的整体，支
持本节点的数据访问，也支持其他节点的
数据访问；支持局部事务，也支持全局事 务。
总结
集中式数据库系统 客户/服务器数据库系统 并行数据库系统 分布式数据库系统 说明：上述不是一个互不相交的体系结构划分， 而是从不同角度看数据库系统体系结构。
第九章
并行数据库系统
利用并行计算机系统提供的并行处理能力，通过 并行地使用多个CPU和硬盘来提高处理速度和 I/O速度，从而加速数据库的活动。 主要研究内容
第三部分 数据库系统体系结构
第八章
数据库系统体系结构
第九章
第十章
并行数据库系统
分布式数据库系统
第八章
数据库系统体系结构
8.1 数据库系统体系结构概述
8.2 集中式数据库系统 8.3 客户/服务器数据库系统 8.4 并行数据库系统 8.5 分布式数据库系统
8.1 数据库系统体系结构概述
数据库系统的体系结构与计算机系统的体系结 构密切相关:
多服务器系统
8.3.3 客户与服务器间的接口
客户与服务器间的接口
客户向服务器发出查询请求； 服务器传回给用户查询结果。
客户表达请求的形式： SQL语句、应用编程接 口、远程过程调用、……
8.3.3 客户与服务器间的接口 （2）
开放数据库互连 ODBC(Open Database Connectivity) -- 访问数据库的一种统一界面标准