土地信息系统 土地信息数据库
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外模式 映 像 概念模式 映 像 模式
数据库
10:32:34
第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
数据库管理系统是提供数据库建立、 数据库管理系统是提供数据库建立、使用和管理工具 是提供数据库建立 的软件系统。 的软件系统。 空间数据库管理系统则是指能够对存储的地理空间数 空间数据库管理系统则是指能够对存储的地理空间数 据进行语义和逻辑的定义， 据进行语义和逻辑的定义，提供必需的空间数据查询 检索和存取功能， 检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维 护和更新的一套软件系统。 护和更新的一套软件系统。
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第一节 数据库概述
四、数据字典
数据字典是对于整个空间数据库的总体和详细的小结 数据字典是对于整个空间数据库的总体和详细的小结 可把它视为一个LIS数据库的蓝图，可以帮助用户理 数据库的蓝图， ，可把它视为一个 数据库的蓝图 解整个数据库组织和内容以便更好地使用数据库。 解整个数据库组织和内容以便更好地使用数据库。 1、数据字典的内容 、
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第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
1、数据库定义 、
• 数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。描 数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。 述语言用来定义数据库的逻辑结构、 述语言用来定义数据库的逻辑结构、数据库的结构框架 ，定义数据级，建立记录类型，定义记录间的联系，指 定义数据级，建立记录类型，定义记录间的联系， 定安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。 定安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。
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第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
主要特征： 主要特征：
• （5）支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性 支持多种多样的决策需要， ； • （6）应用程序对数据资源的共享，以最优的方式服务于 应用程序对数据资源的共享， 一个或多个应用程序； 一个或多个应用程序； • （7）数据独立性，数据的存放尽可能地独立于使用它的 数据独立性， 应用程序； 应用程序； • （8）统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据，例 统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据， 如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。 如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。
– – – – （1）改善系统的使用性能 ） （2）数据库受损后的复原 ） （3）用户应用管理 ） （4）拓宽数据库用户的需求 ）
3、数据库通信 、
• 通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理， 通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理， 与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。 与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。
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第一节 数据库概述
五、数据库系统的运行
菜单（用户接口） 1、人机交互方式 、
• 在数据库管理系统中，数据库与用户程序之间的联系是 在数据库管理系统中， 功能模块（逻辑接口） 靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、 靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、检 索和更新，而用户程序与菜单之间的联系是靠用户接口 索和更新， 目标定义 来实现的，用户接口用于启动各功能模块。 目标输入 目标检索 目标删除 关闭功能 来实现的，用户接口用于启动各功能模块。
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第四章 土地信息数据库
第一节 数据库概述 第二节 土地信息系统数据模型 第三节 土地信息系统数据库建模方法 第四节 土地信息数据结构 第五节 我国土地信息数据库建设现状
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第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合， 数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在 是按照一定结构组织的相关数据的集合 计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。 计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。 主要特征： 主要特征：
• 数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。 数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。 是数据模型的三要素
条件： 条件：
• • • 能真实地模拟现实世界； 能真实地模拟现实世界； 人们容易理解； 人们容易理解； 便于在计算机上实现。 便于在计算机上实现。
功能： 功能：
• 数据内容的描述功能； 数据内容的描述功能； • 数据之间联系的描述功能。 数据之间联系的描述功能。
SPARC分级结构 SPARC分级结构
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
中间存在两次映射： 中间存在两次映射：
• 一次是外模式与概念模式间的映射，定 一次是外模式与概念模式间的映射， 义了用户和逻辑结构之间的对应关系， 义了用户和逻辑结构之间的对应关系， 保证了数据的逻辑独立性； 保证了数据的逻辑独立性； • 另一次是概念模式与内模式之间的映射 ，定义了逻辑结构和物理结构之间的对 应关系，使逻辑数据独立于物理数据。 应关系，使逻辑数据独立于物理数据。
3、对并发操作要做适当处理 、
• 一种是对数据区进行密码封锁，允许用户检索但不得修 一种是对数据区进行密码封锁， 改数据； 改数据； • 另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来， 另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来， 直到在程序运行中遇到命令为止。 直到在程序运行中遇到命令为止。
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第一节 数据库概述
四、数据字典
2、数据文件的命名方法 、 例 ： = + + S001IDG S0 01 DG
S0—— 01——第一 第一 DG——数据 数据
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第一节 数据库概述
四、数据字典
3、数据字典的元数据内容 、
• 元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、 元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、 质量条件及操作过程等的描述。目前在美国， 质量条件及操作过程等的描述。目前在美国，联邦政府 的地理数据委员会（FGDC）已将元数据内容规范化，并 的地理数据委员会（FGDC）已将元数据内容规范化， 要求所有政府部门实施这个标准。 要求所有政府部门实施这个标准。不仅政府部门已普遍 地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法， 地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法，使 整个社会均使用统一的标准。 整个社会均使用统一的标准。
第二节 土地信息系统数据模型
一、数据模型概述
二、层次模型 三、网状模型
四、关系模型
五、面向对象模型 六、LIS中的面向对象模型
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第二节 土地信息系统数据模型
一、数据模型概述
数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基 数据模型是对现实世界部分现象的抽象， 本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。 本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。
• （1）能够减少空间数据存储的冗余量; 能够减少空间数据存储的冗余量; • （2）提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时， 提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时， 该数据结构能迅速作相应的变化； 该数据结构能迅速作相应的变化； • （3）满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地 满足用户对空间数据及时访问的需求， 提供用户所需的空间数据查询结果; 提供用户所需的空间数据查询结果; • （4）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的 在数据元素间维持复杂的联系， 复杂性; 复杂性;
• 数据字典实际上是数据库的元数据，它描述数据库的整 数据字典实际上是数据库的元数据， 体结构、数据内容和定义等。 体结构、数据内容和定义等。 • 一个数据字典通常包括以下几个内容： 一个数据字典通常包括以下几个内容：
– – – – – （1）数据库的总体组织结构； ）数据库的总体组织结构； （2）数据库总体设计的框架； ）数据库总体设计的框架； （3）各数据层的详细内容定义及结构； ）各数据层的详细内容定义及结构Hale Waihona Puke Baidu （4）数据命名的定义； ）数据命名的定义； （5）元数据内容等。 ）元数据内容等。
打 开 新 目 标
2、批处理方式 、
打 开 输 输 输
索 索 索 除 除 除 入 入 入 • 利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点，可以 利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点， 闭 数 其 数 其 数 其 当 语 语 语 旧 编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务， 前 编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务，例如批 他 他 他 值 值 值 义 义 义 目 标 信 信 信 信 信 信 信 信 目 量录入、合并数据文件、备份数据库等。 量录入、合并数据文件、备份数据库等。 信 闭 数 据 库 息 息 息 息 息 息 息 息 息 标
土地数据库是一个空间数据库， 土地数据库是一个空间数据库，是土地信息系统在计 是一个空间数据库 算机物理存储介质上存储与应用相关的土地空间数据 的集合。 的集合。
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
SPARC分级结构 分级结构
• SPARC是美国国家标准协会（ANSI）下属的标准规划和要 SPARC是美国国家标准协会（ANSI） 是美国国家标准协会 求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、 求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、概 念模式和外模式三级，被称为SPARC模型 。 念模式和外模式三级，被称为SPARC模型 SPARC
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
外模式
• 亦称子模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一 亦称子模式，是数据库用户的数据视图。 部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。 部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。
概念模式
• 是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和 是数据库的总框架， 特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述， 特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述， 以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。 以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。
应用程序
应用程序
应用程序
用户视图(用户级 用户视图 用户级 逻辑数据库) 逻辑数据库
外模式A 外模式
外模式B 外模式
外部 DBA视图（ DBA视图（全局逻 视图 辑数据库） 辑数据库）
/
概念映射
概念模式 概念 / 内部映射
DBMS
系统程序员视图 物理数据库） （物理数据库） 内 模 式
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第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
2、数据库维护 、
• 对数据库的维护功能主要是指系统应具备对数据库重新 定义、数据重新组织、 定义、数据重新组织、性能监督和分析以及对数据库整 理和发生故障时恢复运行的能力。数据库维护工作应包 理和发生故障时恢复运行的能力。 括以下几方面的内容： 括以下几方面的内容：
内模式
• 亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。 亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。 它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术， 它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术，定 义物理存储块的大小、溢出处理方法等。 义物理存储块的大小、溢出处理方法等。
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第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
空间数据库是以描述空间位置和点、 空间数据库是以描述空间位置和点、线、面、体特征 是以描述空间位置和点 的拓扑结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性 数据为对象的数据库。 数据为对象的数据库。
• 位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、形状 位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、 大小和分布特征等信息的数据。 、大小和分布特征等信息的数据。 • 属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征，以 属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征， 区别地理实体，对地理物体进行语义定义。 区别地理实体，对地理物体进行语义定义。
检
检
检
删
删
删
关
关
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第一节 数据库概述
五、数据库系统安全保护
1、对用户规定使用权限 、
• 一般分成普通用户、专门用户和系统员三级； 一般分成普通用户、专门用户和系统员三级； • 使用权限通过口令来实现。 使用权限通过口令来实现。
2、对数据进行逻辑检查 、
• 入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。 入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。
数据库
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第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
数据库管理系统是提供数据库建立、 数据库管理系统是提供数据库建立、使用和管理工具 是提供数据库建立 的软件系统。 的软件系统。 空间数据库管理系统则是指能够对存储的地理空间数 空间数据库管理系统则是指能够对存储的地理空间数 据进行语义和逻辑的定义， 据进行语义和逻辑的定义，提供必需的空间数据查询 检索和存取功能， 检索和存取功能，以及能够对空间数据进行有效的维 护和更新的一套软件系统。 护和更新的一套软件系统。
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第一节 数据库概述
四、数据字典
数据字典是对于整个空间数据库的总体和详细的小结 数据字典是对于整个空间数据库的总体和详细的小结 可把它视为一个LIS数据库的蓝图，可以帮助用户理 数据库的蓝图， ，可把它视为一个 数据库的蓝图 解整个数据库组织和内容以便更好地使用数据库。 解整个数据库组织和内容以便更好地使用数据库。 1、数据字典的内容 、
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第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
1、数据库定义 、
• 数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。描 数据库定义是通过数据提供的数据描述语言实现的。 述语言用来定义数据库的逻辑结构、 述语言用来定义数据库的逻辑结构、数据库的结构框架 ，定义数据级，建立记录类型，定义记录间的联系，指 定义数据级，建立记录类型，定义记录间的联系， 定安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。 定安全性控制要求，指定数据完整性控制设备等。
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第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
主要特征： 主要特征：
• （5）支持多种多样的决策需要，具有较强的应用适应性 支持多种多样的决策需要， ； • （6）应用程序对数据资源的共享，以最优的方式服务于 应用程序对数据资源的共享， 一个或多个应用程序； 一个或多个应用程序； • （7）数据独立性，数据的存放尽可能地独立于使用它的 数据独立性， 应用程序； 应用程序； • （8）统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据，例 统一管理，能够用一个软件统计管理这些数据， 如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。 如对数据的维护、更新、增删和检索等一系列操作。
– – – – （1）改善系统的使用性能 ） （2）数据库受损后的复原 ） （3）用户应用管理 ） （4）拓宽数据库用户的需求 ）
3、数据库通信 、
• 通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理， 通信功能是指数据库系统具备与操作系统的接口处理， 与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。 与各种语言的接口以及与远程操作的接口处理等。
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第一节 数据库概述
五、数据库系统的运行
菜单（用户接口） 1、人机交互方式 、
• 在数据库管理系统中，数据库与用户程序之间的联系是 在数据库管理系统中， 功能模块（逻辑接口） 靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、 靠逻辑接口来实现的，逻辑接口用于数据库的建立、检 索和更新，而用户程序与菜单之间的联系是靠用户接口 索和更新， 目标定义 来实现的，用户接口用于启动各功能模块。 目标输入 目标检索 目标删除 关闭功能 来实现的，用户接口用于启动各功能模块。
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第四章 土地信息数据库
第一节 数据库概述 第二节 土地信息系统数据模型 第三节 土地信息系统数据库建模方法 第四节 土地信息数据结构 第五节 我国土地信息数据库建设现状
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第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合， 数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合，是在 是按照一定结构组织的相关数据的集合 计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。 计算机存储设备上合理存放的相互关联的数据集。 主要特征： 主要特征：
• 数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。 数据结构、数据操作和数据的约束条件是数据模型的三要素。 是数据模型的三要素
条件： 条件：
• • • 能真实地模拟现实世界； 能真实地模拟现实世界； 人们容易理解； 人们容易理解； 便于在计算机上实现。 便于在计算机上实现。
功能： 功能：
• 数据内容的描述功能； 数据内容的描述功能； • 数据之间联系的描述功能。 数据之间联系的描述功能。
SPARC分级结构 SPARC分级结构
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
中间存在两次映射： 中间存在两次映射：
• 一次是外模式与概念模式间的映射，定 一次是外模式与概念模式间的映射， 义了用户和逻辑结构之间的对应关系， 义了用户和逻辑结构之间的对应关系， 保证了数据的逻辑独立性； 保证了数据的逻辑独立性； • 另一次是概念模式与内模式之间的映射 ，定义了逻辑结构和物理结构之间的对 应关系，使逻辑数据独立于物理数据。 应关系，使逻辑数据独立于物理数据。
3、对并发操作要做适当处理 、
• 一种是对数据区进行密码封锁，允许用户检索但不得修 一种是对数据区进行密码封锁， 改数据； 改数据； • 另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来， 另一种是通过程序保护，用命令将某个记录保护起来， 直到在程序运行中遇到命令为止。 直到在程序运行中遇到命令为止。
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第一节 数据库概述
四、数据字典
2、数据文件的命名方法 、 例 ： = + + S001IDG S0 01 DG
S0—— 01——第一 第一 DG——数据 数据
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第一节 数据库概述
四、数据字典
3、数据字典的元数据内容 、
• 元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、 元数据是有关数据的数据。它是对一个数据集的内容、 质量条件及操作过程等的描述。目前在美国， 质量条件及操作过程等的描述。目前在美国，联邦政府 的地理数据委员会（FGDC）已将元数据内容规范化，并 的地理数据委员会（FGDC）已将元数据内容规范化， 要求所有政府部门实施这个标准。 要求所有政府部门实施这个标准。不仅政府部门已普遍 地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法， 地使用这一标准，私营商业及学术机构也一并效法，使 整个社会均使用统一的标准。 整个社会均使用统一的标准。
第二节 土地信息系统数据模型
一、数据模型概述
二、层次模型 三、网状模型
四、关系模型
五、面向对象模型 六、LIS中的面向对象模型
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第二节 土地信息系统数据模型
一、数据模型概述
数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基 数据模型是对现实世界部分现象的抽象， 本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。 本结构及其相互之间的关系和在数据上的各种操作。
• （1）能够减少空间数据存储的冗余量; 能够减少空间数据存储的冗余量; • （2）提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时， 提供稳定的空间数据结构，在用户的需要改变时， 该数据结构能迅速作相应的变化； 该数据结构能迅速作相应的变化； • （3）满足用户对空间数据及时访问的需求，并能高效地 满足用户对空间数据及时访问的需求， 提供用户所需的空间数据查询结果; 提供用户所需的空间数据查询结果; • （4）在数据元素间维持复杂的联系，以反映空间数据的 在数据元素间维持复杂的联系， 复杂性; 复杂性;
• 数据字典实际上是数据库的元数据，它描述数据库的整 数据字典实际上是数据库的元数据， 体结构、数据内容和定义等。 体结构、数据内容和定义等。 • 一个数据字典通常包括以下几个内容： 一个数据字典通常包括以下几个内容：
– – – – – （1）数据库的总体组织结构； ）数据库的总体组织结构； （2）数据库总体设计的框架； ）数据库总体设计的框架； （3）各数据层的详细内容定义及结构； ）各数据层的详细内容定义及结构Hale Waihona Puke Baidu （4）数据命名的定义； ）数据命名的定义； （5）元数据内容等。 ）元数据内容等。
打 开 新 目 标
2、批处理方式 、
打 开 输 输 输
索 索 索 除 除 除 入 入 入 • 利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点，可以 利用数据库系统的各项功能都是模块结构的特点， 闭 数 其 数 其 数 其 当 语 语 语 旧 编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务， 前 编制各种批处理程序，来完成一些特定的任务，例如批 他 他 他 值 值 值 义 义 义 目 标 信 信 信 信 信 信 信 信 目 量录入、合并数据文件、备份数据库等。 量录入、合并数据文件、备份数据库等。 信 闭 数 据 库 息 息 息 息 息 息 息 息 息 标
土地数据库是一个空间数据库， 土地数据库是一个空间数据库，是土地信息系统在计 是一个空间数据库 算机物理存储介质上存储与应用相关的土地空间数据 的集合。 的集合。
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
SPARC分级结构 分级结构
• SPARC是美国国家标准协会（ANSI）下属的标准规划和要 SPARC是美国国家标准协会（ANSI） 是美国国家标准协会 求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、 求委员会的缩称。这一模型将数据库划分为内模式、概 念模式和外模式三级，被称为SPARC模型 。 念模式和外模式三级，被称为SPARC模型 SPARC
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第一节 数据库概述
二、数据库的系统结构
外模式
• 亦称子模式，是数据库用户的数据视图。它属于概念模式的一 亦称子模式，是数据库用户的数据视图。 部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。 部分，描述用户数据的结构、类型、长度等。
概念模式
• 是数据库的总框架，是对数据库中关于目标存储的逻辑结构和 是数据库的总框架， 特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述， 特性、基本操作和目标以及目标与操作的关系和依赖的描述， 以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。 以及对数据的安全性、完整性等方面的定义。
应用程序
应用程序
应用程序
用户视图(用户级 用户视图 用户级 逻辑数据库) 逻辑数据库
外模式A 外模式
外模式B 外模式
外部 DBA视图（ DBA视图（全局逻 视图 辑数据库） 辑数据库）
/
概念映射
概念模式 概念 / 内部映射
DBMS
系统程序员视图 物理数据库） （物理数据库） 内 模 式
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第一节 数据库概述
三、数据库管理系统
2、数据库维护 、
• 对数据库的维护功能主要是指系统应具备对数据库重新 定义、数据重新组织、 定义、数据重新组织、性能监督和分析以及对数据库整 理和发生故障时恢复运行的能力。数据库维护工作应包 理和发生故障时恢复运行的能力。 括以下几方面的内容： 括以下几方面的内容：
内模式
• 亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。 亦称存储模式，是对数据库在物理存储器上具体实现的描述。 它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术， 它规定数据在存储介质上的物理组织方式、记录寻址技术，定 义物理存储块的大小、溢出处理方法等。 义物理存储块的大小、溢出处理方法等。
10:32:34
第一节 数据库概述
一、数据库的概念及特征
空间数据库是以描述空间位置和点、 空间数据库是以描述空间位置和点、线、面、体特征 是以描述空间位置和点 的拓扑结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性 数据为对象的数据库。 数据为对象的数据库。
• 位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、形状 位置数据为空间数据：用于表示空间物体的位置、 大小和分布特征等信息的数据。 、大小和分布特征等信息的数据。 • 属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征，以 属性数据为非空间数据：用于表示物体的本质特征， 区别地理实体，对地理物体进行语义定义。 区别地理实体，对地理物体进行语义定义。
检
检
检
删
删
删
关
关
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第一节 数据库概述
五、数据库系统安全保护
1、对用户规定使用权限 、
• 一般分成普通用户、专门用户和系统员三级； 一般分成普通用户、专门用户和系统员三级； • 使用权限通过口令来实现。 使用权限通过口令来实现。
2、对数据进行逻辑检查 、
• 入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。 入库的数据项要有逻辑上的合理性和一致性。