《數據庫系統(tǒng)概論》PPT課件

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1、數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 1 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論( 緒論) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 2 第 一 節(jié) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 述一、基本概念1、數據(Data):描述事物的符號記錄稱為數據。 （ 王 彤 ， 9098135， 女 ， 1980， 江 蘇 ， 計 算 機 系 ， 1998）2、數據庫(DataBase)： 這個詞起源于20世紀50年代，當時美國為了戰(zhàn)爭的需要，把各種情報集中在一起，存儲在計算機里，成為Information Base或DataBase。指長期儲存在計算機內的、有組織的、可共享的數據集合。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 3 3

2、、數據庫管理系統(tǒng)(DBMS)：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數據管理軟件。主要功能： （ 1） 數 據 定 義 功 能 (DDL數 據 定 義 語 言 ) （ 2） 數 據 操 縱 功 能 (DML數 據 操 縱 語 言 ) （ 3） 數 據 庫 的 運 行 管 理 （ 4） 數 據 庫 的 建 立 和 維 護 功 能 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 4 （ 1） 數 據 定 義 功 能 (DDL數 據定 義 語 言 )提 供 數 據 定 義 語 言 （ DDL） 定 義 源 模 式 （ 外 模 式 、內 模 式 、 模 式 ） 。 （2） 數據操縱功能(DML數據操縱語言)DML有 兩

3、 類 ：嵌 入 主 語 言 中 的 宿 主 型 DML， 如 C，PASCAL等 語 言 中 要 對 數 據 操 作 ， 不 能獨 立 操 作 ；交 互 式 命 令 語 言 ， 可 以 獨 立 使 用 ， 稱 為自 含 型 或 自 主 型 DML， 解 釋 執(zhí) 行 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 5 （ 3） 數 據 庫 的 運 行 管 理 并 發(fā) 控 制n 避 免 并 發(fā) 程 序 之 間 互 相 干 擾n 防 止 數 據 庫 被 破 壞n 杜 絕 提 供 給 用 戶 不 正 確 的 數 據 存 取 控 制 （ 安 全 性 檢 查 ） 完 整 性 約 束 條 件 的 檢 查 和 執(zhí)

4、行 n 保 護 數 據 庫 始 終 包 含 正 確 的 數 據n 用 戶 可 以 設 計 完 整 性 規(guī) 則 以 確 保 數 據 值 的 正 確 性 數 據 庫 內 部 的 維 護 等 （ 如 索 引 、 數 據 字 典 的 自 動維 護 ） 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 6 （ 4） . 數 據 庫 的 建 立 和 維 護 功 能l 數 據 庫 的 初 始 載 入 和 轉 換l 數 據 庫 的 轉 儲 和 恢 復l 數 據 庫 的 重 組 織 l 性 能 監(jiān) 視 、 分 析 等 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 7 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 述 基 本 概 念4、數據庫系統(tǒng)

5、(DBS)：指在計算機系統(tǒng)中引入數據庫后的系統(tǒng)，一般由數據庫、數據庫管理系統(tǒng)、應用系統(tǒng)、數據庫管理員和用戶構成。 數 據 庫 系 統(tǒng) 圖應 用 系 統(tǒng)用 戶 用 戶應 用 開 發(fā) 工 具數 據 庫 管 理 系 統(tǒng)操 作 系 統(tǒng) 數 據 庫 數 據 庫 管 理 員 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 8 二 數 據 庫 技 術 的 產 生 和 發(fā) 展人 工 管 理 階 段 (1)1、 背 景 ： 計 算 機 剛 剛 問 世 ， 主 要 用 于 科 學計 算 。n 硬 件 ： 這 一 階 段 外 存 儲 器 有 磁 帶 、 卡 片 、 紙帶 ， 沒 有 磁 盤 等 直 接 存 取 設 備 ， 輸

6、 入 的 數 據 和程 序 都 是 二 進 制 代 碼 ， 只 有 專 業(yè) 人 員 才 能 操 作 ，而 且 極 易 出 錯 ， 不 便 于 輸 入 大 量 數 據 。 n 軟 件 ： 沒 有 操 作 系 統(tǒng) ， 也 沒 有 管 理 數 據 的 軟 件 ，數 據 處 理 方 式 是 批 處 理 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 9 人 工 管 理 階 段2、人工管理階段 特點：n 數 據 不 保 存 n 應 用 程 序 管 理 數 據 :程 序 員 不 僅 要 設 計 程 序 中 數 據 的邏 輯 結 構 ， 而 且 要 設 計 程 序 中 的 物 理 結 構 n 數 據 不 共 享

7、n 數 據 不 具 有 獨 立 性 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 10 人 工 管 理 階 段數 據 1數 據 2數 據 n程 序 1程 序 2程 序 n 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 11 數 據 庫 技 術 的 產 生 和 發(fā) 展文 件 管 理 階 段 (2) 1、 背 景 ： 計 算 機 不 僅 用 于 科 學 計 算 ， 還 大量 用 于 管 理 。n 硬 件 ： 外 存 儲 器 有 了 磁 盤 、 磁 鼓 等 直 接 存 取 的設 備 ， 使 用 戶 不 必 為 存 取 數 據 而 煩 惱 。 n 軟 件 ： 出 現 操 作 系 統(tǒng) ， 其 中 有 專 門 管 理 數

8、 據 的軟 件 ， 稱 其 為 文 件 系 統(tǒng) 。 處 理 方 式 有 文 件 批 處理 和 聯 機 實 時 處 理 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 12 2、 文 件 管 理 階 段 特 點n 優(yōu) 點 ： 數 據 可 以 長 期 保 存 n 由 文 件 系 統(tǒng) 管 理 數 據n 缺 點 ： 數 據 共 享 性 差 ， 冗 余 度 大 n 數 據 獨 立 性 差 n 程 序 與 數 據 的 關 系 見 p8圖 1.4 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 13 文 件 系 統(tǒng) 階 段 文 件 1文 件 2文 件 n程 序 1程 序 2程 序 n 文 件 系 統(tǒng) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概

9、 論 -緒 論 14 數 據 庫 技 術 的 產 生 和 發(fā) 展數 據 庫 系 統(tǒng) 階 段 (3)1、 背 景 ： 計 算 機 用 于 管 理 的 規(guī) 模 更 為 龐 大 ，應 用 越 來 越 廣 泛 ， 數 據 量 急 劇 增 長 。 n 硬 件 ： 大 容 量 磁 盤 。 價 格 下 降 。n 軟 件 ： 價 格 上 升 。 聯 機 實 時 處 理 要 求 增 加 ， 開 始考 慮 分 布 處 理 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 15 數 據 庫 技 術 的 產 生 和 發(fā) 展 (3)數 據 庫 系 統(tǒng) 階 段2、 計 算 機 數 據 管 理 的 特 點 ：在 這 樣 的 背 景

10、 下 ， 多 用 戶 、 多 應 用 共 享 數 據 的 需求 ， 使 數 據 盡 可 能 為 多 個 應 用 服 務 ， 此 時 數 據 管理 的 特 點 為 ： n 面 向 全 組 織 的 復 雜 數 據 結 構 。 n 數 據 冗 余 度 小 ， 共 享 性 高 ， 易 于 擴 充 。 n 具 有 較 高 的 程 序 和 數 據 的 獨 立 性 。 n 統(tǒng) 一 的 數 據 控 制 功 能 （ 安 全 控 制 、 完 整 性 控 制 、 并發(fā) 控 制 、 數 據 庫 恢 復 ） 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 16 數 據 庫 階 段用 戶 的 邏 輯 結 構 數 據 庫 整 體

11、 邏 輯結 構 數 據 庫 的 物 理 結 構 邏 輯 數 據 獨 立 性 物 理 數 據 獨 立 性圖 1.2 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 結 構 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 17 文 件 系 統(tǒng) 與 數 據 庫 系 統(tǒng) 比 較n 文 件 系 統(tǒng)n 一 般 只 考 慮 記 錄 內 部 的 聯 系 ， 而 不 去 考 慮 記 錄 之 間的 聯 系n 因 而 整 體 上 看 ， 文 件 之 間 缺 乏 聯 系 ， 數 據 的 整 體 結構 差 n 數 據 庫 技 術n 不 但 考 慮 記 錄 內 部 的 聯 系 ， 而 且 還 要 考 慮 記 錄 之 間的 聯 系n 記 錄 之 間 的 聯

12、 系 比 較 復 雜 ， 相 應 的 數 據 結 構 也 很 復雜 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 18 數 據 庫 階 段 數 據 庫應 用 程 序 1應 用 程 序 2應 用 程 序 n 數 據 庫管 理 系 統(tǒng)DBMS 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 19 第 二 節(jié) 數 據 模 型定義:是現實世界數據特征的抽象。分類：據模型應用的不同目的，模型分為兩類：概念模型和數據模型。數據模型應滿足的條件：n 能 比 較 真 實 的 模 擬 現 實 世 界 n 容 易 為 人 所 理 解n 便 于 在 計 算 機 上 實 現 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 20 準 備 ： 三

13、個 世 界 的 假 設 現 實 世 界 、 信 息 世 界 和 數 據 世 界 （ 計 算 機 世 界 ） 。1、 現 實 世 界 ：存 在 于 人 腦 之 外 的 客 觀 世 界 ， 是 具 體 事 物 與 抽 象 概 念 及 其 相互 聯 系 的 綜 合 。（ 1） 事 物 （ 個 體 ） ： 一 個 實 際 存 在 的 且 可 以 被 識 別 的 事 件（ 2） 特 征 ： 區(qū) 別 不 同 個 體 的 依 據a. 個 體 的 某 些 特 征 是 相 對 固 定 的 。b. 個 體 可 能 有 許 多 特 征（ 3） 全 體 ： 共 有 相 同 特 征 項 目 要 求 的 個 體 為 同

14、類 個 體 ， 所有 同 類 個 體 構 成 一 個 集 合 稱 為 “ 全 體 ” 。 例 學 校 的 所 有 學 生 。（ 4） 關 聯 ： 個 體 間 的 相 互 關 系 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 21 三 個 世 界 的 假 設2、 信 息 世 界是 現 實 世 界 在 人 們 頭 腦 中 的 反 映 ， 是 從 后 者 到 前 者 的 抽 象 。（ 1） 實 體 ： 每 一 個 被 認 識 了 的 個 體 在 信 息 世 界 中 成 為 實 體 。（ 2） 屬 性 ： 個 體 每 個 特 征 在 人 腦 中 形 成 的 認 識 。（ 3） 實 體 集 ： 對 應 于

15、現 實 世 界 中 的 全 體 。 相 同 型 的 實 體 集合 成 為 實 體 集 。 如 所 有 學 生 元 組 構 成 的 教 工 集 合 。（ 4） 聯 系 ： 現 實 世 界 中 事 物 間 的 關 聯 在 信 息 世 界 中 反 映為 實 體 間 的 聯 系 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 22 三 個 世 界 的 假 設3、 計 算 機 世 界 （ 數 據 世 界 ）（ 1） 數 據 項 ： 對 應 與 屬 性 項（ 2） 記 錄 ： 同 一 實 體 的 所 有 數 據 項 按 一 定 的 方式 組 織 在 一 起 構 成 表 達 實 體 的 數 據 總 和 ， 成 為

16、 記錄 。 包 括 記 錄 型 和 記 錄 值（ 3） 文 件 ： 同 型 的 一 組 記 錄 組 合 在 一 起 構 成 文件 。（ 4） 數 據 模 型 ： ER模 型 在 數 據 世 界 中 的 進 一步 抽 象 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 23 類 型 和 值在數據庫中，每個概念都有n 類 型 （ type）n 類 型 是 概 念 的 內 涵n 值 （ value） n 值 是 概 念 的 外 延n 例 如n 學 生 實 體 集 中 ， 學 生 是 一 個 實 體 類 型 ， 而 具 體 的 人 張 三 、 李 四是 實 體 值n 學 號 、 姓 名 、 年 齡 是 屬

17、性 而 3567、 張 三 、 19是 對 應 的 屬 性 值 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 24 物 理 存 儲 中 的 數 據 描 述計算機存儲器中的術語n 位 （ bit）n 一 個 二 進 制 位 稱 為 “ 位 ” ， 一 位 只 能 取 0或 1狀 態(tài)n 字 節(jié) （ byte） n 8個 二 進 制 位 稱 為 一 個 字 節(jié)n 字 （ word）n 若 干 個 字 節(jié) 組 成 一 個 字 ， 一 個 字 所 含 的 二 進 制 位 的位 數 稱 為 字 長 （ 有 8位 、 16位 、 24位 、 32位 等 ） 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 25 物 理 存 儲

18、 中 的 數 據 描 述n 塊 （ block） 或 物 理 塊 、 物 理 記 錄n 每 塊 的 大 小 為 28 212 字 節(jié)n 塊 是 內 存 和 外 存 交 換 信 息 的 最 小 單 位n 卷 （ volume） n 一 臺 輸 入 輸 出 設 備 所 能 裝 載 的 全 部 有 用 信 息n 如 磁 帶 機 的 一 盤 磁 帶 就 是 一 卷 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 26 邏 輯 數 據 和 物 理 數 據數據的描述形式n 物 理 描 述n 是 指 數 據 在 存 儲 設 備 上 的 存 儲 方 式 ， 物 理 數 據 是 實 際 存 儲 在 存儲 設 備 上 的

19、數 據 n 物 理 聯 系 ， 物 理 結 構 、 物 理 文 件 、 物 理 記 錄 等 術 語 ， 都 是 描 述 物理 數 據 的 細 節(jié)n 邏 輯 描 述n 是 指 程 序 員 或 用 戶 用 來 操 作 的 數 據 形 式 ， 是 抽 象 的 概 念n 邏 輯 聯 系 、 邏 輯 結 構 、 邏 輯 文 件 、 邏 輯 記 錄 等 術 語 ， 都 是 用 戶 觀點 的 數 據 描 述 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 27 邏 輯 數 據 和 物 理 數 據n 邏 輯 數 據 與 物 理 數 據 之 間 的 關 系n 用 戶 看 到 的 數 據 結 構 和 數 據 與 存 儲 器

20、 中 的 數 據 結 構和 數 據 可 能 完 全 不 同n 應 用 數 據 管 理 軟 件 把 邏 輯 數 據 轉 換 成 物 理 數 據 ， 或把 物 理 數 據 轉 換 成 邏 輯 數 據 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 28 三 個 世 界 的 術 語 有 所 不 同現 實 世 界 信 息 世 界 數 據 世 界 組 織 實 體 聯 系 數 據 模 型 全 體 實 體 集 合 文 件 個 體 實 體 記 錄 特 征 屬 性 數 據 項 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 29 概 念 模 型 、 數 據 模 型概念模型：也稱信息模型，是按用戶的觀點來對數據和信息建模，是現實世界

21、到信息世界的第一層抽象，是用戶和數據庫設計人員交流的語言，主要用于數據庫設計。數據模型：是按計算機的觀點對數據建模，是現實世界數據特征的抽象。主要包括層次模型、網狀模型、關系模型和面向對象模型。主要用于DBMS的實現。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 30 一 、 概 念 模 型 的 基 本 概 念概念模型：是現實世界到機器世界的中間層次。信息世界中的基本概念：n 實 體 (Entity)： 客 觀 存 在 并 相 互 區(qū) 別 的 事 物 。n 屬 性 (Attribute)： 實 體 所 具 有 的 某 一 特 征 。n 碼 (Key)： 唯 一 標 識 實 體 的 屬 性 集 。n

22、域 (Domain)： 屬 性 的 取 值 范 圍 為 該 屬 性 的 域 。 n 實 體 型 (Entity Type)： 用 實 體 名 及 其 屬 性 名 集 合 來抽 象 和 刻 畫 同 類 實 體 ， 稱 為 實 體 型 。n 實 體 集 (Entity Set)： 同 型 實 體 的 集 合 。n 聯 系 (Relationship) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 31 二 、 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (1)概念模型的表示方法:最著名的方法是1976年由P.P.Chen提出的實體-聯系方法(E-R方法)。n 實 體 型 ： 用 矩 形 表 示 ， 框 內 寫 明

23、 實 體 名 。n 屬 性 ： 用 橢 圓 表 示 ， 并 用 無 向 邊 和 相 應 實 體 相 連 。 例 : n 聯 系 ： 用 菱 形 表 示 ， 框 內 寫 明 聯 系 名 ， 并 用 無 向 邊和 有 關 實 體 相 連 ， 邊 旁 標 明 聯 系 的 類 型 。 例 :學 號 學 生學 習學 生 課 程 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 32 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (2)兩個實體之間的聯系類型：n 一 對 一 ： 如 果 對 于 實 體 集 A中 的 每 一 個 實 體 ， 實體 集 B中 至 多 有 一 個 實 體 與 之 聯 系 ， 反 之 亦 然 。n 一

24、 對 多 ： 如 果 對 于 實 體 集 A中 的 每 一 個 實 體 ， 實體 集 B中 有 n個 實 體 (n0)與 之 聯 系 ， 反 之 ， 對 于實 體 集 B中 的 每 一 個 實 體 ， 實 體 集 A中 至 多 只 有1個 實 體 與 之 聯 系 。 n 多 對 多 ： 如 果 對 于 實 體 集 A中 的 每 一 個 實 體 ， 實體 集 B中 有 n個 實 體 (n0)與 之 聯 系 ， 反 之 ， 對 于實 體 集 B中 的 每 一 個 實 體 ， 實 體 集 A中 也 有 m個實 體 (m0)與 之 聯 系 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 33 E1 E2乘

25、客座 位實 體 集 E1 實 體 集 E2圖 1.8 一 對 一 聯 系 實 體 間 的 聯 系 一 對 一 聯 系 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 34 實 體 間 的 聯 系 一 對 多 聯 系E1 E2工 人車 間實 體 集 E1 實 體 集 E2圖 1.9 一 對 多 聯 系 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 35 實 體 間 的 聯 系 多 對 多 聯 系E1 E2課 程學 生實 體 集 E1 實 體 集 E2圖 1.10 多 對 多 聯 系 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 36 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (3)兩個實體型之間聯系的表示方法 1 1 m 1

26、n n 1:1 1:n m:n班 級任 職班 長 班 級學 生包 括 學 生課 程選 修 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 37 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (4)兩個以上實體型之間也存在著一對一、一對多、多對多聯系。表示方法： 1 m m n n p 供 應 商 零 件供 應項 目課 程講 授教 師 參 考 書 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 38 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (5)同一實體集內的各實體之間也可存在一對一、一對多、多對多的聯系。表示方法： 1 n 1 1職 工領 導 職 工婚 姻 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 39 概 念 模 型 的 表 示

27、 方 法 (6)倉 庫倉 庫 號 面 積 電 話 號 零 件零 件 號 名 稱 規(guī) 格 單 價 描 述 供 應 商供 應 商 號 姓 名 地 址 電 話 號 碼 賬 號職 工 號 職 工姓 名 年 齡 職 稱項 目項 目 號 預 算 開 工 日 期 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 40 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (7)實體及其聯系圖 1 n m m 1 n n p n供 應 商項 目供 應 量 供 應 庫 存 量零 件倉 庫存 放 職 工工 作 領 導 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 41 概 念 模 型 的 表 示 方 法 (8)完整E-R圖 1 n m m 1 n n

28、 p n 職 工 號 姓 名 年 齡職 稱供 應 商項 目 零 件倉 庫 職 工供 應 量 庫 存 量供 應 存 放 工 作 領 導倉 庫 號 面 積 電 話 號 零 件 號 名 稱 規(guī) 格 單 價描 述項 目 號 預 算開 工 日 期供 應 商 號 姓 名 地 址電 話 號 碼 賬 號 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 42 三 、 數 據 模 型 的 組 成 要 素數據結構：是所研究的對象類型的集合。是對系統(tǒng)靜態(tài)特性的描述。數據操作：是指對數據庫中各種對象（型）的實例（值）允許執(zhí)行的操作的集合。是對系統(tǒng)動態(tài)特性的描述。數據的約束條件：是一組完整性規(guī)則的集合。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論

29、 -緒 論 43 舉例（學校系的教課模型） 系 教研室 課程教師 數據模型 系 教研室 課程教師 數據模型的一個值系 號 系 名 系 主 任 名室 號 室 名 室 主 任 名 課 程 號 課 程 名 學 時 數 任 課 教 師姓 名 年 齡 職 稱 辦 公 室 研 究 方 向 3 計 算 機 張 強301 結 構 王 明302 應 用 李 紅303 軟 件 劉 偉 C001 網 絡 36 趙 輝C002 通 信 原 理 54 李 紅C003 數 據 庫 52 王 巖 張 英 30 講 師 303 網 絡周 華 44 教 授 303 密 碼 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 44 四 、 最

30、 常 用 的 數 據 模 型層次摸型網狀模型關系模型 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 45 層 次 模 型 的 數 據 結 構定義：滿足下面兩個條件的基本層次聯系的集合為層次模型。（一對多聯系）n 有 且 只 有 一 個 結 點 沒 有 雙 親 結 點 ， 稱 為 根 結 點 。n 根 以 外 的 其 他 結 點 有 且 只 有 一 個 雙 親 結 點 。在層次模型中，每個結點表示一個記錄類型，記錄之間的聯系用結點之間的連線(有向邊)表示。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 46 多 對 多 聯 系 在 層 次 模 型 中 的 表 示冗余結點法：兩個實體的多對多聯系通過增設兩個冗余結

31、點將其轉換成兩個一對多聯系。n 優(yōu) 點 是 結 構 清 晰 ， 允 許 結 點 改 變 存 儲 位 置 。n 缺 點 是 需 要 額 外 占 用 存 儲 空 間 ， 有 潛 在 的 不 一致 性 m 1 1 n m mS-C學 號 姓 名 成 績課 程 號 課 程 名 課 程 號 課 程 名學 號 姓 名 成 績 學 號 姓 名 成 績課 程 號 課 程 名 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 47 多 對 多 聯 系 在 層 次 模 型 中 的 表 示虛擬結點法：將冗余結點轉換為虛擬結點，虛擬結點是一個指引元，指向所替代的結點。n 優(yōu) 點 是 減 少 對 存 儲 空 間 的 浪 費 ,避

32、免 產 生 潛 在 的 不一 致 性 。n 缺 點 是 結 點 改 變 存 儲 位 置 可 能 引 起 虛 擬 結 點 中 指 針的 修 改 。課 程 號 課 程 名 學 號 姓 名 成 績v.s v.c 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 48 層 次 模 型 的 數 據 操 縱 與 完 整 性 約 束進行插入操作時，沒有相應的雙親結點值就不能插入子女結點的值。進行刪除操作時，如刪除雙親結點值，則相應的子女結點值也被同時刪除。進行修改操作時，應修改所有相應記錄。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 49 層 次 模 型 的 存 儲 結 構鄰接法：按照層次樹前序穿越的順序把所有記錄值依次鄰

33、接的存放，通過物理空間的位置來體現層次關系。 鏈接法：用指引元來反映數據之間的層次關系。 n 孩 子 兄 弟 鏈 接 法n 層 次 序 列 鏈 接 法 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 50 層 次 模 型 的 特 點層次模型的優(yōu)點：n 層 次 數 據 模 型 本 身 比 較 簡 單 。n 對 實 體 間 的 聯 系 固 定 。n 提 供 了 良 好 的 完 整 性 支 持 。層次模型的缺點：n 只 能 表 示 1： N的 聯 系 。 n 對 插 入 和 刪 除 操 作 的 限 制 較 多 。n 查 詢 子 女 結 點 必 須 通 過 雙 親 結 點 。n 由 于 結 構 嚴 密 ， 層

34、次 命 令 趨 于 程 序 化 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 51 網 狀 模 型 的 數 據 結 構網狀模型：典型代表DBTG系統(tǒng)。滿足下面兩個條件的基本層次聯系集合稱為網狀模型：n 允 許 一 個 以 上 的 結 點 無 雙 親 ；n 一 個 結 點 可 以 由 多 于 一 個 的 雙 親 。 使 維 S-SC C-SC 用 護工 人設 備 學 號 姓 名 系 別 課 程 號 課 程 名 分 數學 號 課 程 號 成 績 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 52 網 狀 數 據 模 型 的 數 據 結 構 1 2 R3 L1 L2 R1 R2 L3 L1 L2 R3 L4 R

35、4 R5 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 53 網 狀 數 據 模 型 的 數 據 結 構 (續(xù) ）學 生 宿 舍 學 生 教 研 室系 教 師 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 54 網 狀 數 據 模 型 的 數 據 結 構 (續(xù) ）父 母人 子 女樹種植 砍伐 養(yǎng)育 贍養(yǎng) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 55 網 狀 模 型 的 操 縱 、 完 整 性 、 存 儲 結 構網狀數據模型的操縱與完整性約束n 支 持 記 錄 碼 的 概 念n 保 證 一 個 聯 系 中 雙 親 記 錄 和 子 女 記 錄 之 間 是 一對 多 的 聯 系n 可 以 支 持 雙 親 記 錄 和

36、子 女 記 錄 之 間 的 某 些 約 束條 件網狀數據模型的存儲結構:鏈接法 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 56 網 狀 數 據 模 型 的 數 據 結 構 (續(xù) ）多對多聯系在網狀模型中的表示n 用 網 狀 模 型 間 接 表 示 多 對 多 聯 系n 方 法 將 多 對 多 聯 系 直 接 分 解 成 一 對 多 聯 系 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 57 網 狀 數 據 模 型 的 特 點網狀數據模型的優(yōu)點：n 能 夠 更 為 直 接 的 描 述 現 實 世 界n 具 有 良 好 的 性 能 ， 存 取 效 率 較 高網狀數據模型的缺點：n 結 構 比 較 復 雜 。

37、不 利 于 最 終 用 戶 使 用 n 其 DDL、 DML語 言 復 雜 ， 用 戶 不 宜 使 用 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 58 層 次 模 型 和 網 狀 模 型 的 區(qū) 別網狀模型中子女結點與雙親結點的聯系不唯一，因此需要為每個聯系命名。網狀模型允許復合鏈，即兩個結點之間有兩種以上的聯系。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 59 典 型 的 網 狀 數 據 庫 系 統(tǒng)DBTG系統(tǒng)，亦稱CODASYL系統(tǒng)n 由 DBTG 提 出 的 一 個 系 統(tǒng) 方 案n 奠 定 了 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 基 本 概 念 、 方 法 和 技 術n 70年 代 推 出實際系統(tǒng) n C

38、ullinet Software Inc.公 司 的 IDMSn Univac公 司 的 DMS1100n H oneywell公 司 的 IDS/2n H P公 司 的 IMAG E 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 60 關 系 模 型 的 數 據 結 構關系模型：1970年IBM研究員E.F,Codd提出.是建立在嚴格的數學概念的基礎上的。在用戶觀點下，其邏輯結構為一張二維表。 學號姓名年齡性別系名年級95004王小明19男社科系9595006張大鵬20男計算機9595008李小宇18女管理系95 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 61 關 系 模 型 的 數 據 結 構關系模型

39、的基本概念n 關 系 (Relation)： 一 個 關 系 對 應 一 張 二 維 表n 元 組 (Tuple)： 二 維 表 中 的 一 行n 屬 性 (Attribute)： 二 維 表 中 的 一 列n 主 碼 (Key)： 能 夠 唯 一 標 識 元 組 的 屬 性 組n 域 (Domain)： 屬 性 的 取 值 范 圍 n 分 量 ： 元 組 中 的 一 個 屬 性 值n 關 系 模 式 ： 關 系 名 (屬 性 1， 屬 性 2， ， 屬 性 n) n 注 ： 關 系 的 每 一 個 分 量 必 須 是 一 不 可 分 的 數 據 項 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 62

40、 關 系 數 據 模 型 的 數 據 結 構 (續(xù) ）例學 生 、 課 程 、 學 生 與 課 程 之 間 的 多 對 多 聯系 ： 學 生 （ 學 號 ， 姓 名 ， 年 齡 ， 性 別 ， 系 號 ， 年 級 ）課 程 （ 課 程 號 ， 課 程 名 ， 學 分 ）選 修 （ 學 號 ， 課 程 號 ， 成 績 ） 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 63 關 系 數 據 模 型 的 數 據 結 構 (續(xù) ）關系必須是規(guī)范化的，滿足一定的規(guī)范條件最 基 本 的 規(guī) 范 條 件 ： 關 系 的 每 一 個 分 量 必 須 是 一 個 不可 分 的 數 據 項 。 工 資 扣 除職 工 號

41、姓 名 職 稱 基 本 工 齡 職 務 房 租 水 電 實 發(fā) 86051 陳 平 講 師 105 9 5 15 6 12 115 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 64 關 系 模 型 的 操 縱 、 完 整 性 、 存 儲 結 構關系數據模型的操縱與完整性約束n 操 作 主 要 包 括 查 詢 、 插 入 刪 除 和 修 改 數 據 。n 完 整 性 約 束 條 件 包 括 實 體 完 整 性 、 參 照 完 整 性和 用 戶 定 義 完 整 性 。關系模型的存儲結構：實體及

42、實體間的聯系都用表來表示。表以文件形式存儲。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 65 關 系 模 型 的 數 據 操 縱查詢、插入、刪除、更新數據操作是集合操作，操作對象和操作結果都是關系，即若干元組的集合存取路徑對用戶隱蔽，用戶只要指出“干什么”，不必詳細說明“怎么干” 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 66 關 系 模 型 的 特 點關系模型的優(yōu)點：n 關 系 模 型 是 建 立 在 嚴 格 數 學 概 念 的 基 礎 上 的 ；n 關 系 模 型 的 概 念 單 一 ；n 關 系 模 型 的 存 取 路 徑 對 用 戶 透 明 ， 具 有 更 高 的數 據 獨 立 性 和 安 全

43、 保 密 性 ， 簡 化 了 工 作 。關系模型的缺點： n 查 詢 效 率 不 如 非 關 系 模 型 ， 必 須 進 行 優(yōu) 化 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 67 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 特 點數據庫系統(tǒng)階段的特點：n 數 據 結 構 化 n 數 據 的 共 享 性 高 ,冗 余 度 低 ,易 擴 充n 數 據 獨 立 性 高 n 數 據 由 DBMS統(tǒng) 一 管 理 和 控 制 n 數 據 的 安 全 性 (Security)保 護n 數 據 的 完 整 性 ( Integrity)檢 查n 并 發(fā) 控 制 (Concurrency)n 數 據 庫 恢 復 (Recovery

44、) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 68 第 三 節(jié) 數 據 庫 系 統(tǒng) 結 構 一、數據庫系統(tǒng)模式的概念n 型 ： 指 對 某 一 類 數 據 的 結 構 和 屬 性 的 說 明 。n 值 ： 型 的 一 個 具 體 賦 值n 模 式 (Schema):是 數 據 庫 中 全 體 數 據 的 邏 輯 結 構和 特 征 的 描 述 ,僅 涉 及 到 型 。n 實 例 (Instance)： 模 式 的 一 個 具 體 值 。 n 模 式 反 映 的 是 數 據 的 結 構 及 其 聯 系 ， 實 例 反 映的 是 數 據 庫 某 一 時 刻 的 狀 態(tài) 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -

45、緒 論 69 數 據 庫 的 三 級 體 系 結 構特點n 它 是 數 據 的 三 個 抽 象 級 別n 它 把 數 據 的 具 體 組 織 留 給 DBMS去 做 n 用 戶 只 要 抽 象 的 處 理 數 據n 不 必 關 心 數 據 在 計 算 機 中 的 表 示 和 存 儲n 減 輕 了 用 戶 使 用 系 統(tǒng) 的 負 擔n DBMS在 這 三 級 結 構 之 間 提 供 了 兩 個 層 次 的 映 象n 外 模 式 /模 式n 模 式 /內 模 式 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 70 數 據 庫 的 三 級 體 系 結 構 數 據 庫內 模 式模 式 外 模 式 B外 模 式

46、 A 主 語 言+DDL 模 式 /內 模 式 映 象主 語言+DDL 主 語言+DDL 主 語 言+DDL 主 語言+DDL外 模 式 /模 式 映 象 A 外 模 式 /模 式 映 象 B由 數 據庫 管 理員 建 立和 維 護 數 據 庫管 理 系 統(tǒng)DBMSOS圖 1.23 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 體 系 結 構 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 71 外 模 式 /模 式 映 像 內 模 式 /模 式 映 像應 用 A 應 用 B 應 用 C 應 用 E外 模 式 1 外 模 式 2 外 模 式 3模 式內 模 式數 據 庫 應 用 D 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 72

47、 二 、 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 三 級 模 式 結 構(1)數據庫系統(tǒng)的三級模式結構：指數據庫系統(tǒng)是由外模式、模式和內模式三級構成。n 模 式 ： 也 稱 邏 輯 模 式 ， 是 數 據 庫 中 全 體 數 據 的邏 輯 結 構 和 特 征 的 描 述 ， 是 所 有 用 戶 的 公 共 數據 視 圖 。 一 個 數 據 庫 只 有 一 個 模 式 。 n 外 模 式 ： 也 稱 子 模 式 或 用 戶 模 式 ， 是 數 據 庫 用戶 能 夠 看 見 和 使 用 的 局 部 數 據 的 邏 輯 結 構 和 特征 的 描 述 ， 是 數 據 庫 用 戶 的 數 據 視 圖 ， 是 與 某一

48、應 用 有 關 的 數 據 的 邏 輯 表 示 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 73 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 三 級 模 式 結 構 (2)n 內 模 式 ： 也 稱 存 儲 模 式 ， 是 數 據 物 理 結 構 和 存儲 方 式 的 描 述 ， 是 數 據 在 數 據 庫 內 部 的 表 示 方式 。 一 個 數 據 庫 只 有 一 個 內 模 式 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 74 數 據 庫 的 二 級 映 像 功 能 與 數 據 獨立 性n 外 模 式 /模 式 映 像 ： 定 義 某 一 個 外 模 式 和 模 式 之間 的 對 應 關 系 ， 這 些 映 象

49、 通 常 包 含 在 各 自 的 外模 式 中 。 當 模 式 改 變 時 ， 外 模 式 /模 式 映 象 要 作相 應 的 改 變 ， 以 保 證 外 模 式 保 持 不 變 ， 保 證 了數 據 與 程 序 的 邏 輯 獨 立 性 。 映 象 的 定 義 通 常 包含 在 各 自 的 外 模 式 中 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 75 n 模 式 /內 模 式 映 像 ： 是 唯 一 的 ， 定 義 數 據 邏 輯 結構 和 存 儲 結 構 之 間 的 對 應 關 系 。 例 如 說 明 邏 輯記 錄 和 字 段 在 內 部 是 如 何 表 示 的 。 當 數 據 的 存儲

50、結 構 改 變 了 ， 模 式 /內 模 式 映 象 也 要 作 相 應 的變 化 ， 保 持 模 式 不 變 。 保 證 了 數 據 與 程 序 的 物理 獨 立 性 。 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 76 數 據 庫 系 統(tǒng) 的 三 級 模 式 結 構 (3)n 模 式 獨 立 與 數 據 庫 的 其 他 層 次 ；n 內 模 式 獨 立 于 外 模 式 ， 也 獨 立 于 具 體 的 存 儲 設備 ；n 外 模 式 定 義 在 邏 輯 模 式 之 上 ， 獨 立 于 存 儲 模 式和 存 儲 設 備 。n 特 定 應 用 程 序 依 賴 于 特 定 的 外 模 式 ， 與 數

51、 據 庫的 模 式 和 存 儲 結 構 獨 立 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 77 三 、 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程應 用 程 序 A對 應 的 外 模 式DBMS 數 據字 典 數 據 庫 操 作系 統(tǒng)OS6 模 式內 模 式324DB系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū)應 用 程 序 A程 序 工 作 區(qū)返 回 狀 態(tài) 1018 7 運 行 日 志911 5 nDB系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū)n由 DBMS在 程 序 A運 行 時 為 數 據 庫 開 辟 的 ， 用 于 數 據 的 傳 輸 和 格 式 的 轉 換圖 1.24 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒

52、論 78 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程應用程序A通過DBMS讀取數據庫中記錄的全過程1) 用 戶 在 應 用 程 序 A中 安 排 一 條 讀 記 錄 的 DML語 句 n 該 語 句 給 出 涉 及 的 外 模 式 中 記 錄 類 型 名 及 鍵 值n 執(zhí) 行 該 語 句 時 ， 立 即 啟 動 DBMS， 并 把 讀 記 錄 的 命 令 傳 給DBMS2) DBMS檢 查 讀 操 作 的 合 法 性n 對 讀 命 令 加 以 分 析n 從 DD中 調 出 與 程 序 A對 應 的 外 模 式n 檢 查 該 操 作 是 否 合 法 ， 決 定 是 否 執(zhí) 行 讀 命 令 數 據 庫 系

53、 統(tǒng) 概 論 -緒 論 79 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程3) 決 定 執(zhí) 行 A的 命 令 ， DBMS對 概 念 模 式 操 作n 調 出 相 應 的 概 念 模 式n 執(zhí) 行 外 模 式 /模 式 映 象 功 能n 把 外 模 式 的 外 部 記 錄 格 式 映 象 成 概 念 模 式 的 概 念 記 錄 格 式n 決 定 概 念 模 式 應 讀 哪 些 記 錄4) DBMS對 內 模 式 操 作 n 調 出 相 應 的 內 模 式n 執(zhí) 行 模 式 /內 模 式 的 映 象 功 能 ， 把 概 念 記 錄 格 式 映象 成 內 模 式 的 內 部 記 錄 格 式n 確 定 應 讀

54、 入 哪 些 物 理 記 錄 以 及 相 應 的 地 址 信 息 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 80 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程5) DBMS向 操 作 系 統(tǒng) OS發(fā) 出 從 指 定 地 址 讀 取 物理 記 錄 的 命 令6) OS執(zhí) 行 讀 命 令n 按 指 定 地 址 從 數 據 庫 中 把 記 錄 讀 入 OS的 系 統(tǒng) 緩 沖區(qū) n 隨 即 讀 入 數 據 庫 的 系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū)n 并 在 操 作 結 束 后 向 DBMS作 出 回 答7) DBMS收 到 OS讀 操 作 結 束 的 回 答 后 ， 將 讀 入緩 沖 區(qū) 中 的 數 據 轉 換 成 概 念 模

55、式 記 錄 、 外 部 記錄 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 81 用 戶 訪 問 數 據 的 過 程8) DBMS把 導 出 的 外 部 記 錄 從 系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū) 送 到 應用 程 序 A的 變 量 中9) DBMS向 運 行 日 志 數 據 庫 寫 入 讀 一 條 記 錄 的 信息 ， 以 備 以 后 查 閱 數 據 庫 的 使 用 情 況10) DBMS將 讀 記 錄 操 作 的 成 功 與 否 信 息 返 回 給 應用 程 序 A 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 82 第 四 節(jié) DBS的 全 局 結 構DBS必須在操作系統(tǒng)OS基礎上工作n DBS的 某 些 功 能

56、是 由 計 算 機 系 統(tǒng) 的 OS提 供 的 ，n OS提 供 了 DBS的 最 基 本 的 服 務 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 83索 引數 據 文 件 統(tǒng) 計 數 據 數 據 字 典事 務 管 理 器 應 用 程 序目 標 代 碼 嵌 入 式 DML預 編 譯 器 DML編 譯 器 DDL編 譯 器查 詢 運 行 核 心 程 序應 用 界 面 應 用 程 序 查 詢 數 據 庫 模 式初 級 用 戶 應 用 程 序 員 專 業(yè) 用 戶 DBA 數據庫管理系統(tǒng)查詢處理器存儲管理器 用戶緩 沖 區(qū) 管 理 器文 件 管 理 器磁 盤 存 儲 器授 權 和 完 整 性 管 理 器圖

57、DBS全 局 結 構 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 84 一 、 DBS的 全 局 結 構DBS全局結構（上圖）1. 數 據 庫 用 戶1) DBAn DBA是 控 制 整 個 數 據 整 體 結 構 的 人 ， 負 責 三 級 結 構 的 建 立 和 修 改 n DBA和 DBMS的 界 面 是 數 據 庫 模 式2) 專 業(yè) 用 戶n 數 據 庫 設 計 中 的 上 層 人 士 ， 如 系 統(tǒng) 分 析 員n 專 業(yè) 用 戶 和 DBMS的 界 面 是 數 據 庫 查 詢3) 應 用 程 序 員n 是 使 用 宿 主 語 言 和 DML語 言 編 程 的 應 用 程 序 員n 他 們

58、 和 DBMS的 界 面 是 應 用 程 序 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 85 DBS的 全 局 結 構4) 初 級 用 戶n 使 用 應 用 程 序 的 非 計 算 機 人 員n 初 級 用 戶 和 DBMS的 界 面 是 應 用 程 序 的 運 行 界 面2. DBMS查 詢 處 理 器 1) DML編 譯 器n 優(yōu) 化 DML語 句 ， 并 轉 換 為 “ 查 詢 運 行 核 心 程 序 ” 能 執(zhí) 行 的低 層 指 令2) 嵌 入 型 DML預 編 譯 器n 把 嵌 入 在 宿 主 語 言 中 的 DML語 句 預 處 理 成 規(guī) 范 的 過 程 調 用形 式 數 據 庫 系

59、 統(tǒng) 概 論 -緒 論 86 DBS的 全 局 結 構3) DDL編 譯 器n 編 譯 或 解 釋 DDL語 句 ， 并 置 入 數 據 字 典 DD中4) 查 詢 運 行 核 心 程 序n 執(zhí) 行 由 DML編 譯 器 產 生 的 低 層 指 令2. DBMS存 儲 管 理 器 它 提 供 存 儲 在 數 據 庫 中 的 低 層 數 據 和 應 用程 序 、 查 詢 之 間 的 界 面 1) 授 權 和 完 整 性 管 理 器1) 測 試 應 用 程 序 是 否 滿 足 完 整 性 約 束2) 檢 查 用 戶 訪 問 數 據 是 否 合 法 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 87 DBS

60、的 全 局 結 構2) 事 務 管 理 器1) 事 務 DBS的 邏 輯 工 作 單 位 ， 由 對 DB的 操 作 序 列 組 成2) 用 于 確 保 一 致 性 狀 態(tài)3) 保 證 事 務 的 正 確 執(zhí) 行3) 文 件 管 理 器 1) 負 責 磁 盤 空 間 的 合 理 分 配2) 管 理 物 理 文 件 的 存 儲 結 構 和 存 取 方 式4) 緩 沖 區(qū) 管 理 器1) 為 應 用 程 序 開 辟 數 據 庫 系 統(tǒng) 緩 沖 區(qū)2) 負 責 把 數 據 通 過 緩 沖 區(qū) 送 入 內 存3) 確 定 進 入 高 速 緩 沖 存 儲 器 的 數 據 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒

61、 論 88 DBS的 全 局 結 構4. 磁 盤 存 儲 器1) 數 據 文 件n 用 來 存 儲 數 據 庫 中 的 數 據2) 數 據 字 典 DD n 存 儲 三 級 結 構 的 描 述3) 索 引n 是 為 了 提 高 查 詢 速 度 而 設 置 的 邏 輯 排 序 手 段4) 統(tǒng) 計 數 據n 存 儲 運 行 時 統(tǒng) 計 分 析 數 據 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 89 二 、 DBS結 構 分 類1.集中式DBSn 定 義n 運 行 在 單 個 計 算 機 系 統(tǒng) 中 ， 并 與 其 它 計 算 機 沒 有 聯 系 的 DBS稱 為 集 中 式 DBSn 特 點 n 只

62、有 一 臺 計 算 機n 有 若 干 臺 設 備 控 制 器 控 制 著 磁 盤 、 打 印 機 和 磁 帶 等 設 備n 計 算 機 和 設 備 控 制 器 通 過 系 統(tǒng) 總 線 與 共 享 的 內 存 相 連n 計 算 機 和 設 備 控 制 器 能 夠 并 發(fā) 執(zhí) 行 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 90 DBS結 構 分 類CPU 磁 盤 控制 器 打 印 機控 制 器 磁 帶 機控 制 器磁 盤 打 印 機 磁 帶 機內 存 控 制 器內 存 系 統(tǒng) 總 線圖 1.26 集 中 式 計 算 機 系 統(tǒng) 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 91 DBS結 構 分 類2.客戶機

63、/服務器DBS（ C/S DBS）把DBMS功能和應用分開n 網 絡 中 某 個 （ 些 ） 結 點 上 的 計 算 機 專 門 用 于執(zhí) 行 DBMS功 能 ， 稱 為 數 據 庫 服 務 器 ， 簡 稱 服務 器 n 其 他 結 點 上 的 計 算 機 安 裝 DBMS的 外 圍 應 用 開發(fā) 工 具 ， 用 戶 的 應 用 系 統(tǒng) ， 稱 為 客 戶 機 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 92 n 功 能 的 分 布n 一 些 功 能 放 在 前 端 （ 即 客 戶 機 ） 上 執(zhí) 行 ， 實 現 前 端處 理 和 用 戶 界 面n 另 一 些 功 能 放 在 后 端 （ 即 服 務

64、 器 ） 上 執(zhí) 行 ， 完 成 事務 處 理 和 數 據 訪 問 控 制 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 93 DBS結 構 分 類客 戶 機 客 戶 機 客 戶 機 客 戶 機服 務 器 網 絡圖 1.27 C/S系 統(tǒng) 的 一 般 結 構 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 94 DBS結 構 分 類SQL用 戶 界 面 格 式 界 面 報 表 輸 出 圖 形 界 面SQL核 心 程 序（ 存 取 控 制 、 查 詢 優(yōu) 化 、 并發(fā) 控 制 、 恢 復 等 ） 界 面（ SQL+API）圖 1.28 C/S DBS的 前 、 后 端 功 能 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論

65、 95 客 戶 服 務 器 結 構 的 優(yōu) 點n 客 戶 端 的 用 戶 請 求 被 傳 送 到 數 據 庫 服 務 器 ， 數 據 庫服 務 器 進 行 處 理 后 ， 只 將 結 果 返 回 給 用 戶 ， 從 而 顯著 減 少 了 數 據 傳 輸 量n 數 據 庫 更 加 開 放 n 客 戶 與 服 務 器 一 般 都 能 在 多 種 不 同 的 硬 件 和 軟 件平 臺 上 運 行n 可 以 使 用 不 同 廠 商 的 數 據 庫 應 用 開 發(fā) 工 具 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 96 客 戶 服 務 器 結 構 的 缺 點“ 胖 客 戶 ” 問 題 ：n 系 統(tǒng) 安 裝

66、復 雜 ， 工 作 量 大 。n 應 用 維 護 困 難 ， 難 于 保 密 ， 造 成 安 全 性 差 。n 相 同 的 應 用 程 序 要 重 復 安 裝 在 每 一 臺 客 戶 機 上 ， 從系 統(tǒng) 總 體 來 看 ， 大 大 浪 費 了 系 統(tǒng) 資 源 。系 統(tǒng) 規(guī) 模 達 到 數 百 數 千 臺 客 戶 機 ， 它 們 的 硬 件 配 置 、操 作 系 統(tǒng) 又 常 常 不 同 ， 要 為 每 一 個 客 戶 機 安 裝 應 用 程序 和 相 應 的 工 具 模 塊 ， 其 安 裝 維 護 代 價 便 不 可 接 受 了 。 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 97 3、 瀏 覽 器 /應 用 服 務 器 /數 據 庫 服 務 器 結構客戶端： 瀏覽器軟件、用戶界面 瀏覽器的界面統(tǒng)一，廣大用戶容易掌握 大大減少了培訓時間與費用。服務器端分為兩部分： n Web服 務 器 、 應 用 服 務 器n 數 據 庫 服 務 器 等大 大 減 少 了 系 統(tǒng) 開 發(fā) 和 維 護 代 價能 夠 支 持 數 萬 甚 至 更 多 的 用 戶 數 據 庫 系 統(tǒng) 概 論 -緒 論 98 DBS