1、数据库系统是由以下部分组成:
2、(1)数据库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。
3、(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。
4、(3)软件:包括 *** 作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统(databasemanagementsystem,DBMS)是数据库系统的核心软件,是在 *** 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 *** 纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。
5、(4)人员: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。
三级结构的组织形式称为数据库的体系结构或数据抽象的三个级别。这个结构是于1975年在美国ANSI/X3/SPARC(美国国家标准协会的计算机与信息处理委员会中的标准计划与需求委员会)数据库小组的报告中提出的。
1141三级数据视图
数据抽象的三个级别又称为三级数据视图,是不同层次用户(人员)从不同角度所看到的数据组织形式。
(1) 外部视图 第一层的数据组织形式是面向应用的,是应用程序员开发应用程序时所使用的数据组织形式,是应用程序员所看到的数据的逻辑结构,是用户数据视图,称为外部视图。外部视图可有多个。这一层的最大特点是以各类用户的需求为出发点,构造满足其需求的最佳逻辑结构。
(2) 全局视图 第二层的数据组织形式是面向全局应用的,是全局数据的组织形式,是数据库管理人员所看到的全体数据的逻辑组织形式,称为全局视图,全局视图仅有一个。这一层的特点是对全局应用最佳的逻辑结构形式。
(3) 存储视图 第三层的数据组织形式是面向存储的,是按照物理存储最优的策略所组织形式,是系统维护人员所看到的数据结构,称为存储视图。存储视图只有一个。这一层的特点是物理存储最佳的结构形式。
外部视图是全局视图的逻辑子集,全局视图是外部视图的逻辑汇总和综合,存储视图是全局视图的具体实现。三级视图之间的联系由二级映射实现。外部视图和全局视图之间的映射称为逻辑映射,全局视图和存储视图之间的映射称为物理映射。
1142 三级模式
三级视图是用图、表等形式描述的,具有简单、直观的优点。但是,这种形式目前还不能被计算机直接识别。为了在计算机系统中实现数据的三级组织形式,必须用计算机可以识别的语言对其进行描述。DBMS提供了这种数据描述语言(Data Description Language 简记为DDL)。我们称用DDL精确定义数据视图的程序为模式(Scheme)。与三级视图对应的是三级模式。
(1) 子模式定义外部视图的模式称外模式,也称子模式。它由对用户数据文件的逻辑结构描述以及和全局视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的子模式DDL定义。一个子模式可以由多个用户共享,而一个用户只能使用一个子模式。
(2) 模式 定义全局视图的模式称逻辑模式,简称模式。它由对全局视图中全体数据文件的逻辑结构描述以及和存储视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的模式DDL定义。逻辑结构的描述包括记录的型(组成记录的数据项名、类型、取值范围等),还有记录之间的联系,数据的完整性、安全保密要求等。
(3) 内模式 定义存储视图的模式称内模式,又称物理模式。它由对存储视图中全体数据文件的存储结构的描述和对存储介质参数的描述组成,用DBMS提供的内模式DDL定义。存储结构的描述包括记录值的存储方式(顺序存储、hash方法、B树结构等),索引的组织方式等。
三级模式的结构如图18所示。
三级模式所描述的仅仅是数据的组织框架,而不是数据本身。在内模式这个框架填上具体数据就构成物理数据库,它是外部存储器上真实存在的数据集合。模式框架下的数据集合是概念数据库,它仅是物理数据库的逻辑映像。子模式框架下的数据集合是用户数据库,它是概念数据库的逻辑子集。
数据库应用系统是在数据库管理系统(DBMS)支持下建立的计算机应用系统,简称DBAS。 数据库应用系统由数据库系统、应用系统和用户组成,包括数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件和应用接口。数据库应用系统的七个部分在一定的逻辑层次结构中形成一个有机整体,它们的结构关系是:应用系统、应用开发工具软件、数据库管理系统、 *** 作系统和硬件。比如基于数据库的财务管理系统、人事管理系统、图书管理系统等等。无论是面向内部业务和管理的管理信息系统,还是面向外部服务的开放式信息系统,都是基于数据库的计算机应用系统。
为满足某一部门中多个用户多种应用的需要,按照一定的数据模型在计算机系统中组织、存储和使用的互相联系的数据集合。
带有数据库的计算机系统,除具备一般的硬件、软件外,必须有用以存储大量数据的直接存取存储设备、管理并控制数据库的软件——数据库管理系统(DBMS)、管理数据库的人员——数据库管理员 (DBA)。这样的数据、硬件、软件和管理人员的总体构成数据库系统。数据库仅是数据库系统的一个组成部分。
数据库系统的功能和特征 数据库系统由文卷系统发展而来。与文卷系统相比,这种系统具有数据、体系和控制三个方面的主要特征。
数据特征 在文卷系统中虽然程序与数据之间可用存取方法进行转换,但文卷还是与应用程序对应的,即数据仍面向应用。每一应用各自建立自己的一组文卷。不同的应用若涉及相同的数据,则这些数据分别纳入各自的文卷之中。文卷的各种记录之间没有建立联系,因而数据冗余度大。增加新的应用,必须同时增加新的文卷。因此,文卷系统中的文卷是无结构的、不易扩充的信息集合。数据库则不仅描述数据本身,而且描述数据之间的联系。它的数据结构反映了某一部门的整体信息结构,数据冗余度小、易于扩充新的应用,因而是面向数据总体结构的信息集合,可为多个用户共享。
体系特征 一切数据都有逻辑和物理两个侧面。在数据库系统中,数据逻辑结构的描述称为逻辑模式。逻辑模式又分为描述全局逻辑结构的全局模式(简称模式)和描述某些应用所涉及的局部逻辑结构的子模式。数据物理结构的描述称为存储模式。这两种模式总称为数据库模式。
数据库系统(Database System),是由数据库及其管理软件组成的系统。
一个完整的数据库系统包括
1 计算机硬件
计算机硬件是数据库系统的物质基础,是存储数据库及运行数据库管理系统的硬件资源,主要包括主机、存储设备、输入输出设备以及计算机网络环境。
2 计算机软件
数据库系统中的软件包括 *** 作系统、数据库管理系统及数据库应用系统等。
数据库管理系统是数据库系统的核心软件之一。它提供数据定义、数据 *** 作、数据库管理、数据库建立和维护以及通信等功能。DBMS提供对数据库中数据资源进行统一管理和控制的功能,将用户、应用程序与数据库中数据相互隔离,是数据库系统的核心,其功能的强弱是衡量数据库系统性能优劣的主要指标。DBMS必须运行在相应的系统平台上,有 *** 作系统和相关系统软件的支持。 DBMS功能的强弱随系统而异,在大型系统中功能较强、较全,在小型系统中功能较弱、较少。目前较流行的数据库管理系统有Visual FoxPro,Access,SQL Server,Oracle,Sybase等。
数据库应用系统是指系统开发人员利用数据库系统资源开发出来的,面向某一类实际应用的应用软件系统。它分为两类。
(1) 管理信息系统。这是面向机构内部业务和管理的数据库应用系统。例如,人事管理系统、教学管理系统等。
(2) 开放式信息服务系统。这是面向外部、提供动态信息查询功能,以满足不同信息需求的数据库应用系统。例如,大型综合科技信息系统、经济信息系统和专业的证券实时行情、商品信息系统。
3 数据库
数据库(DateBase,DB)是指数据库系统中按照一定的方式组织的、存储在外部存储设备上的、能为多个用户共享的及与应用程序相互独立的相关数据集合。它不仅包括描述事物的数据本身,而且还包括相关事物之间的联系。
数据库中的数据是面向多种应用,可以被多个用户、多个应用程序共享。其数据结构独立于使用数据的程序,对于数据的增加、删除、修改和检索由DBMS进行统一管理和控制,用户对数据库进行的各种 *** 作都是DBMS实现的。
4 数据库系统的有关人员
数据库系统的有关人员主要有3类:最终用户、数据库应用系统开发人员和数据库管理员(DataBase Administrator,DBA)。最终用户指通过应用系统的用户界面使用数据库的人员,他们一般对数据库知识了解不多。数据库应用系统开发人员包括系统分析员、系统设计员和程序员。系统分析员负责应用系统的分析,他们和用户、数据库管理员相配合,参与系统分析;系统设计员负责应用系统设计和数据库设计;程序员则根据设计要求进行编码。数据库管理员是数据管理机构的一组人员,他们负责对整个数据库系统进行总体控制和维护,以保证数据库系统的正
数据库的基本结构
数据库的基本结构分三个层次,反映了观察数据库的三种不同角度。
(1)物理数据层。它是数据库的最内层,是物理存贮设备上实际存储的数据的集合。这些数据是原始数据,是用户加工的对象,由内部模式描述的指令 *** 作处理的位串、字符和字组成。
(2)概念数据层。它是数据库的中间一层,是数据库的整体逻辑表示。指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系,是存贮记录的集合。它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系,而不是它们的物理情况,是数据库管理员概念下的数据库。
(3)逻辑数据层。它是用户所看到和使用的数据库,表示了一个或一些特定用户使用的数据集合,即逻辑记录的集合。
数据库不同层次之间的联系是通过映射进行转换的。数据库具有以下主要特点:
(1)实现数据共享。数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据,也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库,并提供数据共享。
(2)减少数据的冗余度。同文件系统相比,由于数据库实现了数据共享,从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据,减少了数据冗余,维护了数据的一致性。
(3)数据的独立性。数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立,也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。
(4)数据实现集中控制。文件管理方式中,数据处于一种分散的状态,不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理,并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。
(5)数据一致性和可维护性,以确保数据的安全性和可靠性。帜芊乐褂没е涞牟徽=换プ饔茫虎芄收系姆⑾趾突指矗河墒菘夤芾硐低程峁┮惶追椒ǎ杉笆狈⑾止收虾托薷垂收希佣乐故荼黄苹
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