数据库系统的内部结构体系简介

数据库系统的内部结构体系简介

计算机安全是计算机技术的一个分支，其目标包括保护信息免受未经授权的访问、中断和修改，同时为系统的预期用户保持系统的可访问性和可用性。下面是我收集的数据库系统的内部结构体系，希望大家认真阅读!

数据库系统的内部具有三级模式与二级映射。

1)数据库系统的三级模式

数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式。

(1)概念模式

概念模式是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共数据视图。概念模式主要描述数据的概念记录类型以及它们之间的关系，还包括一些数据间的语义约束。

(2)外模式

外模式又称子模式或用户模式，是用户的数据视图，即用户见到的数据模式。

概念模式给出系统全局的数据描述而外模式则给出每个用户的局部数据描述。

(3)内模式

内模式又称物理模式，它给出数据库物理存储结构与物理存储方法，如数据存储的文件结构、索引、集簇及hash等存取方式与存取路径，内模式的物理性主要体现在 *** 作系统及文件级上。

内模式对一般的用户是透明的，但它的设计直接影响到数据库系统的性能。

模式的三个级别层次反映了模式的三个不同环境以及它们的不同要求，其中内模式处于最底层，它反映数据在计算机物理结构中的实际存储形式，概念模式牌中层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于最外层，通过两种映射由物理数据库映射而成它反映用户对数据的要求。

2)数据库系统的二级映射

数据库系统的三级模式是对数据的三个级别抽象，它把数据的具体物理实现留给物理模式，使得全局设计者不必关心数据库的具体实现与物理背景;通过两级映射建立了模式间的联系与转换，使得概念模式与外模式虽然并不物理存在，但也能通过映射获得实体。同时，两级映射也保证了数据库系统中数据的独立性。

两级模式的映射：

概念模式到内模式的映射：该映射给出概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系

外模式到概念模式的映射：该映射给出了外模式与概念模式之间的对应关系

拓展外部结构

从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为集中式(单用户结构、主从式结构)、分布式(客户机/服务器结构)和多层结构，这是数据库系统外部的体系结构。

(1)单用户应用结构：是运行在个人计算机上的结构模式，常称为桌面(Desktop)DBMS。属于单用户DBMS的主要产品有：Microsoft Access、Paradox、Fox系列。单用户的DBMS的功能在数据的一致性维护、完整性检查及安全性管理上是不完善的。桌面数据库管理系统中比较好的有Access、Paradox等，它基本实现了DBMS应该具有的功能。

(2)主机/终端结构：是以大型主机为中心(Mainframe．Centric)的结构模式，也称为分时共享(Time—Sharing)模式，它是面向终端的多用户计算机系统(主从式结构)。该结构以一台主机为核心，将 *** 作系统、应用程序、DBMS、数据库等数据和资源均放在该主机上，所有的应用处理均由主机承担，每个与主机相连接的终端都是作为主机的一种I/O设备。由于是集中式管理，主机的任何错误都有可能导致整个系统的瘫痪。因此，这种结构对系统的主机的性能要求比较高，维护费用也较高。

(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。

(4)多层数据库应用结构：将应用程序放在服务器端执行，客户机端安装统一的前端运行环境——浏览器，在客户机和服务器之间增加一层用于转换的服务器，形成三层结构的数据库应用模式，这就是Intemet/Intranet环境下数据库的应用模式。三层结构是由二层(C/S)结构扩展而来的，这种三层结构也称为浏览器/Web 服务器/数据库服务器(B/W/S)结构。

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第一节 数据库基本概念

1 数据：描述事物的符号记录，是指用物理符号记录下来的，可以鉴别的信息。

2 数据库：存储数据的仓库，是指长期存储在计算机中，有组织可共享的数据集合。

3 数据库管理系统：是指专门用于建立和管理数据库的软件，介于应用程序和 *** 作系统之间。

数据库管理系统主要功能：

（1）数据定义功能。

（2）数据 *** 纵功能。

（3）数据库的运行管理功能。

（4）数据库的建立和维护。

（5）数据组织、存储和管理功能。

4 数据库系统：一个完整的数据库系统包括 数据库、数据库管理系统以及相关使用工具、应用程序、数据管理员和用户等。

第二节 数据管理技术的发展

1人工管理阶段

20世纪50年代中期以前，基本上都是依靠手工方式来进行。

特点：1 数据不保存 2 应用程序管理数据 3 数据面向应用。

2文件系统阶段

20世纪50年代以后到60年代中期。

特点：数据可以长期保存 可以专门管理，提供了物理数据的独立性。不能在记录或数据项级实现数据的共享，存在大量的数据冗余。

3数据库系统阶段

20世纪0年代后期。出现数据库管理系统。

特点：（1）数据集成（最大成俗共享、且冗余小）。（2）数据共享性高 （3）数据冗余小（4）数据一致性（5）数据独立性高（6）实施统一管理与控制（7）减少应用程序开发与维护的工作量

第三节 数据库系统结构

一、数据库系统的三级模式结构

由模式、外模式、和内模式三级结构重组成。

模式：也为概念模式或者逻辑模式

外模式：也成为子模式或者用户模式

内模式：也成为存储模式。

三级模式结构的两层映像：外模式/模式映像 模式/内模式映像，从而保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

二、数据库系统的运行与应用结构

1客户/服务器结构 （C/S）2浏览器/服务器结构（B/S）

第四节 数据模型

是现实时间特征的模拟和抽象表达。

一、数据特征与数据模型组成要素

数据模型三要素：数据结构、数据 *** 作、数据约束。

二、数据模型的分类

1概念层数据模型

基本概念：

实体：客观存在并可以相互区别的事物

属性：实体所具有的某种特性

码或键：可以唯一标识实体属性集

域：属性的取值范围

实体型：具有相同属性的实体必然具有共同的特征和性质。

实体集：同型实体的集合

联系：事物内部以及事物之间的关系。

标识方法：1976年提出的实体-关系法（ER图）

2逻辑层数据模型

有 层次模型、网状模型、关系模型、面向对象模型

3物理层数据模型

本人会成体系的把每本书相关知识重点一一总结，供同僚参考。

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