第五讲 数据库系统结构与研究领域
第五讲 数据库系统结构与研究领域
本讲内容 ■数据库系统结构是怎样的 ■数据库系统的组成 ■数据库保护
本讲内容 ◼ 数据库系统结构是怎样的 ◼ 数据库系统的组成 ◼ 数据库保护
级模型结构 应用A 应用B 应用C 应用D 也称子模式、用户模式。是 外模 外模式2 外模式3 式的子集。是用户的数据 外模式模式映象 也称逻辑模式。是所有用户 的公共数据 与应用开 个数据库只有一个模式 模式 发工具、应用无关;与物理 存储、硬件环境无关。 模式/内模式映象 只有一个内模式;主要描述 也称存储模式。数据在数据 存储方式,如顺序存储、B树内模式 库内部的表示方式。 存储,hash存储;以及如何进 行索引、压缩、加密等。 DB
三级模型结构 应用A 应用B 应用C 应用D 外模式1 外模式2 外模式3 1 2 3 模式 内模式 DB 一个数据库只有一个模式 外模式/模式映象 模式/内模式映象 也称子模式、用户模式。是 模式的子集。是用户的数据 视图，与某一应用有关。 也称逻辑模式。是所有用户 的公共数据视图。与应用开 发工具、应用无关；与物理 存储、硬件环境无关。 也称存储模式。数据在数据 库内部的表示方式。 只有一个内模式；主要描述 存储方式，如顺序存储、B树 存储，hash存储；以及如何进 行索引、压缩、加密等
数据独立性 逻辑独立性 当模式改变时(例如增加新的关系、新的属性、改 变属性的数据类型等),由数据库管理员对各个 模式/模式的映象作相应改变,可以使外模式保持不 变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而也 不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。 物理独立性 当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存 储结构),由数据库管理员对模式/内模式作相应改 变,可以使模式保持不变,从而应用程序也不必改 变,保证了数据与程序的物理独立性
数据独立性 ◼ 逻辑独立性 – 当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改 变属性的数据类型等），由数据库管理员对各个外 模式/模式的映象作相应改变，可以使外模式保持不 变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而也 不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。 ◼ 物理独立性 – 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存 储结构），由数据库管理员对模式/内模式作相应改 变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必改 变，保证了数据与程序的物理独立性
数据库系统的组成 硬件平台及数据库 足够大的内存 足够大的磁盘 较高的通道能力 软件 DBMS 支持DBMS的OS 具有与数据库接口的高级语言及其编译系统 以DBMS为核心的应用开发工具 为特定应用环境开发的数据库应用系统 人员 数据库管理员 系统分析员和数据库设计人员 应用程序员 用户
数据库系统的组成 ◼ 硬件平台及数据库 – 足够大的内存 – 足够大的磁盘 – 较高的通道能力 ◼ 软件 – DBMS – 支持DBMS的OS – 具有与数据库接口的高级语言及其编译系统 – 以DBMS为核心的应用开发工具 – 为特定应用环境开发的数据库应用系统 ◼ 人员 – 数据库管理员 – 系统分析员和数据库设计人员 – 应用程序员 – 用户
用户 偶然用户 不经常访问数据库。一般是企业或组织机构的高中 级管理人员 简单用户 查询和修改数据库。银行的职员、航空公司的机票 预定工作人员、旅馆总台服务员等 复杂用户 包括工程师、科学家、经济学家、科学技术工作者 等能够直接使用数据库语言访问数据库,甚至编制 应用程序的人
用户 ◼ 偶然用户 – 不经常访问数据库。一般是企业或组织机构的高中 级管理人员。 ◼ 简单用户 – 查询和修改数据库。银行的职员、航空公司的机票 预定工作人员、旅馆总台服务员等。 ◼ 复杂用户 – 包括工程师、科学家、经济学家、科学技术工作者 等能够直接使用数据库语言访问数据库，甚至编制 应用程序的人
DBA的工作职责 决定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 ■定义数据的安全性要求和完整性约束条 件 监控数据库的使用和运彳 ■数据库的改进和重组重构
DBA的工作职责 ◼ 决定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 ◼ 数据库的改进和重组重构
数据库管理系统 ■数据库管理系统是数据库系统的核心,是为数 据库的建立、使用和维护而配置的软件 DBMS建立在操作系统的基础上,是位于操作 系统与用户之间的一层数据管理软件,负责对 数据库进行统一的管理和控制。用户发出的或 应用程序中的各种操作数据库中数据的命令, 都要通过数据库管理系统来执行。数据库管理 系统还承担着数据库的维护工作,能够按照数 据库管理员所规定的要求,保证数据库的安全 性和完整性
数据库管理系统 ◼ 数据库管理系统是数据库系统的核心，是为数 据库的建立、使用和维护而配置的软件。 DBMS建立在操作系统的基础上，是位于操作 系统与用户之间的一层数据管理软件，负责对 数据库进行统一的管理和控制。用户发出的或 应用程序中的各种操作数据库中数据的命令， 都要通过数据库管理系统来执行。数据库管理 系统还承担着数据库的维护工作，能够按照数 据库管理员所规定的要求，保证数据库的安全 性和完整性
DBMS的功能和组成 功数据定义 模式、存储模式和外模式,各模式间的映象定义,及 能 定义结束条件 数据操纵 检索、插入、删除、修改等 数据库运行管理 并发控制、安全性检査、完整性约束条件等的检査与 执行。内部维护(包括索引、数据字典的自动维护) 数据组织、存储和管理文件结构、存取方式(如何保证空间利用率和处理效 率(时间效率)) 数据库的建立与维护初始数据输入、数据转换等。 转储(备份)与恢复、重组、重构等。 数据通信接口 与用户的通信接口,各服务器间的通信接口等 组数据定义语言及其翻译DDL 成处理程序 数据操纵语言及其编译DML,宿主型、自主型(自含型) (或翻译)程序 数据库运行控制程序 实用程序
DBMS的功能和组成 功 能 数据定义 模式、存储模式和外模式，各模式间的映象定义，及 定义结束条件 数据操纵 检索、插入、删除、修改等 数据库运行管理 并发控制、安全性检查、完整性约束条件等的检查与 执行。内部维护（包括索引、数据字典的自动维护） 数据组织、存储和管理 文件结构、存取方式（如何保证空间利用率和处理效 率（时间效率）） 数据库的建立与维护 初始数据输入、数据转换等。 转储（备份）与恢复、重组、重构等。 数据通信接口 与用户的通信接口，各服务器间的通信接口等 组 成 数据定义语言及其翻译 处理程序 DDL 数据操纵语言及其编译 （或翻译）程序 DML，宿主型、自主型（自含型） 数据库运行控制程序 实用程序
数据库保护 ■DBMS的数据控制功能 数据安全性( Security)保护 数据完整性( Integrity)控制 并发( Concurrency)控制 数据库恢复( Recovery)
数据库保护 ◼ DBMS的数据控制功能 – 数据安全性（Security）保护 – 数据完整性（Integrity）控制 – 并发（Concurrency）控制 – 数据库恢复（Recovery）
