1.3.2 三級模式結構

　　1、 數據庫三級模式結構—外部級、概念級和內部級，分別定義了外模式、模式和內模式，用于從不同角度描述數據庫結構。

　　2、 模式：

　　(1) 也稱邏輯模式、概念模式;

　　(2) 對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;

　　(3) 模式不僅定義了數據的邏輯結構，還定義了數據之間的聯系、與數據的關的安全性和完整性要求;

　　(4) 一個數據庫只有一個模式，建立在某種數據結構模型基礎上。

　　3、 外模式：

　　(1) 也稱子模式、用戶模式、用戶視圖;

　　(2) 是對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。

　　(3) 一個數據庫可以有多個外模式，每個外模式描述了某個特定用戶所使用的局部數據的邏輯結構和特征，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

　　(4) 外模式還是保證數據安全的有力措施，每個用戶只能看見和訪問所對應的外模式中的數據，其它數據對他是不可見的。

　　4、 內模式：

　　(1) 也稱物理模式、存儲模式;

　　(2) 是對數據庫中數據的物理結構和存儲方式的描述，代表了數據在數據庫內部的表示方式和物理組織結構;

　　1.3.3 二級映象與數據獨立性

　　1、 外模式/模式映象：

　　(1) 定義了數據庫中不同用戶的外模式與數據庫邏輯模式之間的對應關系;

　　(2) 可有多個外模式/模式映象，對于每個外模式，需要一個外模式/模式映象來定義該外模式與模式之間的對應關系;

　　(3) 當模式發生變化時，只需調整外模式/模式間的映象關系，而外模式無需修改，保證了數據與應用程序的邏輯獨立性，稱為數據的邏輯獨立性。

　　2、 模式/內模式映象：

　　(1) 定義了數據庫中數據全局邏輯結構，與這些數據在系統中的物理存儲組織結構之間的對應關系。

　　(2) 模式/內模式映象是唯一的;

　　(3) 當內模式發生變化時，只需調整模式/內模式映象關系，而模式無需修改，保證了數據庫中的數據與應用程序間的物理獨立性，稱為數據的物理獨立性。

　　1.4 數據庫系統體系結構

　　1、數據庫系統體系結構：是指數據庫系統的組成構件、各構件的功能及各構件間的協同工作方式;

　　2、分類：

　　(1) 集中式：全部數據和數據管理功能均集中在一臺計算機上的數據庫系統;包括單用戶和主從式兩種，單用戶DBS是指系統由一個用戶獨占，不同機器間不能共享數據;主從式DBS是指一個主機帶多個分時多用戶的DBS;

　　(2) 分布式：數據庫中的數據在邏輯上是一個整體，但在物理上卻可以分布在網絡中不同數據管理節點上;

　　(3) 客戶/服務器：將DBMS和數據庫應用分開，網絡中某些節點上的計算機專門執行DBMS功能，負責數據管理服務，稱為數據庫服務器;其他節點的計算機上安裝DBMS的外圍應用開發工具，支持用戶的應用，主要負責數據表示服務，稱為客戶端;

　　(4) 并行式：硬件平臺是并行計算機系統，使用多個CPU和多個磁盤進行并行數據處理和磁盤訪問操作，以提高執行速度;

　　(5) WEB式： 由通過互聯網連接起來的客戶端、WEB服務器、數據庫服務器組成。

　　1.5 數據庫管理系統

　　1.5.1 數據庫管理系統的功能

　　(1) 數據定義功能：DBMS提供了數據定義語言(DDL)，用戶利用DDL定義數據庫對象的三級模式結構，描述數據庫的結構特征。

　　(2) 數據操縱功能：DBMS提供數據操縱語言(DML)，用戶利用DML對數據進行查詢、插入、刪除或更新;

　　(3) 數據庫運行管理和控制功能

　　(4) 數據庫的建立和維護功能

　　1.5.2 數據庫系統的全局結構

　　1、 DBS可分為用戶、人機交互界面、DBMS和磁盤四個層次;

　　2、 用戶可分為四類：數據庫管理員DBA;專業用戶;應用程序員;終端用戶;

　　3、 DBMS可分為兩部份：

　　(1) 查詢處理器：面向用戶查詢請求;包括以下幾個功能模塊：DML編譯器、嵌入式DML的預編譯器、DDL編譯器、查詢執行引擎;

　　(2) 存儲管理器：面向數據存儲訪問，包括以下幾個功能模塊：權限和完整性管理器、事務管理器、文件管理器、緩沖區管理器;

　　4、 磁盤存儲的類型：

　　(1) 以數據庫文件方式存儲的應用數據;

　　(2) 數據字典;

　　(3) 為提高查詢速度而設置的數據庫引擎;

　　(4) DMS運行時的統計分析數據;

　　(5) 日志信息。

　　1.6數據庫技術的發展和應用

　　1、 第一代DBS：60年代末70年代初，層次型和網狀型DBS;

　　2、 第二代DBS：70年代后期，關系數據庫系統;

　　3、 新型DBS：80年代，分布式數據庫系統;90年代，面向對象數據庫系統、網絡數據庫系統