資料庫，資料庫學習

資料庫，資料庫學習
資料庫系統結構

從資料庫管理系統角度看，資料庫系統通常採用三級模式結構，是資料庫系統內部的系統結構

從資料庫終端使用者角度看（資料庫系統外部的體繫結構） ，資料庫系統的結構分為:
單使用者結構
分布式結構
客戶／伺服器
瀏覽器／應用伺服器／資料庫伺服器多層結構等

資料庫系統模式的概念

“型” 和“值” 的概念
型(Type)
對某一類資料的結構和屬性的說明
值(Value)
是型的一個具體賦值
例如
學生記錄型：
（學號，姓名，性別，系別，年齡，籍貫）
一個記錄值：
（900201，李明，男，電腦，22，江蘇）
模式（Schema）
資料庫邏輯結構和特徵的描述
是型的描述
反映的是資料的結構及其聯絡
模式是相對穩定的
執行個體（Instance）
模式的一個具體值
反映資料庫某一時刻的狀態
同一個模式可以有很多執行個體
執行個體隨資料庫中的資料的更新而變動

模式

模式（也稱邏輯模式）
資料庫中全體資料的邏輯結構和特徵的描述
所有使用者的公用資料檢視，綜合了所有使用者的需求
一個資料庫只有一個模式
模式的地位：是資料庫系統模式結構的中介層
與資料的實體儲存體細節和硬體環境無關
與具體的應用程式、開發工具及進階程式設計語言無關
模式的定義
資料的邏輯結構（資料項目的名字、類型、取值範圍等）
資料之間的聯絡
資料有關的安全性、完整性要求

模式執行個體

教學資料庫模式（前面的第二個執行個體）
教師（教師號，姓名，職稱）
主鍵：教師號
課程（課程號，課程名稱，教師號，教材）
主鍵：課程號 外鍵：教師號
學生（學號，姓名，性別，教師號）
主鍵：學號 外鍵：教師號
選課（學號，課程號， 成績）
主鍵：（學號，課程號）
外鍵1：學號，外鍵2：課程號

［例］  建立學生Student表              CREATE TABLE Student                (Sno  CHAR(9)  PRIMARY KEY，                 Sname  CHAR(20) NOT NULL，                      Ssex  CHAR(2) ，                 Sage  NUMBER，                 Sdept  CHAR(20))                 TABLESPACE USERS;

［例］  建立課程Course表              CREATE TABLE Course                (Cno  CHAR(4)  PRIMARY KEY，                 Cname  CHAR(40) NOT NULL，                      Cpno  CHAR(4) ，                 Ccredit  NUMBER，                 FOREIGN KEY Cpno REFERENCES Course(              Cno))                 TABLESPACE USERS;

［例］  建立選修課程SC表              CREATE TABLE SC                (Sno  CHAR(9)  NOT NULL，                 Cno  CHAR(4) NOT NULL，                      Grade Grade，                 PRIMARY KEY (Sno,Cno),                 FOREIGN KEY (Sno) REFERENCES Student(Sno),                 FOREIGN KEY (Cno) REFERENCES Course(Cno))                 TABLESPACE USERS;

外模式

外模式（也稱子模式或使用者模式）
資料庫使用者（包括應用程式員和終端使用者）使用的局部資料的邏輯結構和特徵的描述
資料庫使用者的資料檢視，是與某一應用有關的資料的邏輯表示
外模式的地位：介於模式與應用之間
模式與外模式的關係：一對多
外模式通常是模式的子集
一個資料庫可以有多個外模式。反映了不同的使用者的應用需求、看待資料的方式、對資料保密的要求
對模式中同一資料，在外模式中的結構、類型、長度、保密層級等都可以不同
外模式與應用的關係：一對多
同一外模式也可以為某一使用者的多個應用系統所使用
但一個應用程式只能使用一個外模式
外模式的用途
保證資料庫安全性的一個有力措施
每個使用者只能看見和訪問所對應的外模式中的資料

建立電腦系學生的視圖 CS_Student              CREATE VIEW CS_Student    AS     SELECT  *    FROM   Student    WHERE  Sdept='CS'；

內模式

內模式（也稱儲存模式）
是資料物理結構和儲存方式的描述
是資料在資料庫內部的表示方式
記錄的儲存方式（順序儲存，按照B樹結構儲存，
按hash方法儲存）
索引的組織方式
資料是否壓縮儲存
資料是否加密
資料存放區記錄結構的規定
一個資料庫只有一個內模式

模式／內模式映象

模式／內模式映象定義了資料全域邏輯結構與儲存結構之間的對應關係。
資料庫中模式／內模式映象是唯一的。
該映象定義通常包含在模式描述中。
保證資料的物理獨立性
當資料庫的儲存結構改變了（例如選用了另一種儲存結構），資料庫管理員修改模式／內模式映象，使模式保持不變
應用程式不受影響。保證了資料與程式的物理獨立性，簡稱資料的物理獨立性。
資料庫模式
即全域邏輯結構是資料庫的中心與關鍵
獨立於資料庫的其他層次
設計資料庫模式結構時應首先確定資料庫的邏輯模式
資料庫的內模式
依賴於它的全域邏輯結構
獨立於資料庫的使用者視圖，即外模式
獨立於具體的存放裝置
將全域邏輯結構中所定義的資料結構及其聯絡按照一定的實體儲存體策略進行組織，以達到較好的時間與空間效率

資料庫的外模式
面向具體的應用程式
定義在邏輯模式之上
獨立於儲存模式和存放裝置
當應用需求發生較大變化，相應外模式不能滿足其視圖要求時，該外模式就得做相應改動
特定的應用程式
在外模式描述的資料結構上編製的
依賴於特定的外模式
與資料庫的模式和儲存結構獨立
不同的應用程式有時可以共用同一個外模式
資料庫的二級映像
保證了資料庫外模式的穩定性
從底層保證了應用程式的穩定性，除非應用需求本身發生變化，否則應用程式一般不需要修改

資料與程式之間的獨立性，使得資料的定義和描述可以從應用程式中分離出去

資料的存取由DBMS管理
使用者不必考慮存取路徑等細節
簡化了應用程式的編製
大大減少了應用程式的維護和修改

資料庫管理員(DBA)

具體職責：
1.決定資料庫中的資訊內容和結構
2.決定資料庫的儲存結構和存取策略
3.定義資料的安全性要求和完整性條件約束條件
4.監控資料庫的使用和運行
周期性轉儲資料庫
資料檔案
記錄檔
系統故障恢複
介質故障恢複
監視審計檔案
5. 資料庫的改進和重組
效能監控和調優
定期對資料庫進行重組織，以提高系統的效能
需求增加和改變時，資料庫須需要重構造