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1.数据库系统的标准结构
2.数据模型
3.数据库系统的演变与发展
1.一组概念的区分:三级模式两层映像,物理独立性和逻辑独立性
2.一组概念的区分:数据>模式>数据模型
3.几种数据模型的差异:网状/层次模型>关系模型>00数据模型
DBMS管理数据可以分为3个层次:
1.外部层次/用户层次
某一用户能够看到与处理的数据,全局数据中的某一部分
2.全局层次/概念层次/逻辑层次
从全局角度理解/管理的数据,含相应的关联约束
3.内部层次
存储在介质上的数据,含存储路径、存储方式、索引方式等
数据与数据的结构—模式
模式(Schema):对数据库中数据所进行的一种结构性的描述所观察到数据的结构信息
视图(View)/数据(Data):某一种表现形式F表现出来的数据库中的数据
外模式/用户模式—外部视图
某一用户能够看到与处理的数据的结构描述
概念模式/全局模式/逻辑模式—概念视图
从全局角度理解/管理的数据的结构描述,含相应的关联约束体现在数据之间的内在本质联系
内模式/物理模式/存储模式—内部视图
存储在介质上的数据的结构描述,含存储路径、存储方式、索引方式等
逻辑角度称作模式,概念角度称为视图
如果我们说模式,指的是全局模式
如果我们说视图,指的是外部视图
E-C映像:外模式到概念模式的映像
将外模式映射为概念模式,从而支持实现数据概念视图向外部视图的转换
便于用户观察和使用
C-I映像:概念模式到内模式的映像
将概念模式映射为内模式,从而支持实现数据概念视图向内部视图的转换
便于计算机进行存储和处理
逻辑数据独立性:
当概念模式变化时,可以不改变外部模式(只需改变E-C Mapping) ,从而无需改变应用程序
物理数据独立性
当内部模式变化时,可以不改变概念模式(只需改变C-I Mapping) ,从而不改变外部模式
模式与模式的结构:数据模型
数据模型:
1.规定模式统一描述方式的模型,包括:数据结构、操作和约束
2.数据模型是对模式本身结构的抽象,模式是对数据本身结构形式的抽象
比如:
关系模型:所有模式都可为抽象表(Table)的形式数据结构
,而每一个具体的模式都是拥有不同列名的具体的表。对这种表形式的数据有哪些操作
和约束
关系模型 | 表的形式组织数据. |
---|---|
层次模型 | 树的形式组织数据 |
网状模型 | 图的形式组织数据 |
第一阶段:数据库技术探索阶段
1.研制成功格式文件系统
2.正式提出“Data Base",并开始进行研究
第二阶段:数据库技术确立阶段
1.三大数据库:层次、网状及关系数据库相继提出并进行了深入研究
2.商用数据库出现并应用,但多为网状及层次型系统
3.数据库研究形成理论基础:关系数据库理论
第三阶段: 数据库技术成熟阶段
1.提出了标准化数据库系统结构模型
2.关系DB系统迅速发展:如SQL, QBE, System R ,Ingres等
3.关系理论日臻完善,包括规范化理论,关系语言,RDB的设计与实现,新型关系模型等;
4.数据库应用已十分普及,渗透到社会各个方面,出现众多DB的技术分支,DB走向全面成熟,人称70年代为“数据库的年代”
第四阶段:数据库技术深化发展阶段(85年以来)
1.数据库方法逐步理论化、数据库设计理论不断完善
2.新型数据模型、专用数据模型,专用型、新型数据库系统,不断涌现
3.数据库技术+其他计算机技术结合==面向各行各业的专用数据库
1.文件存储空间的管理、目录管理、文件读写管理、文件保护、向用户提供操作接口
2.提供了不同的存取方法(索引文件、链接文件、直接存取文件、倒排文件等),支持对文件的基本操作(增、删、改、查等),数据存取基本上以记录为单位
优点:
用户(程序)不必考虑文件存储的物理细节,解脱了对物理设备存取复杂性处理的负担
不足:
数据与程序紧密结合,数据的组织及语义紧密依赖于处理该文件的应用程序,数据结构发生改变则必须修改应用程序,文件之间无联系,文件的记录之间无联系,共享性差,冗余度大,不致性高
1.由DBMS统一存取、 维护数据组织形式及语义,可较强地独立于应用程序(数据的物理独立性和逻辑独立性)
2.把数据及数据结构的定义和描述从应用程序中分离出去,交给DBMS,使得多个应用程序可共享数据及数据结构的操作,数据存取可以记录为单位,也可以以数据项和记录集合为单位
3.统一的数据控制功能,数据共享程度高:系统可自动检查安全性、完整性和并发正确性
4.整体数据结构化,文件(Table)之间、记录之间相互有关联,数据的冗余度小,易扩充
5.独立于应用程序的高效率查询/统计操作
1.数据之间的关联关系由复杂的指针系统来维系,结构描述复杂
2.数据检索操作依赖于由指针系统指示的路径
3.逐一记录的操作,不能有效支持记录集合的操作
1.数据之间的关联关系由Table中属性的值来表征,结构描述简单:Table/relation
2.数据检索操作不依赖于路径信息或过程信息,支持非过程化的数据操作
3.有效支持记录集合的操作
4.较为完善的理论基础
1.按行按列形式组织数据:关系的第1范式
2.数据项的不可再分特性
3.关系运算:关系代数、元组演算、域演算—>标准SQL
4.关系数据库设计理论
1.可有效支持不满足关系第1范式的数据项
2.以对象来封装需分解的数据项
3.行对象与列对象:聚集对象与结构对象
1.是数据库的另种形式被称为半结构化数据库
2.数据
与数据的语义
合并在一起进行存储和处理
3.面向数据交换
而提出,在互联网世界
得到广泛应用
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