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1、第1章 数据库系统概述,数据库系统原理及应用,（第三讲）,1.5 数据库的内部体系结构,第1章 数据库系统概述,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,1、逻辑模式 是对DB中全部数据的整体逻辑结构的描述，体现了全局、整体的数据观点。 说明： 在一个DB中，只有一个与数据模型对应的逻辑模式； 数据库应用系统的全部关系模式组成了该逻辑模式； 逻辑模式仅涉及“型”的描述，不涉及具体的值。 每个关系模式的型对应于表头，值对应于其中的元组,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,二、数据库的两级映象,1、三级数据库结构,学生关系（学号，姓名，性别，出生年月，籍贯，专业
2、代码，班级） 专业关系（专业代码，专业名称） 课程关系（课程号，课程名，学时数） 设置关系（专业代码，课程代码） 学习关系（学号，课程号，分数） 教师关系（教工号，教员姓名，教员性别，教员出生年月，教研室，电话） 讲授关系（教工号，课程号）,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,2、外模式 是对数据库用户能看见和使用的局部数据逻辑结构的描述，体现了应用程序员对数据库的数据观点。 说明： 外模式是用户和DBAS的接口； 一个DB可有多个外模式。,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,外模式示例,外模式示例,外模式示例,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,1、三级数据库结构,排课外模式(课程号，
3、课程名，学时，教员姓名，教研室) 学习成绩外模式(学号，姓名，课程号，课程名，学时，分数) 平均成绩外模式(学号，姓名，平均分数),外模式示例,外模式示例,课程成绩CG,S,SC,C,S256 Wang C5 数据库 50 80,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,3、内模式 是对数据库表物理存储结构的描述。 说明： 一个DB只有一个与概念模式对应的内模式。内模式是数据在数据库内部的表示，它定义了数据的内部记录类型、记录寻址技术、索引和文件的组织方式及数据控制方面的内容。,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,3、内模式,一、数据库内部体系结构的三级模式结构,二、DB内部体系结构中的两级影射
4、与数据独立性,1、三级数据库结构,2、应用程序 应用程序是指完成用户组织中所有不同用户对数据库中数据操作功能的程序模块的全体。 用户组织中不同用户/管理人员对数据库中数据操作的功能是由不同的应用程序模块实现的。 不同的应用程序模块只实现对数据库中一个或多个外模式的数据的操作。,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,3、外模式与逻辑模式之间的映射,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,教学安排外模式（视图）： TA(C#，CNAME，CLASSH， TNAME， TRSECTION) 课程成绩外模式（视图）： CG(S#，SNAME，C#，CNAME，CLASSH，GRADE)
5、平均成绩外模式（视图）： A_GRADE(S#，SNAME，AVE(GRADE),3、外模式与逻辑模式之间的映射,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,实现方法： CREATE VIEW CG AS SELECT S.S#, SNAME,SC.C#,CNAME, CLASSH,GRADE FROM S，SC ，C WHERE S.S# = SC.S# AND SC.C#=C.C# ORDER BY S.S#,3、外模式与逻辑模式之间的映射,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,课程成 绩CG,S,SC,C,3、外模式与逻辑模式之间的映射,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独
6、立性,4、逻辑模式与内模式之间的映射,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,图1.14 数据库系统的体系结构,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,图1.14 数据库系统的体系结构,需要强调的是： 数据库三级模式之间的转换是在数据库管理系统（DBMS）的统一控制下实现的。,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,5、数据库的逻辑数据独立性和物理数据 独立性 数据库的逻辑数据独立性 （外模式与逻辑模式间的映射）,当数据库的逻辑模式结构因某种原因修改时，只要没有改变逻辑模式中与外模式定义有关的属性及与其关系模式名的隶属关系，就可使
7、外模式保持不变，从而不需修改应用程序。,二、DB内部体系结构中的两级影射与数据独立性,5、数据库的逻辑数据独立性和物理数据独立性 数据库的物理数据独立性 （逻辑模式与内模式之间的映射）,当数据库的内模式由于某种原因要修改时，可通过对逻辑模式与内模式之间的映象的修改，使逻辑模式尽可能地保持不变，实现内模式的改变尽可能地不修改应用程序。,三、数据库内部体系的概念,数据库的三级模式结构指的是一种从数据库管理系统（DBMS）的角度看到的数据库模式结构和映射关系。 一般，把这种从DBMS角度看到的三级模式结构及模式之间的映像，统称为数据库的内部体系结构。 ？数据库的外部（体系）结构 #,本次课复习要点,
8、逻辑模式 外模式 三级数据库结构 应用程序 外模式与逻辑模式之间的映像 数据库内部体系结构的概念,1951：Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。 1956：IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器 1961：通用电气(GE)公司的Charles Bachman开发了第一个数据库管理系统IDS 1969：E.F. Codd发明了关系数据库。 1973： 由John J.Cullinane领导Cullinane公司开发了 IDMS一个针对IBM主机的基于网络模型的数据库。 1976： Honeywell公司推出了Multics Relational Data
9、 Store第一个商用关系数据库产品。 1979： Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。 1983： IBM 推出了DB2数据库产品。 1985： 为Procter & Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。 1991： W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”。,知识扩充：数据库领域大事记,知识扩充：数据库界的重要人物,埃德加科德（EdgarF.Codd）,关系数据库之父。 1970年提出了关系模型的理论。1970年以后，E.F.Codd继续完善和发展关系理论。 之后创办了一个研究所The Relational Institute和一个公司Codd
10、 & Associations。 1990 年出版了专著The Relational Model for Database Management：Version 2 E.F.Codd 以其对关系数据库的卓越贡献获得了1983 年ACM图灵奖。,埃德加科德（EdgarF.Codd）,C.J.Date 是最早认识到Codd 在关系模型方面所做的开创性贡献的学者之一。 他是关系数据库技术领域中非常著名的独立撰稿人、学者和顾问，他使得关系模型的概念普及化。 参与了IBM公司的SQL/DS和DB2两大产品的技术规划和设计。 30多年来，Date 一直活跃在数据库领域中，其著作有数据库系统导论，对象关系数
11、据库基础：第三次宣言（1998）等。,C.J.戴特(C.J.Date),C.J.戴特(C.J.Date),数据库界的重要人物,美国资讯工程学家。 Jim Gray使关系模型的技术实用化，他为RDBMS成熟并顺利进入市场起到了关键性的作用。 他在事务处理方面取得了突出的贡献，使他成为该技术领域公认的权威，并由此获得图灵奖。 曾参与主持过IMS、System R、SQL/DS、DB2等项目的开发。 出版了一部厚厚的专著：Transaction Processing: Concepts andTechniques。,吉姆格雷（Jim Gray）,吉姆格雷（Jim Gray）,数据库界的重要人物,Michael Stonebraker是Ingres的创始人。 加州大学伯克利分校的教授，著名的数据库学者。 他在1992 年提出对象关系数据库模型。 Stonebraker教授领导了称为Postgres 的后Ingres 项目。这个项目的成果是非常巨大的，在现代数据库的许多方面都做出的大量的贡献。 Stonebraker 教授还做出了一件造福全人类的事情，那就是把Postgres 放在了BSD 版权的保护下。#,Michael Stonebraker,Michael Stonebraker,数据库界的重要人物,作业： 1-12,谢谢大家！,
