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关系数据库系统的基本架构

发布时间: 2022-06-01 03:23:18

数据库系统的组成,及各自的作用

1、数据库(database,DB)

作用是数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储,有组织,可共享的数据的集合。具有较小的冗余,较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。

2、硬件

构成计算机系统的各种物理设备,包括存储所需的外部设备。作用是硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。

3、软件

包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统是数据库系统的核心软件,作用是在操作系统的支持下工作,科学地组织和存储数据,高效获取和维护数据的系统软件。其主要功能包括数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。

4、人员

主要分类及其作用是系统分析员和数据库设计人员,负责应用系统的需求分析和规范说明,确定系统的硬件配置,并参与数据库系统的概要设计;应用程序员,负责编写使用数据库的应用程序,利用系统的接口或查询语言访问数据库;数据库管理员负责数据库的总体信息控制。

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数据库系统的模型

1、层次模型:用一颗“有向树”的数据结构来表示各类实体以及实体间的联系,树中每一个节点代表一个记录类型,树状结构表示实体型之间的联系。层次数据模型的提出,首先是为了模拟这种按层次组织起来的事物。层次数据库也是按记录来存取数据的。

2、网状模型:取消了层次模型的不能表示非数状结构的限制,两个或两个以上的结点都可以有多个双亲结点,则此时有向树变成了有向图,该有向图描述了网状模型。网状模型中以记录为数据的存储单位。记录包含若干数据项。

3、关系模型:基本假定是所有数据都表示为数学上的关系。关系数据模型以集合论中的关系概念为基础发展起来的。关系模型中无论是实体还是实体间的联系均由单一的结构类型关系来表示。

❷ 数据库系统由什么组成

数据库系统一般由数据库、硬件、软件、人员4个部分组成:

1、数据库是指长期存储在计算机内的,有组织,可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储,具有较小的冗余,较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。

2、硬件是构成计算机系统的各种物理设备,包括存储所需的外部设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。

3、软件包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统是数据库系统的核心软件,是在操作系统的支持下工作,解决如何科学地组织和存储数据,如何高效获取和维护数据的系统软件。其主要功能包括:数据定义功能、数据操纵功能、数据库的运行管理和数据库的建立与维护。

4、人员主要有4类。系统分析员和数据库设计人员,负责应用系统的需求分析和规范说明;应用程序员,负责编写使用数据库的应用程序;最终用户,利用系统的接口或查询语言访问数据库;数据库管理员负责数据库的总体信息控制。

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常见数据库系统

1、Mysql

一个快速的、多线程、多用户和健壮的SQL数据库服务器。MySQL服务器支持关键任务、重负载生产系统的使用,也可以将它嵌入到一个大配置(mass- deployed)的软件中去。

2、SQL Server

Microsoft 公司推出的关系型数据库管理系统。具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点。Microsoft SQL Server 是一个全面的数据库平台,使用集成的商业智能 (BI)工具提供了企业级的数据管理。

3、Oracle

Oracle产品系列齐全,几乎囊括所有应用领域,大型,完善,安全,可以支持多个实例同时运行,功能强。能在所有主流平台上运行。完全支持所有的工业标准。采用完全开放策略。可以使客户选择最适合的解决方案。对开发商全力支持。

❸ 简述数据库系统的组成,介绍几种常见的关系数据库管理系统及其功能

数据
数据是数据库的基本对象,是描述事物符号记录,数据的类型有很多,文本、图形、图像、音频、视频等都是数据,他们经过数字化处理存入计算机。
在现代计算机系统中数据的概念是广义的。早起计算机系统主要用于科学计算,处理的数据为整数、实数、浮点数等。现在计算机储存和处理的对象十分广泛,表示这些对象的数据也随之变得越来越复杂。
数据的表现形式还不能表达其内容的需要解释,数据和关于数据的解释是不能拆分的。数据的解释是对数据含义的说明,数据的含义成为数据的语义,数据与其语义是不可分割的。

数据库
就是存放数据的仓库。数据都是按一定格式储存在计算机设备上的,人们手机一个引用所需要的大量数据之后,将其保存起来作为管理信息系统、办公自动化系统、决策支持系统等各类信息系统的核心部分,是进行科学研究和决策管理的重要技术手段。
严格的讲,数据库是长期储存在计算机内、有组织、可共享的大量数据集合。数据库中的数据按一定数据模型组织、,描述和储存,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。数据库具有永久储存、有组织和可共享三个基本特点。

数据库管理系统
数据库管理系统简称dbms是科学组织和储存数据,对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。高效地获取和维护数据的系统软件。位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。数据库管理系统和操作系统一样是计算机的基础软件,也是一个大型复杂的软件系统。它主要的功能包括:

1.数据定义功能:提供数据定义语言(ddl)。用它书写的数据库模式被翻译为内部表示。数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据操作(如查找、修改、插入和删除等)和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。

2.应用程序的编译:把包含着访问数据库语句的应用程序,编译成在dbms支持下可运行的目标程序。

3.交互式查询:提供易使用的交互式查询语言,如sql。dbms负责执行查询命令,并将查询结果显示在屏幕上。

4.数据的组织与存取:提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。

5.事务运行管理:提供事务运行管理及运行日志,事务运行的安全性监控和数据完整性检查,事务的并发控制及系统恢复等功能。

6.数据库的维护:为数据库管理员提供软件支持,包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组以及性能监控等维护工具。

❹ ●关系型数据库系统(DBS)模型有四层结构是什么

。数据库管理系统(DBMS) :管理系统运行(DataBase Management System)
。数据库(DB) :数据存储的管理者(小管理,受DBMS管理)
。数据表(Table) :数据关系管理者
。数据字段(Field) :依赖于数据表,实际数据存储者

❺ 数据库的主要架构有几种

从数据库最终用户角度看,数据库系统的结构分为单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/服务器、浏览器/应用服务器/数据库服务器多层结构。这是数据库外部体系结构。
物理存储结构、逻辑存储结构、内存结构和实例进程结构。这是内部体系结构

❻ 数据库系统由哪几个部分组成

数据库系统一般由数据库、硬件、软件、人员4个部分组成:


1、数据库是指长期存储在计算机内的,有组织,可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储,具有较小的冗余,较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。


2、硬件是构成计算机系统的各种物理设备,包括存储所需的外部设备。硬件的配置应满足整个数据库系统的需要。


3、软件包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统是数据库系统的核心软件,是在操作系统的支持下工作,解决如何科学地组织和存储数据,如何高效获取和维护数据的系统软件。


4、人员主要有4类。系统分析员和数据库设计人员,负责应用系统的需求分析和规范说明;应用程序员,负责编写使用数据库的应用程序。

(6)关系数据库系统的基本架构扩展阅读

对数据库系统的基本要求是:

①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。

②冗余数据少,数据共享程度高。

③系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。

④能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。

性能

①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。

②冗余数据少,数据共享程度高。

③系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。

④能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受非受权者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。

⑤有重新组织数据的能力,能改变数据的存储结构或数据存储位置,以适应用户操作特性的变化,改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。

❼ 从数据库最终用户角度看,数据库系统的结构分为哪些

由软件、数据库和数据管理员组成。其软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据库由数据库管理系统统一管理,数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库,使数据能被任何有权使用的人有效使用。

数据库管理员一般是由业务水平较高、资历较深的人员担任。数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。计算机的高速处理能力和大容量存储器提供了实现数据管理自动化的条件。

(7)关系数据库系统的基本架构扩展阅读

数据库研究跨越了计算机应用、系统软件和理论三个领域,其中应用促进了新系统的发展,新系统带来了新的理论研究,而理论研究在前两个领域起着指导作用。数据库系统的出现是计算机应用的一个里程碑,它使计算机应用有科学计算向数据处理转变。

因此,计算机可以用于各行各业,甚至在家里。在此之前,文件系统能够处理持久数据,但它们不提供对数据任何部分的快速访问,而这对于数据量不断增加的应用程序至关重要。

❽ 数据库系统的组成部分包括哪3个方面

数据库系统的组成部分包括软件、数据库和数据管理员。

(1)数据库

是指长期存储在计算机内的,有组织,可共享的数据的集合。数据库中的数据按一定的数学模型组织、描述和存储,具有较小的冗余,较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。

(2)软件

包括操作系统、数据库管理系统及应用程序。数据库管理系统是数据库系统的核心软件,是在操作系统的支持下工作,解决如何科学地组织和存储数据,如何高效获取和维护数据的系统软件。

(3)数据管理员:主要有4类

第一类为系统分析员和数据库设计人员,第二类为应用程序员,第三类为最终用户,第四类用户是数据库管理员,负责数据库的总体信息控制。

(8)关系数据库系统的基本架构扩展阅读

数据库系统的基本要求:

1、能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。

2、冗余数据少,数据共享程度高。

3、系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。

4、能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受非受权者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。

❾ 什么是数据库系统的体系结构

三级结构的组织形式称为数据库的体系结构或数据抽象的三个级别。这个结构是于1975年在美国ANSI/X3/SPARC(美国国家标准协会的计算机与信息处理委员会中的标准计划与需求委员会)数据库小组的报告中提出的。

1.1.4.1三级数据视图
数据抽象的三个级别又称为三级数据视图,是不同层次用户(人员)从不同角度所看到的数据组织形式。
(1) 外部视图 第一层的数据组织形式是面向应用的,是应用程序员开发应用程序时所使用的数据组织形式,是应用程序员所看到的数据的逻辑结构,是用户数据视图,称为外部视图。外部视图可有多个。这一层的最大特点是以各类用户的需求为出发点,构造满足其需求的最佳逻辑结构。
(2) 全局视图 第二层的数据组织形式是面向全局应用的,是全局数据的组织形式,是数据库管理人员所看到的全体数据的逻辑组织形式,称为全局视图,全局视图仅有一个。这一层的特点是对全局应用最佳的逻辑结构形式。
(3) 存储视图第三层的数据组织形式是面向存储的,是按照物理存储最优的策略所组织形式,是系统维护人员所看到的数据结构,称为存储视图。存储视图只有一个。这一层的特点是物理存储最佳的结构形式。
外部视图是全局视图的逻辑子集,全局视图是外部视图的逻辑汇总和综合,存储视图是全局视图的具体实现。三级视图之间的联系由二级映射实现。外部视图和全局视图之间的映射称为逻辑映射,全局视图和存储视图之间的映射称为物理映射。

1.1.4.2 三级模式
三级视图是用图、表等形式描述的,具有简单、直观的优点。但是,这种形式目前还不能被计算机直接识别。为了在计算机系统中实现数据的三级组织形式,必须用计算机可以识别的语言对其进行描述。DBMS提供了这种数据描述语言(Data Description Language 简记为DDL)。我们称用DDL精确定义数据视图的程序为模式(Scheme)。与三级视图对应的是三级模式。
(1) 子模式 定义外部视图的模式称外模式,也称子模式。它由对用户数据文件的逻辑结构描述以及和全局视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的子模式DDL定义。一个子模式可以由多个用户共享,而一个用户只能使用一个子模式。
(2) 模式 定义全局视图的模式称逻辑模式,简称模式。它由对全局视图中全体数据文件的逻辑结构描述以及和存储视图中文件的对应关系的描述组成,用DBMS提供的模式DDL定义。逻辑结构的描述包括记录的型(组成记录的数据项名、类型、取值范围等),还有记录之间的联系,数据的完整性、安全保密要求等。
(3) 内模式 定义存储视图的模式称内模式,又称物理模式。它由对存储视图中全体数据文件的存储结构的描述和对存储介质参数的描述组成,用DBMS提供的内模式DDL定义。存储结构的描述包括记录值的存储方式(顺序存储、hash方法、B树结构等),索引的组织方式等。
三级模式的结构如图1.8所示。
三级模式所描述的仅仅是数据的组织框架,而不是数据本身。在内模式这个框架填上具体数据就构成物理数据库,它是外部存储器上真实存在的数据集合。模式框架下的数据集合是概念数据库,它仅是物理数据库的逻辑映像。子模式框架下的数据集合是用户数据库,它是概念数据库的逻辑子集。

❿ 关系数据库的四个层次结构是什么

1.层次模型

层次模型是数据库系统中最早使用的模型,它的数据结构类似一颗倒置的树,每个节点表示一个记录类型,记录之间的联系是一对多的联系,基本特征是:

* 一定有一个,并且只有一个位于树根的节点,称为根节点;
* 一个节点下面可以没有节点,即向下没有分支,那么该节点称为叶节点;
* 一个节点可以有一个或多个节点,前者称为父节点,后者称为子节点;
* 同一父节点的子节点称为兄弟节点。
* 除根节点外,其他任何节点有且只有一个父节点;

图11.7是一个层次模型的例子。

层次模型中,每个记录类型可以包含多个字段,不同记录类型之间、同一记录类型的不同字段之间不能同名。如果要存取某一类型的记录,就要从根节点开始,按照树的层次逐层向下查找,查找路径就是存取路径。如图11.8所示。

层次模型结构简单,容易实现,对于某些特定的应用系统效率很高,但如果需要动态访问数据(如增加或修改记录类型)时,效率并不高。另外,对于一些非层次性结构(如多对多联系),层次模型表达起来比较繁琐和不直观。
2.网状模型

网状模型可以看作是层次模型的一种扩展。它采用网状结构表示实体及其之间的联系。网状结构的每一个节点代表一个记录类型,记录类型可包含若干字段,联系用链接指针表示,去掉了层次模型的限制。网状模型的特征是:

1. 允许一个以上的节点没有父节点;
2. 一个节点可以有多于一个的父节点;

例如,图11.9(a)和图11.9(b)都是网状模型的例子。图11.9(a)中节点3有两个父节点,即节点1和节点2;图11.9(b)中节点4有三个父节点,即节点1,节点2和节点3。

由于网状模型比较复杂,一般实际的网状数据库管理系统对网状都有一些具体的限制。在使用网状数据库时有时候需要一些转换。例如,如图11.10所示。

网状模型与层次模型相比,提供了更大的灵活性,能更直接地描述现实世界,性能和效率也比较好。网状模型的缺点是结构复杂,用户不易掌握,记录类型联系变动后涉及链接指针的调整,扩充和维护都比较复杂。
3.关系模型

关系模型是目前应用最多、也最为重要的一种数据模型。关系模型建立在严格的数学概念基础上,采用二维表格结构来表示实体和实体之间的联系。二维表由行和列组成。下面以教师信息表和课程表为例,说明关系模型中的一些常用术语:
表11.1 教师信息表(表名为:tea_info)
TNO(教师编号)

NAME(姓名)

GENDER(性别)

TITLE(职称)

DEPT(系别)

805

李奇



讲师

基础部

856

薛智永



教授

信息学院

表11.2 课程表(表名为:cur_info)
CNO(课程编号)

DESCP(课程名称)

PERIOD(学时)

TNO(主讲老师编号)

005067

微机基础

40

805

005132

数据结构

64

856

1. 关系(或表):一个关系就是一个表,如上面的教师信息表和课程表。
2. 元组:表中的一行为一个元组(不包括表头)。
3. 属性:表中的一列为一个属性。
4. 主码(或关键字):可以唯一确定一个元组和其他元组不同的属性组。
5. 域:属性的取值范围。
6. 分量:元组中的一个属性值。
7. 关系模式:对关系的描述,一般表示为:关系名(属性1,属性2,... ...,属性n)。

关系模型中没有层次模型中的链接指针,记录之间的联系是通过不同关系中的同名属性来实现的。 关系模型的基本特征是:

1. 建立在关系数据理论之上,有可靠的数据基础;
2. 可以描述一对一,一对多和多对多的联系。
3. 表示的一致性。实体本身和实体间联系都使用关系描述。
4. 关系的每个分量的不可分性,也就是不允许表中表。

关系模型概念清晰,结构简单,实体、实体联系和查询结果都采用关系表示,用户比较容易理解。另外,关系模型的存取路径对用户是透明的,程序员不用关心具体的存取过程,减轻了程序员的工作负担,具有较好的数据独立性和安全保密性。
关系模型也有一些缺点,在某些实际应用中,关系模型的查询效率有时不如层次和网状模型。为了提高查询的效率,有时需要对查询进行一些特别的优化