重点与难点：

  • 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
  • 一组概念的区分：数据 模式 数据模型
  • 几种数据模型的差异：网状/层次模型 关系模型 OO数据模型

一. 数据库系统的标准结构

1. 数据库系统的分层抽象

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DBMS管理数据的三个层次：

  • External Level （外部层次） = User Level（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
  • Conceptual Level（概念层次）= Logic Level（逻辑层次）：从全局角度理解/管理的数据，含相应的关联约束
  • Internal Level（内部层次）= Physical Level（物理层次）：存储在介质上的数据，含存储路径、存储方式、索引方式等

2. 数据（视图）与模式

  • 视图（View）/数据（Data）：某一种表现形式下表现出来的数据库中的数据
  • 模式（Schema）——数据的结构：对数据库中数据所进行的结构性的描述，所观察到数据的结构信息（是对视图的一种抽象）

3. 三级模式两层映像

3.1 三级模式

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  • External Schema/ (External) View: 用户能够看到与处理的数据的结构描述
  • (Conceptual) Schema/ Conceptual View: 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
  • Internal Schema/ Internal View: 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

3.2 两层映像

  • E-C Mapping：将外部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 Mapping：将概念模式映射为内部模式，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

4. 两个独立性

  • 逻辑数据独立性：当概念模式变化，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，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

避免应用程序的不断修改

二. 数据模型

数据模式 VS. 模式 VS. 数据

1. 数据模型的概念

数据模型

  • 规定模式统一描述方式的模型，包括：数据结构、操作和约束
  • 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 数据的结构的结构是数据模型

2. 三大经典数据模型

  • 关系模型： 表的形式组织数据
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  • 层次模型： 树的形式组织数据
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    • 节点——实体型：通常是描述一条记录的结构形式
    • 连接两个实体结构——系型：指出连接两个实体型之间的联系（通常由指针建立）
  • 网状模型： 图的形式组织数据
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三. 数据库系统的演变与发展

1. 数据库发展的四个阶段

  • 第一阶段：数据库技术探索阶段：研制成功格式文件系统，正式提出 “Database“
  • 第二阶段：数据库技术确立阶段：三大数据库（层次、网状、关系）提出和深入研究，商业数据库（多为网状和层次型系统），关系数据库理论
  • 第三阶段：数据库技术成熟阶段：提出标准化数据库系统结构模型，关系数据库迅速发展，关系理论日臻完善，数据库普及
  • 第四阶段：数据库技术深化发展阶段：理论化，新型数据库，与其他技术结合

2. 文件系统到数据库

3. 由层次模型数据库、网状模型数据库到关系数据库

层次、网状模型数据库：复杂的指针系统来维系（用户建立），逐一记录的操作

关系数据库：数据之间的关系又Table中属性值来表示（消除了指针），数据检索不依赖于路径信息或过程信息、支持非过程化的数据操作，有效支持记录集合的操作，有理论基础

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