可以從多個角度來考察資料庫系統的整體結構。
從構件角度看,資料庫系統由硬體、軟體等部分組成。
從資料庫管理系統角度看,資料庫系統通常採用**模式結構,這是資料庫管理系統內部的系統結構。
從終端使用者角度看,資料庫系統結構可以分為集中式結構、分布式結構、客戶/伺服器結構和並行結構。這也是資料庫系統外部的體系結構。
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先看看資料庫系統的模式結構。
在資料庫系統中,使用者看到的資料和計算機從存放的資料是兩回事。但二者之間是有聯絡的,實際上它們之間已經通過了兩次變換:第一次是系統為了減少冗餘,實現資料共享,把所有使用者的資料進行綜合,抽象成乙個統一的資料檢視(概念模型);第二次是為了提高訪問效率,改善效能,把全域性檢視的資料按照物理組織的最優形式存放(物理模型)起來。
美國國家標準委員會(ansi)所屬的標準計畫合要求委員會(standards planning and requirements committee,sparc)於2023年公布了關於資料庫標準的報告,提出了資料庫的**組織結構,稱為sparc分級結構,分別為內模式、模式、外模式。
1內模式
內模式也稱為儲存模式,它是資料庫在物理儲存器上具體實現的描述,是資料在資料庫內部的表示方法,也是資料物理結構和儲存方式的描述。乙個資料庫只有一種內模式。
2模式模式也稱為邏輯模式或概念模式,是對資料庫中全體資料的邏輯結構和特徵的描述,是資料庫系統模式結構的中間層,既不涉及資料庫儲存細節和硬體環境,也不涉及具體的應用程式、所使用的應用開發工具和高階程式語言。
乙個資料庫只有一種模式。資料庫模式以某種資料模型為基礎,統一綜合地考慮了所有使用者的需求,並將這些需求有機地結合成乙個邏輯整體。
模式是資料項值的框架。資料庫系統的模式通常還包含訪問控制、保密定義、完整性檢查等方面的內容。
3外模式
外模式也稱為子模式或使用者模式,它是使用者能夠看見和使用的區域性資料的邏輯結構和特徵的描述,是使用者的資料檢視,是與某一應用有關的資料的邏輯表示。
外模式一般是模式的子集,一種模式可以由多種外模式。由於它是各個使用者的資料檢視,所以,如果不同的使用者在應用需求、看待資料的方式、對資料保密的要求等各方面存在差異,則對外模式的描述就是不同的。即使是模式中的同一資料,其在外模式中的結構、型別、長度、保密級別等也可以不同。另外,同一外模式也可以為某一使用者的多個應用系統所用,但是乙個應用程式只能使用一種外模式。
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外模式是保證資料庫安全的一種有力措施,使用者只能看見和訪問所對應的外模式中的資料,資料庫中的其他資料是不可見的。
4模式之間的對映
資料庫系統的**模式是資料庫在三個級別上的抽象,把資料的具體組織留給資料庫管理系統,使用者就能夠邏輯地處理資料,而不必關心資料在計算機中的具體表示方式和儲存方式。為了能夠在內部實現這三個抽象層次的聯絡和轉換,資料庫管理系統在這**模式之間提供了兩層對映:
(1)外模式/模式之間的對映
(2)模式/內模式之間的對映
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