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1、数据库技术及应用主讲教师：主讲教师：王王洪洪艳艳信息管理与信息系统专业信息管理与信息系统专业n信管专业必修课，共90学时n了解数据库系统的基本概念和原理n了解数据库相关的理论基础n学会实践操作SQL SERVER2000软件n知晓当代数据库的进展前沿n成绩构成：平时成绩+期末考试成绩 平时成绩：出勤、课堂表现、实验作业课程的性质、任务和基本要求课程的性质、任务和基本要求第1章 数据库基础知识数据库基础知识第2章 数据模型与概念模型数据模型与概念模型第3章 数据库系统的设计方法数据库系统的设计方法第4章 关系数据库关系数据库第5章 关系数据库标准语言关系数据库标准语言SQLSQL第6章 SQL
2、Server 2000SQL Server 2000关系数据库管理系统关系数据库管理系统第7章 关系数据库理论关系数据库理论第8章 数据库保护及数据库保护及SQL ServerSQL Server的数据库保护技术的数据库保护技术第9章 新型数据库系统及数据库技术的发展新型数据库系统及数据库技术的发展数据库技术及应用章节第第1 1章章 数据库基础知识数据库基础知识 1.1 1.1 数据库的特点及相关概念数据库的特点及相关概念1.2 1.2 数据库技术及发展数据库技术及发展 1.3 1.3 数据库系统的结构数据库系统的结构 1.1 1.1 数据库的特点及相关概念数据库的特点及相关概念 1.1.1
3、1.1.1 信息与数据信息与数据1.1.信息（信息（InformationInformation）、）、信息特征及作用信息特征及作用信息就是新的、有用的事实和知识。信息就是新的、有用的事实和知识。信息具有四个基本特征：信息具有四个基本特征：1)1)信息的内容信息的内容是关于客观事物或思想方面的知识；是关于客观事物或思想方面的知识；2)2)信息是有用的信息是有用的，它是人们活动的必需知识（商业竞争），它是人们活动的必需知识（商业竞争）3)3)信息能够在空间和时间上被传递信息能够在空间和时间上被传递，在空间上传递信息称为信息通信，在空间上传递信息称为信息通信，在时间上传递信息称为信息存储；在时间上
4、传递信息称为信息存储；4)4)信息需要一定的形式表示信息需要一定的形式表示。信息本身是看不见、摸不着的，它必须。信息本身是看不见、摸不着的，它必须依附于某种载体（声波、纸张、磁性材料、网络等）才能存在。依附于某种载体（声波、纸张、磁性材料、网络等）才能存在。信息的作用：信息的作用：1)1)它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；它可以提高人们对事物的认识，减少人们活动的盲目性；2)2)信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互信息是社会机体进行活动的纽带，社会的各个组织通过信息网相互了解并协同工作，使整个社会协调发展；了解并协同工作，使整个社会协调发展；（跨国公司）（
5、跨国公司）3)3)信息又是管理活动的核心。要想管理好，就要掌握更多的信息。信息又是管理活动的核心。要想管理好，就要掌握更多的信息。2.2.2.2.数据（数据（数据（数据（DataDataDataData）、）、）、）、数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据是用于承载信息的物理符号。数据是用于承载信息的物理符号。即数据是信息的一种表现形式。即数据是信息的一种表现形式。尽尽管管信信息息有有多多种种表表现现形形式式（手手势势眼眼神神、声声音音图图像像等等），但但数数据据是是最佳的一种。最佳的一种。数据的数据的4 4个特征：
6、个特征：1)1)数据有数据有“型型”和和“值值”之分。之分。2)2)型：指数据结构。值：数据的具体取值型：指数据结构。值：数据的具体取值。2)2)数据受数据类型和取值范围的约束。如：数据受数据类型和取值范围的约束。如：CHARCHAR数据不能赋值给一个数据不能赋值给一个 INTINT数据数据 ；性别字段的取值（性别字段的取值（男男，女女）3)3)数据有定性表示和定量表示之分。数据有定性表示和定量表示之分。如，年龄表示方法：如，年龄表示方法：定性表示：老、中、青定性表示：老、中、青 定量表示：定量表示：5050、4040、3030（实际中，定量表示用的较多）（实际中，定量表示用的较多）4)4)数
7、据应具有载体和多种表现形式。数据应具有载体和多种表现形式。载体：载体：纸张、硬盘等；纸张、硬盘等；表现形式：表现形式：报表、图形、语音等报表、图形、语音等2.2.2.2.数据（数据（数据（数据（DataDataDataData）、）、）、）、数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系及数据的特征数据和信息的关系数据和信息的关系：数据不等于信息，数据是信息表达方式的一种；正确的数据可数据不等于信息，数据是信息表达方式的一种；正确的数据可以表达信息，而虚假、错误的数据所表达的是谬误，不是信息。以表达信息，而虚假、错误的数据所表达的是谬误，不
8、是信息。信息来源于数据，而又高于数据。数据信息来源于数据，而又高于数据。数据信息信息知识。知识。有用的数据才是信息。有用的数据才是信息。1.1.2 1.1.2 数据管理与数据库数据管理与数据库数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作数据处理是指对数据的收集、组织、整理、加工、存储和传播等工作数据处理分三类：数据处理分三类：(1)(1)数数据据管管理理：收收集集信信息息、将将信信息息用用数数据据表表示示并并按按类类别别组组织织保保存存，在在需需要要的时候能够提供数据；的时候能够提供数据；(2)(2)数数据据加加工工：对对数数据据进进行行变变换换、抽抽取取和和运运算算，通通过过
9、数数据据加加工工会会得得到到更更有有用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；用的数据，以指导或控制人的行为或事物的变化趋势；(3)(3)数数据据传传播播：在在空空间间或或时时间间上上以以各各种种形形式式传传播播信信息息，而而不不改改变变数数据据的的结结构、性质和内容，使更多的人得到信息。构、性质和内容，使更多的人得到信息。1.1.数据处理（数据处理（Data ProcessingData Processing）及分类及分类数据管理工作包括数据管理工作包括3 3项内容：项内容：组组织织和和保保存存数数据据：即即将将收收集集到到的的数数据据合合理理地地分分类类组组织织，将将其其存储在物理载
10、体上，使数据能够长期地被保存；存储在物理载体上，使数据能够长期地被保存；进进行行数数据据维维护护：即即根根据据需需要要插插入入新新数数据据、修修改改原原数数据据和和删删除除失效数据的操作；失效数据的操作；提提供供数数据据查查询询和和数数据据统统计计功功能能，以以便便快快速速地地得得到到需需要要的的正正确确数据，满足各种使用要求。数据，满足各种使用要求。2.2.数据管理及内容数据管理及内容数据管理是其他数据处理的核心和基础。数据管理是其他数据处理的核心和基础。3.3.数据库及数据库中数据的性质数据库及数据库中数据的性质*数据库方法数据库方法与文件方法相比，具有以下2 2个特征个特征。1)1)数据
11、库中的数据具有数据整体性。数据库中的数据具有数据整体性。数据库中的数据保持了完整的数据结构，该结构是从全局考虑而建立的；而文件中的数据是不完整的，从某个局部需要而建立的。2)2)数据库中的数据具有数据共享性。数据库中的数据具有数据共享性。不同的用户可以按各自的用法按各自的用法使用数据库中的数据。多个用户可以同时共享同时共享数据库中的数据资源。数据库：数据库：DataBaseDataBase,简称简称DBDB 数据库是长期存储的、有组织、可共享的数据集合。数据库是长期存储的、有组织、可共享的数据集合。是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。数据库中的数据面向多种应用，可以被多个用户、多
12、个应用程序共享。数数据据库库管管理理系系统统（DBMSDBMS）是是专专门门用用于于管管理理数数据据库库的的计计算算机机系系统统软软件件，它它能能够够为为DBDB提提供供数数据据的的定定义义、建建立立、维维护护、查查询询和和统统计计等等操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能操作功能，并完成对数据完整性、安全性进行控制的功能。2.2.2.2.数数数数据据据据库库库库应应应应用用用用系系系系统统统统（DataBaseDataBaseDataBaseDataBase Application Application Application Application SystemSystemS
13、ystemSystem：DBASDBASDBASDBAS）凡凡使使用用数数据据库库技技术术管管理理及及其其数数据据（信信息息）的的系系统统都都称称为为数数据据库库应应用用系系统统。一一个个数数据据库库应应用用系系统统应应携携带带有有较较大大的的数数据据量量，否否则则它它就就不不需需要要数数据据库库管管理理。数数据据库库应应用用系系统统按按其其实实现现的的功功能能，可可以以被被划划分分为为数数据据传传递递系系统统、数数据据处处理理系系统统和和管管理理信信息息系系统统。如如，图图书书借借阅阅管管理理系统，财管管理系统等，都是数据库应用系统。系统，财管管理系统等，都是数据库应用系统。1.1.3 1.
14、1.3 数据库管理系统与数据库应用系统数据库管理系统与数据库应用系统 1.1.1.1.数数数数 据据据据 库库库库 管管管管 理理理理 系系系系 统统统统（DataBaseDataBaseDataBaseDataBase Management Management Management Management SystemSystemSystemSystem：DBMSDBMSDBMSDBMS）3.3.3.3.数据库系统（数据库系统（数据库系统（数据库系统（DataBaseDataBaseDataBaseDataBase System:DBS System:DBS System:DBS Syste
15、m:DBS）数据库系统数据库系统是指带有数据库的计算机应用系统带有数据库的计算机应用系统。一个数据库系统应由计计算算机机硬硬件件、数数据据库库、数数据据库库管管理系统、数据库应用系统和数据库管理员理系统、数据库应用系统和数据库管理员五部分构成。经历了手工管理、文件管理和数据库技术三个阶段。经历了手工管理、文件管理和数据库技术三个阶段。（自己阅读并归纳以下问题）（自己阅读并归纳以下问题）1.2.1 1.2.1 手工管理数据阶段手工管理数据阶段1、硬件上软件上数据处理方式2、这一阶段的特点：1.2.2 1.2.2 文件管理数据阶段文件管理数据阶段1、特点2、缺陷1.2.31.2.3数据库技术的发展
16、历程和研究方向数据库技术的发展历程和研究方向1、数据库技术的发展历程：哪三件大事？结果分别是什么2、当代数据库研究的范围和方向是什么？1.2 1.2 数据库技术及发展数据库技术及发展经历了手工管理、文件管理和数据库技术三个阶段。经历了手工管理、文件管理和数据库技术三个阶段。1.2.1 1.2.1 手工管理数据阶段手工管理数据阶段硬件上：外存只有纸带、卡片、磁带软件上：没有操作系统，没有管理数据的软件数据处理方式：批处理。因此这一阶段的特点如下：1)1)手工管理阶段不保存大量的数据。手工管理阶段不保存大量的数据。2)2)手工管理阶段没有软件系统对数据进行管理。手工管理阶段没有软件系统对数据进行管
17、理。3)3)手工管理阶段基本上没有手工管理阶段基本上没有“文件文件”概念。概念。4)4)手工管理阶段一组数据对应一个程序。手工管理阶段一组数据对应一个程序。1.2 1.2 数据库技术及发展数据库技术及发展1.2.2 1.2.2 文件系统数据管理的特点和缺陷文件系统数据管理的特点和缺陷1.1.文件管理阶段的数据管理特点文件管理阶段的数据管理特点1)1)1)1)管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外管理的数据以文件的形式长久地被保存在计算机的外 存中。存中。存中。存中。2)2)2)2)文文文文件件件
18、件系系系系统统统统有有有有专专专专门门门门的的的的数数数数据据据据管管管管理理理理软软软软件件件件提提提提供供供供有有有有关关关关数数数数据据据据存存存存取取取取、查询及维护功能。查询及维护功能。查询及维护功能。查询及维护功能。3)3)3)3)文件系统中的数据文件已经具有多样化。文件系统中的数据文件已经具有多样化。文件系统中的数据文件已经具有多样化。文件系统中的数据文件已经具有多样化。4)4)4)4)文件系统的数据存取是以记录为单位的。文件系统的数据存取是以记录为单位的。文件系统的数据存取是以记录为单位的。文件系统的数据存取是以记录为单位的。2.2.文件系统在数据管理上的主要缺点文件系统在数据
19、管理上的主要缺点1)文件系统的数据冗余度（Redundancy）大。2)文件系统中缺乏数据与程序独立性。文件系统中的数据文件是为某一特定应用服务的，数据文件的可重复利用率非常低。当数据的逻辑结构改变时，必须修改它的应用程序，同时也要修改文件结构的定义。3)应用程序的改变将影响到文件数据结构的改变。1.2.31.2.3数据库技术的发展历程和研究方向数据库技术的发展历程和研究方向 （略）（略）1.2.4 1.2.4 数据库系统管理数据的特点数据库系统管理数据的特点1.1.1.1.数据库设计时面向数据模型对象数据库设计时面向数据模型对象数据库设计时面向数据模型对象数据库设计时面向数据模型对象2.2.
20、2.2.数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高数据库系统的数据冗余度小、数据共享度高1 1）冗冗余余度度小小，是是指指重重复复的的数数据据少少。这这样样可可以以节节约约存存储储空空间间，还还可可以避免产生数据的不一致性，使得数据维护更方便。以避免产生数据的不一致性，使得数据维护更方便。2 2）共共享享度度高高会会提提高高数数据据的的利利用用率率，使使得得数数据据更更有有价价值值和和更更容容易易、方便地被使用方便地被使用。数数据据库库设设计计的的基基础础是是数数据据模模型型。数据库设计时，要站在全局的角度抽象和组织数据；
21、完整、准确的描述数据自身和数据间的关系；建立适合整体需要的数据模型。现实世界-概念模型-数据模型-数据库3.3.3.3.数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性数据库系统的数据和程序之间具有较高的独立性 由于数据库的数据定义功能（即描述数据结构和存储方式的功能）和数据管理功能（即实现数据查询、统计和增删改功能）是由DBMS提供的，所以数据对应用程序的依赖性大大降低，二者之间具有较高的独立性。独立性高，使得程序的维护也较容易。(1)(1)数据的物理独立性（数据的物理独立性（Physical Data Indep
22、endencePhysical Data Independence）物物理理独独立立性性：是指应用程序对数据存储结构（也称物理结构）的依赖程度。物物理理独独立立性性高高：是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以正常工作。系统可以通过修改物理结构与逻辑结构之间的映象来适应变化。(2)(2)数据的逻辑独立性（数据的逻辑独立性（Logical Data IndependenceLogical Data Independence）逻逻辑辑独独立立性性：是指应应用用程程序序对数据全全局局逻逻辑辑结结构构的依赖程度。数数据据逻逻辑辑独独立立性性高高：是指当数据库系统的数据全全局局逻逻辑辑结
23、结构构改改变变时，它们对应的应用程序不需要改变应用程序不需要改变仍可以正常运行。4.DBS4.DBS4.DBS4.DBS通过通过通过通过DBMSDBMSDBMSDBMS进行数据安全性和完整性的控制进行数据安全性和完整性的控制进行数据安全性和完整性的控制进行数据安全性和完整性的控制5.5.5.5.数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库中数据的最小存取单位是数据项数据库中数据的最小存取单位是数据项 使使系系统统在在进进行行查查询询、统统计计、修修改改等等操操作作时时，能能以以数数据据项项为为单单位位进进行行条条件件表表达达和和数数据据存存取取处处理理，给给系系统
24、统带带来来了了高高效效性性、灵灵活活性性和和方方便性。便性。数据的安全性控制数据的安全性控制是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数是指保护数据库，以防止不合法的使用造成的数据泄漏、破坏和更改。据泄漏、破坏和更改。数据的完整性控制数据的完整性控制是指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防是指为保证数据的正确性、有效性和相容性，防止不符合语义的数据输入或输出所采用的控制机制。止不符合语义的数据输入或输出所采用的控制机制。数据的并发控制数据的并发控制是指排除由于数据共享，即是指排除由于数据共享，即用户并行使用用户并行使用数据库中数据库中的数据时，所造成的数据不完整和系统运行错误问题。的数据时，所
25、造成的数据不完整和系统运行错误问题。数据恢复数据恢复是通过记录数据库运行的是通过记录数据库运行的日志文件日志文件和定期做和定期做数据备份数据备份工作，工作，保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。保证数据在受到破坏时，能够及时使数据库恢复到正确状态。1.3 1.3 数据库系统的结构数据库系统的结构1.3.1 1.3.1 1.3.1 1.3.1 数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构数据库系统的体系结构1.1.1.1.数据库系统需要的硬件资源及对硬件的要求数据库系统需要的硬件资源及对硬件的要求数据库系统需要的硬件资源及对硬件的要求数据库系统需要的硬件资源及对硬
26、件的要求 CPUCPUCPUCPU、内存、外存及其他外部设备内存、外存及其他外部设备内存、外存及其他外部设备内存、外存及其他外部设备。对数据库系统的硬件配置时，应注意对数据库系统的硬件配置时，应注意对数据库系统的硬件配置时，应注意对数据库系统的硬件配置时，应注意3 3 3 3个问题：个问题：个问题：个问题：1)1)1)1)计计计计算算算算机机机机内内内内存存存存要要要要尽尽尽尽量量量量大大大大。DBSDBSDBSDBS中中中中软软软软件件件件构构构构成成成成复复复复杂杂杂杂，包包包包括括括括OSOSOSOS、DBMSDBMSDBMSDBMS、DBDBDBDB等等等等，均需要一定的内存作为程序工
27、作区或缓冲区。均需要一定的内存作为程序工作区或缓冲区。均需要一定的内存作为程序工作区或缓冲区。均需要一定的内存作为程序工作区或缓冲区。2)2)2)2)计算机外存也要尽量大计算机外存也要尽量大计算机外存也要尽量大计算机外存也要尽量大。外存以硬盘为主。外存以硬盘为主。外存以硬盘为主。外存以硬盘为主。3)3)3)3)计计计计算算算算机机机机的的的的数数数数据据据据传传传传输输输输速速速速度度度度要要要要快快快快。运运运运行行行行速速速速度度度度由由由由CPUCPUCPUCPU和和和和数数数数据据据据的的的的I/OI/OI/OI/O传传传传输输输输速速速速度度度度。传输速度是传输速度是传输速度是传输速
28、度是DBSDBSDBSDBS效率的一个重要指标。效率的一个重要指标。效率的一个重要指标。效率的一个重要指标。1.3 1.3 数据库系统的结构数据库系统的结构2.2.2.2.数据库系统的软件组成数据库系统的软件组成数据库系统的软件组成数据库系统的软件组成 操作系统（操作系统（OSOS）：是所有软件运行的基础：是所有软件运行的基础数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）：为建立、管理及维护数据库的系统软件：为建立、管理及维护数据库的系统软件主主语语言言系系统统：是是为为应应用用程程序序提提供供的的诸诸如如程程序序控控制制、数数据据输输入入输输出出、功功能能函函数数、图图形形处处理理、计计
29、算算方方法法等等数数据据处处理理功功能能的的系系统统软软件件。常常用用的的主主语语言有言有C C、COBOLCOBOL、FORTRANFORTRAN等。等。注意：注意：一个应用系统的设计与实现，需要一个应用系统的设计与实现，需要DBMSDBMS和主语言系统配合才能完成。和主语言系统配合才能完成。数数据据库库应应用用开开发发工工具具软软件件：是是DBMSDBMS系系统统为为应应用用开开发发人人员员和和最最终终用用户户提提供供的的应应用用生生成成器器、计计算算机机语语言言等等各各种种软软件件工工具具。如如，DelphiDelphi是是客客户户端端数数据库应用开发软件。据库应用开发软件。数数据据库库
30、应应用用系系统统和和数数据据库库（DBDB）：数数据据库库应应用用系系统统是是为为特特定定环环境境建建立立的数据库、应用程序及文档的有机整体。的数据库、应用程序及文档的有机整体。3.3.数据库系统的人员组成及数据库管理员的职责数据库系统的人员组成及数据库管理员的职责 数数数数据据据据库库库库系系系系统统统统的的的的人人人人员员员员：由由由由开开开开发发发发人人人人员员员员、软软软软件件件件使使使使用用用用人人人人员员员员及及及及软软软软件件件件管管管管理理理理人人人人员员员员组成。组成。组成。组成。软件开发人员：包括系统分析员、系统设计员及程序设计员软件开发人员：包括系统分析员、系统设计员及程
31、序设计员软件开发人员：包括系统分析员、系统设计员及程序设计员软件开发人员：包括系统分析员、系统设计员及程序设计员软件使用人员：指数据库最终用户。软件使用人员：指数据库最终用户。软件使用人员：指数据库最终用户。软件使用人员：指数据库最终用户。软软软软件件件件管管管管理理理理人人人人员员员员：也也也也称称称称为为为为数数数数据据据据库库库库管管管管理理理理员员员员（DataBaseDataBaseDataBaseDataBase AdministratorAdministratorAdministratorAdministrator，简简简简称称称称DBADBADBADBA），），），），其职责为
32、：其职责为：其职责为：其职责为：1)DBA1)DBA1)DBA1)DBA应参与数据库和应用系统的设计。应参与数据库和应用系统的设计。应参与数据库和应用系统的设计。应参与数据库和应用系统的设计。2)2)2)2)DBADBADBADBA应应应应参参参参与与与与决决决决定定定定数数数数据据据据库库库库的的的的存存存存储储储储结结结结构构构构和和和和存存存存取取取取策策策策略略略略的的的的工工工工作作作作，使使使使数数数数据据据据的的的的存存存存储空间利用的更合理，存取效率更高。储空间利用的更合理，存取效率更高。储空间利用的更合理，存取效率更高。储空间利用的更合理，存取效率更高。3)DBA3)DBA3
33、)DBA3)DBA要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。要负责定义数据的安全性要求和完整性条件。定义用户的使用定义用户的使用定义用户的使用定义用户的使用权限、数据保密级别和完整性约束条件。权限、数据保密级别和完整性约束条件。权限、数据保密级别和完整性约束条件。权限、数据保密级别和完整性约束条件。4)DBA4)DBA4)DBA4)DBA负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢负责监视和控制数据库系统的运行，负责系统的维护和数据恢负责监视和控制数据库
34、系统的运行，负责系统的维护和数据恢 复工作。复工作。复工作。复工作。5)DBA5)DBA5)DBA5)DBA负责数据库的改进和重组。负责数据库的改进和重组。负责数据库的改进和重组。负责数据库的改进和重组。1.3.2 1.3.2 DBMSDBMS的功能结构的功能结构 1.1.1.1.数据定义功能数据定义功能数据定义功能数据定义功能2.2.2.2.数据操纵功能数据操纵功能数据操纵功能数据操纵功能3.3.3.3.数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能数据库的建立和维护功能4.4.4.4.数据库的运行管理功能（核心功能）数据库的运行管理功能（核心功能）数据库的运行管理功能（
35、核心功能）数据库的运行管理功能（核心功能）DBMSDBMS能够提供数据定义语言（能够提供数据定义语言（Data Description LanguageData Description Language，简称简称DDLDDL）和相应的建库机制。用户利用和相应的建库机制。用户利用DDLDDL可以方便地建立数据库。可以方便地建立数据库。实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能称实现数据的插入、修改、删除、查询、统计等数据存取操作的功能称为数据操纵功能。数据操纵功能是数据库的基本操作功能，为数据操纵功能。数据操纵功能是数据库的基本操作功能，DBMSDBMS通过提通过提供数据操纵语言
36、（供数据操纵语言（Data Manipulation languageData Manipulation language，简称简称DMLDML）实现其数据实现其数据操纵功能。操纵功能。DBDB的建立功能的建立功能：指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能指数据的载入、转储、重组织功能及数据库的恢复功能;维护功能：指数据库结构的修改、变更及扩充功能。维护功能：指数据库结构的修改、变更及扩充功能。包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、包括并发控制、数据的存取控制、数据完整性条件的检查和执行、数据库内部的维护等。数据库内部的维护等。DBDB的所有操作都要在这些控制程序的
37、统一管理的所有操作都要在这些控制程序的统一管理下进行。下进行。1.3.3 1.3.3 数据库系统的三级数据模式结构数据库系统的三级数据模式结构应用应用A应用应用B应用应用C应用应用D应用应用E外模式外模式1外模式外模式2外模式外模式3外模式外模式模式映象模式映象数据库系统的三级模式结构数据库系统的三级模式结构模式模式内模式内模式数据库数据库模式模式内模式映象内模式映象 数据模型用数据描述语言给出的精确描述数据模型用数据描述语言给出的精确描述称为数据模式数据模式。数据模式是DB框架。数据模式由外模式、模式和内模式组成。数据库的三级模式是外模式（子模式）数据库的三级模式是外模式（子模式）、逻辑模式
38、、内模式（物理模式）。逻辑模式、内模式（物理模式）。1.1.数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构(1)(1)外模式（外模式（外模式（外模式（/子模式）及用户数据库子模式）及用户数据库子模式）及用户数据库子模式）及用户数据库 它是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的它是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的它是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的它是对各个用户或程序所涉及到的数据的逻辑结构和数据特征的描述。描述。描述。描述。以子模式为框架的数据库为用户数据库。以子模式为框架的数据库为用户数据库。子模式是完全按照子模式是完全按照子模式是完全按照子模
39、式是完全按照用户自己对数据的需要、站在局部的角度而设计的。用户自己对数据的需要、站在局部的角度而设计的。用户自己对数据的需要、站在局部的角度而设计的。用户自己对数据的需要、站在局部的角度而设计的。由于由于DBSDBS有多个有多个用户，对应用户，对应多个子模式多个子模式多个子模式多个子模式。(2)(2)(2)(2)模式（模式（/逻辑模式逻辑模式）及概念数据库）及概念数据库它是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。它是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。它是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。它是对数据库中数据的整体逻辑结构和特征的描述。模式是系统为模式是系统为了减少数据冗余、实现
40、数据共享而对所有用户的数据进行综合抽象，了减少数据冗余、实现数据共享而对所有用户的数据进行综合抽象，而得到的全局数据视图。而得到的全局数据视图。一个一个一个一个DBSDBSDBSDBS只能有一个逻辑模式。只能有一个逻辑模式。只能有一个逻辑模式。只能有一个逻辑模式。以逻辑模式为以逻辑模式为以逻辑模式为以逻辑模式为框架的数据库为概念数据库。框架的数据库为概念数据库。框架的数据库为概念数据库。框架的数据库为概念数据库。1.1.数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构(3)(3)(3)(3)内模式（内模式（内模式（内模式（/物理物理物理物理/存储模式）及物理数据库存储模式）及物理数据库存储模式）及物理
41、数据库存储模式）及物理数据库n是数据是数据物理结构和存储方式物理结构和存储方式的描述的描述n是数据在是数据在数据库内部的表示方式数据库内部的表示方式，例如，例如：n记录的存储方式（顺序存储，按照B树结构存储，按hash方法存储）n索引的组织方式n数据是否压缩存储n数据是否加密n数据存储记录结构的规定n一个数据库只有一个数据库只有一个一个内模式内模式n以物理模式为框架的数据库为物理数据库。以物理模式为框架的数据库为物理数据库。注意：注意：注意：注意：在在DBSDBS中，只有物理数据库才是真正存在的，它是存中，只有物理数据库才是真正存在的，它是存放在外存的实际数据文件中；而概念放在外存的实际数据文
42、件中；而概念DBDB和用户和用户DBDB在外存在外存上是不存在的。上是不存在的。用户用户用户用户DBDBDBDB、概念、概念、概念、概念DBDBDBDB、物理、物理、物理、物理DBDBDBDB三者的关系是：三者的关系是：三者的关系是：三者的关系是：用户用户DBDB是概念是概念DBDB的子集，也是物理的子集，也是物理DBDB子集的逻辑描述子集的逻辑描述 概念概念DBDB是物理是物理DBDB的逻辑抽象方式；的逻辑抽象方式；物理物理DBDB是概念是概念DBDB的具体实现。的具体实现。1.1.数据库的三级模式结构数据库的三级模式结构2.2.数据库系统的二级映象技术及作用数据库系统的二级映象技术及作用二
43、二二二级级级级映映映映象象象象技技技技术术术术，不不不不仅仅仅仅在在在在三三三三级级级级数数数数据据据据模模模模式式式式之之之之间间间间建建建建立立立立了了了了联联联联系系系系，同同同同时时时时也保证了数据的独立性。也保证了数据的独立性。也保证了数据的独立性。也保证了数据的独立性。1)1)1)1)外外外外模模模模式式式式/模模模模式式式式的的的的映映映映象象象象：定定定定义义义义并并并并保保保保证证证证了了了了外外外外模模模模式式式式与与与与数数数数据据据据模模模模式式式式之之之之间间间间的的的的对对对对应应应应关关关关系系系系。二二者者映映象象的的定定义义保保存存在在外外模模式式中中。当当模
44、模式式变变化化时时，DBADBA可可以以通通过过修修改改映映象象的的方方法法使使外外模模式式不不变变，而而外外模模式式不不变变，应应用用程程序序就就不不需需要要修修改改，保保证证了了数数据据的的逻辑独立性逻辑独立性逻辑独立性逻辑独立性。2)2)2)2)模模模模式式式式/内内内内模模模模式式式式的的的的映映映映象象象象：定定定定义义义义并并并并保保保保证证证证了了了了数数数数据据据据的的的的逻逻逻逻辑辑辑辑模模模模式式式式与与与与内内内内模模模模式式式式之之之之间间间间的的的的对对对对应应应应关关关关系系系系。它它说说明明数数据据的的记记记记录录录录、数数数数据据据据项项项项在在在在计计计计算算算算机机机机内内内内部部部部是是是是如如如如何何何何组组组组织织织织和和和和表表表表示示示示的的的的。当当数数据据库库的的存存储储结结构构改改变变时时，DBADBA可可以以通通过过修修改改二二者者之之间间映映象象使使数数据据模模模模式式式式不不不不变变变变，只只只只要要要要模模模模式式式式不不不不变变变变，用用用用户户户户仍仍仍仍可可可可按按按按原原原原来来来来的的的的方方方方式式式式使使使使用用用用数数数数据据据据，程程程程序序序序也不需修改也不需修改也不需修改也不需修改，从而保证了数据的，从而保证了数据的物理独立性物理独立性物理独立性物理独立性。