从数据库管理系统角度看,数据库系统通常采用三级模式结构,是数据库系统内部的系统结构

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等.

数据库系统模式结构

  一、模式与实例
    模式

      数据库逻辑结构和特征的描述

      是型的描述

      反映的是数据结构机器联系

      模式是相对稳定的

    实例

      模式的一个具体值

      反映数据库某一时刻的状态

      同一个模式可以有很多实例

      实例随数据库中的数据的更新而变动

三级模式结构

  内模式:主要描述存储方式,如顺序存储、树存储、hash存储;以及如何进行索引、压缩、加密。也称存储模式。

  模式/内模式映像:是所有用户的公共数据视图,与应用开发工具、应用无关;与物理存储、硬件环境无关。也称逻辑模式。

  外模式/模式映像:是模式的子集,是用户的数据视图,与某一应用有关。也称子模式、用户模式

  模式

    数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述;

    所有用户的公共数据视图,综合所有用户的需求;

    一个数据库只有一个模式;

    模式的地位:是数据库系统模式结构的中间层;

    与数据的物理存储细节和硬件环境无关;

    与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关;

    模式的定义:数据的逻辑结构(数据项的名字、类型、取值范围等);数据之间的联系;数据有关的安全性、完整性要求。

  外模式

    数据库用户使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述;

    数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示;

    外模式地位:介于模式与应用之间;

    模式与外模式的关系:一对多关系,外模式通常是模式的子集;一个数据库可以有多个外模式,反映不同用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求。对模式中同一数据,在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同;

    外模式与应用的关系:一对多关系。同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所示同,但一个应用程序只能使用一个外模式;

    外模式的用途:保证数据库安全性的一个有力措施;每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据。

  内模式

    是数据物理结构和存储方式的描述;

    使数据在数据库内部的表示方式;

    记录的存储方式

    索引的组织方式

    数据是否压缩存储

    数据是否加密

    数据存储记录结构的规定

    一个数据库只有一个内模式

两级映像

  1.外模式模式映像

    定义外模式与模式之间的对应关系

    每一个外模式都对应一个外模式/模式映像

    外模式/模式映像定义通常包含在各个外模式的描述中

  2.模式/内模式映像

    定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系(如说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的)

    数据库中模式/内模式映像是唯一的

    通常在模式中描述

数据独立性

  三级模式、两级映像使数据库系统具有逻辑独立性和物理独立性

  数据的逻辑独立性

    当模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映像,使外模式保持不变;应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。

  数据的物理独立性

    当数据库的存储结构改变了,数据库管理员修改模式/内模式映像,是模式保持不变;应用程序不受影响,保证了数据与程序的物理独立性。

数据库系统体系结构

 

单用户结构

早期、最简单的数据库系统采用的方式,如数据库维护时用户模式就是单用户结构

应用、DBMS、数据在同机器上;只能有一个用户访问

主从式结构

一个主机带多个终端用户结构

应用、DBMS和数据在同一主机上,多个用户通过终端或网络访问

分布式结构

数据库中数据逻辑上是一个整体,物理上分布在计算机网络的不同节点上,各节点可独立处理本地数据,执行局部应用;也可同时存取和处理多个异地数据、全局应用

应用、DBMS和数据分布在网络中多个主机上,多个用户通过网络访问

客户/服务器结构(C/S结构)

将DBMS功能呢关于应用分开,专门用于执行DBMS的功能的计算机城数据库服务器,其他安装DBMS的外围应用开发工具、支持用户应用的称为客户机。

在计算机网络中主要传送用户请求和处理结果,降低了网络负担。

更开放,客户机与服务器可以适应多种不同的软、硬件平台。

集中式:网络中只有一台数据库服务器,有多台客户机;

分布式:有多台服务器、多台客户机,是客户/服务器结构与分布式结构的结合

应用、开发工具位于客户机上,DBMS和数据位于服务器上,客户机与服务器通过专门的接口进行通讯。

集中式结构中DBMS和数据集中在一台服务器上。

分布式结构中DBMS和数据分布在多台服务器上,由DBMS负责协调各局部数据的管理,所有的服务器形成一个统一的数据库整体面向用户。

B/S结构

 

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