数据库系统结构

这是一篇关于数据库系统结构的思维导图，主要内容包括：数据描述，数据模型，数据库管理系统（DBMS），数据库系统（DBS），数据库体系结构。

数据库系统结构

• 数据描述
  • 概念设计中的数据描述
    • ​实体
      • 客观存在的事物（如学生、订单）
    • 实体集
      • 同类实体的集合（如所有学生）
    • 属性
      • 实体的特性（如学号、姓名）
    • 实体标识符
      • 唯一标识实体的属性（如学号）
  • 逻辑设计中的数据描述
    • 字段​
      • 最小信息单位（如学号字段）
    • ​记录​
      • 字段的有序集合（如一条学生记录）
    • 文件​
      • 同类记录的集合（如学生文件）
    • 关键码​
      • 唯一确定记录的字段（如学号）
  • 物理存储中的数据描述
    • ​存储单位​
      • 位、字节、字、块、桶、卷
    • ​数据形式
      • 物理数据（存储细节）与逻辑数据（用户视图）
• 数据模型
  • 实体联系模型（ER模型）​
    • 2.1
    • 基本成分
      • 矩形（实体）、菱形（联系）、椭圆形（属性）、连线（关联）
    • 设计过程
      • 确定实体→定义联系→组合ER图→添加属性→标识键
    • 特点
      • 直接表示概念模型，用户友好
  • 层次模型
    • 2.2
    • ​结构​
      • 树形层次，非根节点仅一个父节点
    • 特点​
      • 查询效率高，但仅支持1:N联系
  • 网状模型
    • 结构​
      • 有向图表示实体间联系
    • 特点​
      • 支持M:N联系，但数据结构复杂
  • 关系模型
    • 结构​
      • 二维表格表达实体集
    • 特点
      • 数据结构简单，通过键导航数据
• 数据库管理系统（DBMS）
  • 工作模式
    • 接收请求→转换指令→操作数据库→处理结果→返回用户
  • 主要功能
    • ​定义功能​：通过DDL定义三级结构。
    • ​操纵功能​：通过DML实现数据操作（检索、更新）。
    • ​保护功能​：恢复、并发控制、完整性、安全性。
    • ​维护功能​：数据载入、转换、性能监控。
  • 模块组成
    • ​查询处理器​：DDL编译器、DML编译器、查询运行核心。
    • ​存储管理器​：权限管理器、事务管理器、文件管理器、缓冲区管理器。
• 数据库系统（DBS）
  • 组成
    • 数据库​：数据集合（物理数据库+描述数据库）。
    • ​硬件​：CPU、内存、外存、I/O设备。
    • ​软件​：DBMS、OS、主语言（如Java）、开发工具（如PowerBuilder）。
    • ​人员​：数据库管理员（DBA）。
  • 全局结构
    • ​用户分类​：DBA、专业用户、应用程序员、终端用户。
    • ​核心组件​：查询处理器、存储管理器、磁盘数据结构（数据文件、索引、日志）
  • 分类
    • 集中式DBS​：单机运行（如大型机系统）。
    • ​客户机/服务器式DBS​：功能分布（前端处理+后端数据控制）。
    • ​并行式DBS​：多CPU/磁盘并行操作（处理海量数据）。
    • ​分布式DBS​：数据物理分布，逻辑统一（通过通信网络连接）。
• 数据库体系结构
  • 三级模式结构
    • ​外部级​
      • 用户视图（外模式）
    • ​概念级​
      • 全局视图（概念模式）
    • 内部级​
      • 物理存储视图（内模式）
  • 两级映像
    • 外模式
      • 实现逻辑数据独立性
    • 内模式
      • 实现物理数据独立性
  • 数据独立性
    • ​物理独立性​
      • 存储结构变化不影响逻辑结构
    • ​逻辑独立性​
      • 逻辑结构变化不影响应用程序