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數(shù)據(jù)庫的基本屬性

發(fā)布時間: 2012/9/14 17:21:01

基本結構

數(shù)據(jù)庫的基本結構分三個層次，反映了觀察數(shù)據(jù)庫的三種不同角度。

(1)物理數(shù)據(jù)層。

它是數(shù)據(jù)庫的最內層，是物理存貯設備上實際存儲的數(shù)據(jù)的集合。這些數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，是用戶加工的對象，由內部模式描述的指令操作處理的位串、字符和字組成。

(2)概念數(shù)據(jù)層。

它是數(shù)據(jù)庫的中間一層，是數(shù)據(jù)庫的整體邏輯表示。指出了每個數(shù)據(jù)的邏輯定義及數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系，是存貯記錄的集合。它所涉及的是數(shù)據(jù)庫所有對象的邏輯關系，而不是它們的物理情況，是數(shù)據(jù)庫管理員概念下的數(shù)據(jù)庫。

(3)邏輯數(shù)據(jù)層。

它是用戶所看到和使用的數(shù)據(jù)庫，表示了一個或一些特定用戶使用的數(shù)據(jù)集合，即邏輯記錄的集合。

數(shù)據(jù)庫不同層次之間的聯(lián)系是通過映射進行轉換的。

主要特點

(1)實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

數(shù)據(jù)共享包含所有用戶可同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，也包括用戶可以用各種方式通過接口使用數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)共享。

(2)減少數(shù)據(jù)的冗余度。

同文件系統(tǒng)相比，由于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余，維護了數(shù)據(jù)的一致性。

(3)數(shù)據(jù)的獨立性。

數(shù)據(jù)的獨立性包括數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫的邏輯結構和應用程序相互獨立，也包括數(shù)據(jù)物理結構的變化不影響數(shù)據(jù)的邏輯結構。

(4)數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中控制。

文件管理方式中，數(shù)據(jù)處于一種分散的狀態(tài)，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用數(shù)據(jù)庫可對數(shù)據(jù)進行集中控制和管理，并通過數(shù)據(jù)模型表示各種數(shù)據(jù)的組織以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。

(5)數(shù)據(jù)一致性和可維護性，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。

主要包括：①安全性控制：以防止數(shù)據(jù)丟失、錯誤更新和越權使用；②完整性控制：保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性；③并發(fā)控制：使在同一時間周期內，允許對數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用；④故障的發(fā)現(xiàn)和恢復：由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時發(fā)現(xiàn)故障和修復故障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞

(6)故障恢復。

由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時發(fā)現(xiàn)故障和修復故障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能盡快恢復數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的故障，可能是物理上或是邏輯上的錯誤。比如對系統(tǒng)的誤操作造成的數(shù)據(jù)錯誤等。

種類

數(shù)據(jù)庫通常分為層次式數(shù)據(jù)庫、網絡式數(shù)據(jù)庫和關系式數(shù)據(jù)庫三種。而不同的數(shù)據(jù)庫是按不同的數(shù)據(jù)結構來聯(lián)系和組織的。

1.數(shù)據(jù)結構模型

(1)數(shù)據(jù)結構

所謂數(shù)據(jù)結構是指數(shù)據(jù)的組織形式或數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。如果用D表示數(shù)據(jù)，用R表示數(shù)據(jù)對象之間存在的關系集合，則將DS=(D，R)稱為數(shù)據(jù)結構。例如，設有一個電話號碼簿，它記錄了n個人的名字和相應的電話號碼。為了方便地查找某人的電話號碼，將人名和號碼按字典順序排列，并在名字的后面跟隨著對應的電話號碼。這樣，若要查找某人的電話號碼(假定他的名字的第一個字母是Y)，那么只須查找以Y開頭的那些名字就可以了。該例中，數(shù)據(jù)的集合D就是人名和電話號碼，它們之間的聯(lián)系R就是按字典順序的排列，其相應的數(shù)據(jù)結構就是DS=(D，R)，即一個數(shù)組。

(2)數(shù)據(jù)結構種類

數(shù)據(jù)結構又分為數(shù)據(jù)的邏輯結構和數(shù)據(jù)的物理結構。數(shù)據(jù)的邏輯結構是從邏輯的角度(即數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和組織方式)來觀察數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)的存儲位置無關。數(shù)據(jù)的物理結構是指數(shù)據(jù)在計算機中存放的結構，即數(shù)據(jù)的邏輯結構在計算機中的實現(xiàn)形式，所以物理結構也被稱為存儲結構。這里只研究數(shù)據(jù)的邏輯結構，并將反映和實現(xiàn)數(shù)據(jù)聯(lián)系的方法稱為數(shù)據(jù)模型。

目前，比較流行的數(shù)據(jù)模型有三種，即按圖論理論建立的層次結構模型和網狀結構模型以及按關系理論建立的關系結構模型。

2.層次、網狀和關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

(1)層次結構模型

層次結構模型實質上是一種有根結點的定向有序樹(在數(shù)學中"樹"被定義為一個無回的連通圖)。下圖是一個高等學校的組織結構圖。這個組織結構圖像一棵樹，校部就是樹根(稱為根結點)，各系、專業(yè)、教師、學生等為枝點(稱為結點)，樹根與枝點之間的聯(lián)系稱為邊，樹根與邊之比為1:N，即樹根只有一個，樹枝有N個。

按照層次模型建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為層次模型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。IMS(Information Manage-mentSystem)是其典型代表。

(2)網狀結構模型

按照網狀數(shù)據(jù)結構建立的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)稱為網狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其典型代表是DBTG(Data Base Task Group)。用數(shù)學方法可將網狀數(shù)據(jù)結構轉化為層次數(shù)據(jù)結構。

(3)關系結構模型

關系式數(shù)據(jù)結構把一些復雜的數(shù)據(jù)結構歸結為簡單的二元關系(即二維表格形式)。例如某單位的職工關系就是一個二元關系。

由關系數(shù)據(jù)結構組成的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)被稱為關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

在關系數(shù)據(jù)庫中，對數(shù)據(jù)的操作幾乎全部建立在一個或多個關系表格上，通過對這些關系表格的分類、合并、連接或選取等運算來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的管理。dBASEII就是這類數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的典型代表。對于一個實際的應用問題(如人事管理問題)，有時需要多個關系才能實現(xiàn)。用dBASEII建立起來的一個關系稱為一個數(shù)據(jù)庫(或稱數(shù)據(jù)庫文件)，而把對應多個關系建立起來的多個數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。dBASEII的另一個重要功能是通過建立命令文件來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的使用和管理，對于一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相應的命令序列文件，稱為該數(shù)據(jù)庫的應用系統(tǒng)。因此，可以概括地說，一個關系稱為一個數(shù)據(jù)庫，若干個數(shù)據(jù)庫可以構成一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以派生出各種不同類型的輔助文件和建立它的應用系統(tǒng)。

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