链喇4舍贸多本号 管理信息系统 应用A 应用B 应用C 应用D 应用E 外模式 外模式 外模式 概念模式 DBMS 内模式 数据库 图3-4数据库三级模式 外模式定义了允许用户操作的数据库数据，也称为用户模式或子模式。对最终用户来讲，所看 到的视图就是外模式。由于不同用户需求相差很大，看待数据的方式与所使用的数据内容各不相同， 对数据的保密性要求也各有差异，因此，不同用户的外模式也不相同。 概念模式，简称为模式，是数据库全部数据的逻辑结构和特征描述，它以数据模型为基础，采 用数据库系统提供的模式描述语言进行定义，可以被看作是现实世界中一个组织或部门中实体及其 联系的抽象模型在数据库系统中的实现。概念模式不同于外模式，与具体的应用程序无关：也不同 于内模式，与数据库的硬件环境与存储格式无关。 概念模式不仅要定义数据的逻辑结构，而且要定义与数据有关的安全性和完整性；不仅要定义 数据记录的内部结构，还要定义这些数据之间的联系。 内模式也称为存储模式，用来描述数据的物理结构和存储方式。 数据库三级模式的意义在于提供数据的层次结构，保持数据的独立性。内模式到概念模式之间 的分割提供了数据的物理独立性，即当数据的物理结构发生变化时，如存储设备的改变、数据存储 位置或存储组织方式的改变等，不影响数据的逻辑结构。例如，为了提高数据的存取效率，数据库 设计人员重新组织数据的物理组织，这种改变由于内模式与概念模式的存在，而使得数据的概念模 式不会受到影响，也不需要修改应用程序。 概念模式到外模式的映像提供了数据的逻辑独立性，即当数据的整体逻辑结构发生变化时，如 为原有记录增加新的数据项、在概念模式中增加新的数据类型、增加新的数据库记录等，都不影响 外模式。例如，在采购系统中，因为产品结构的变化，采购的零部件需要增、删、修改、更新等， 根据新的数据需求修改数据库之后，并不引起应用程序的变化。 数据库的三级模式，提供了高度的数据独立性。其中，数据库的全局逻辑描述是独立于其他所 有结构描述的，在定义数据库结构时，应该首先定义概念模式。内模式则是将概念模式中所定义的 数据进行适当的组织并加以存储，以实现较好的时空效率。 总之，数据库的三级模式是数据库管理的结构框架，依照这些数据框架组织的数据才是数据库 内容。在数据库设计时，主要是定义数据库的三级模式，而在用户使用数据库时，关心的是数据库 的内容。数据库的模式通常是稳定的，而数据库的数据通常是经常变化的，特别是来自企业业务流 程的数据，数据始终处于动态变化之中。 第6页共19页
管理信息系统 内模式 概念模式 外模式 外模式 外模式 应用 B 应用 C 应用 D 应用 E DBMS 应用 A 数据库 图 3-4 数据库三级模式 外模式定义了允许用户操作的数据库数据，也称为用户模式或子模式。对最终用户来讲，所看 到的视图就是外模式。由于不同用户需求相差很大，看待数据的方式与所使用的数据内容各不相同， 对数据的保密性要求也各有差异，因此，不同用户的外模式也不相同。 概念模式，简称为模式，是数据库全部数据的逻辑结构和特征描述，它以数据模型为基础，采 用数据库系统提供的模式描述语言进行定义，可以被看作是现实世界中一个组织或部门中实体及其 联系的抽象模型在数据库系统中的实现。概念模式不同于外模式，与具体的应用程序无关；也不同 于内模式，与数据库的硬件环境与存储格式无关。 概念模式不仅要定义数据的逻辑结构，而且要定义与数据有关的安全性和完整性；不仅要定义 数据记录的内部结构，还要定义这些数据之间的联系。 内模式也称为存储模式，用来描述数据的物理结构和存储方式。 数据库三级模式的意义在于提供数据的层次结构，保持数据的独立性。内模式到概念模式之间 的分割提供了数据的物理独立性，即当数据的物理结构发生变化时，如存储设备的改变、数据存储 位置或存储组织方式的改变等，不影响数据的逻辑结构。例如，为了提高数据的存取效率，数据库 设计人员重新组织数据的物理组织，这种改变由于内模式与概念模式的存在，而使得数据的概念模 式不会受到影响，也不需要修改应用程序。 概念模式到外模式的映像提供了数据的逻辑独立性，即当数据的整体逻辑结构发生变化时，如 为原有记录增加新的数据项、在概念模式中增加新的数据类型、增加新的数据库记录等，都不影响 外模式。例如，在采购系统中，因为产品结构的变化，采购的零部件需要增、删、修改、更新等， 根据新的数据需求修改数据库之后，并不引起应用程序的变化。 数据库的三级模式，提供了高度的数据独立性。其中，数据库的全局逻辑描述是独立于其他所 有结构描述的，在定义数据库结构时，应该首先定义概念模式。内模式则是将概念模式中所定义的 数据进行适当的组织并加以存储，以实现较好的时空效率。 总之，数据库的三级模式是数据库管理的结构框架，依照这些数据框架组织的数据才是数据库 内容。在数据库设计时，主要是定义数据库的三级模式，而在用户使用数据库时，关心的是数据库 的内容。数据库的模式通常是稳定的，而数据库的数据通常是经常变化的，特别是来自企业业务流 程的数据，数据始终处于动态变化之中。 第 6 页 共 19 页
肖好经份餐多大是 管理信息系统 3.1.4数据库管理系统(DBMS)的功能及其工作过程 1.数据库管理系统的主要功能 (1)数据库的定义功能 DBMS提供数据描述语言(DDL),定义数据库的外模式、概念模式、内模式、数据的完整性约 束和用户的权限等。例如Oracle的数据库管理系统提供DDL,定义Oracle数据库的表、视图、索引 等各种对象。DBMS把用DDL写的各种源模式翻译成内部模式，放在数据字典中，作为管理和存取 数据的依据。例如DBMS可把应用的查询请求从外模式，通过模式转化到物理记录，查询出结果返 回给应用。 (2)数据操纵功能 DBMS提供的数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)可实现对数据的插入、删除 和修改等操作。DML语言有两种用法：一种方法是把DML语句嵌入到高级语言中，另一种方法是 交互式地使用DML语句。对于第一种方法，DBMS必须提供预编译程序，预处理嵌入DML语句的 源程序，识别DML语句，转换为相应高级语言能调用的语句，以便原来的编译程序能接受和处理它 们。 (3)数据库的控制功能 数据库的控制功能包括并发控制、数据的安全性控制、数据的完备性控制和权限控制，保证数 据库系统的正确有效运行。 (4)数据库的维护功能 已经建立好的数据库，在运行过程中需要进行维护。维护功能包括数据库出现故障后的恢复、 数据库的重组、性能的监视等。这些功能大部分由实用程序来完成。 (5)数据字典 数据字典(Data Dictionary,DD)中存放着数据库体系结构的描述。对于应用的操作，DBMS 都要通过查阅数据字典进行。例如Oracle数据库系统，其数据字典中存放着用户建立的表和索引、 系统建立的表和索引以及用于恢复数据库的信息等。当增加表、删除表或修改表的内容时，DBMS 自动更新数据字典；当应用检索数据时，Oracle的DBMS动态地将数据字典与用户程序或终端操作 连起来，保持系统正确地运行。Access数据库管理系统动态地提供了对象浏览器，将数据字典以对 象的形式同其他数据库对象一起进行管理。 2.数据库管理系统的工作过程 一个数据库系统的建立是按模式和存储模式描述的框架，将原始数据存储到设备介质上形成的。 用户可以通过应用程序或查询语言实现对数据的操作。 下面我们以应用程序读取一个记录为例讨论一下DBMS的工作过程，以了解DBMS与应用程序、 操作系统的接口以及三级模式的使用，如图3-10所示。 第7页共19页
管理信息系统 3.1.4 数据库管理系统（DBMS）的功能及其工作过程 1．数据库管理系统的主要功能 （1） 数据库的定义功能 DBMS 提供数据描述语言（DDL），定义数据库的外模式、概念模式、内模式、数据的完整性约 束和用户的权限等。例如 Oracle 的数据库管理系统提供 DDL，定义 Oracle 数据库的表、视图、索引 等各种对象。DBMS 把用 DDL 写的各种源模式翻译成内部模式，放在数据字典中，作为管理和存取 数据的依据。例如 DBMS 可把应用的查询请求从外模式，通过模式转化到物理记录，查询出结果返 回给应用。 （2） 数据操纵功能 DBMS 提供的数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML）可实现对数据的插入、删除 和修改等操作。DML 语言有两种用法：一种方法是把 DML 语句嵌入到高级语言中，另一种方法是 交互式地使用 DML 语句。对于第一种方法，DBMS 必须提供预编译程序，预处理嵌入 DML 语句的 源程序，识别 DML 语句，转换为相应高级语言能调用的语句，以便原来的编译程序能接受和处理它 们。 （3） 数据库的控制功能 数据库的控制功能包括并发控制、数据的安全性控制、数据的完备性控制和权限控制，保证数 据库系统的正确有效运行。 （4） 数据库的维护功能 已经建立好的数据库，在运行过程中需要进行维护。维护功能包括数据库出现故障后的恢复、 数据库的重组、性能的监视等。这些功能大部分由实用程序来完成。 （5） 数据字典 数据字典（Data Dictionary，DD）中存放着数据库体系结构的描述。对于应用的操作，DBMS 都要通过查阅数据字典进行。例如 Oracle 数据库系统，其数据字典中存放着用户建立的表和索引、 系统建立的表和索引以及用于恢复数据库的信息等。当增加表、删除表或修改表的内容时，DBMS 自动更新数据字典；当应用检索数据时，Oracle 的 DBMS 动态地将数据字典与用户程序或终端操作 连起来，保持系统正确地运行。Access 数据库管理系统动态地提供了对象浏览器，将数据字典以对 象的形式同其他数据库对象一起进行管理。 2．数据库管理系统的工作过程 一个数据库系统的建立是按模式和存储模式描述的框架，将原始数据存储到设备介质上形成的。 用户可以通过应用程序或查询语言实现对数据的操作。 下面我们以应用程序读取一个记录为例讨论一下 DBMS 的工作过程，以了解 DBMS 与应用程序、 操作系统的接口以及三级模式的使用，如图 3-10 所示。 第 7 页 共 19 页