数据库系统的层次结构-数据库系统的五层结构及其功能解析 (数据库系统的核心)

教程大全 2025-07-17 02:43:08 浏览次

随着计算机技术的不断发展，数据库系统已经成为了现代信息化建设中非常重要的一环。而数据库系统的结构设计也是影响数据库系统性能的重要因素之一。数据库系统的结构可以被划分为不同的层级，而这些层级在数据库系统的性能和功能上都起着至关重要的作用。本文将对数据库系统的五层结构及其功能进行详细的解析。

一、外部模式层

外部模式层是数据库系统结构的最上层，也是用户最常接触到的层级。它为用户提供了访问数据库的界面，实现了用户和数据的交互。在外部模式层中，每个用户可以根据自身需要定义自己需要使用的数据视图，并且可以通过视图来访问数据库中所需的数据。外部模式中还包括数据的安全性、完整性和一致性等方面的定义。

二、概念模式层

概念模式层是数据库系统结构的中间层，在整个数据库系统中起着连接用户需求与实际数据存储的作用。概念模式层是与数据存储无关的抽象层，该层定义了数据库中所存储数据的概念结构和关系，而不关心具体的数据存储方式。在概念模式层中，定义了数据实体的属性、关系和约束，可以看做是数据库系统中数据的逻辑模型。

三、内部模式层

内部模式层是数据库系统结构中的底层，它负责将逻辑结构转化为物理存储方式。在内部模式层中，定义了数据在磁盘上的存储方式和存储的结构，还定义了索引的存储方式和存储结构、数据的组织方式等等。内部模式层提供了存储管理和数据结构的定义。

四、存储模式层

存储模式层是概念模式层和内部模式层之间的桥梁，将概念模式转化为内部模式。它定义了数据在内部模式中的存储结构，实现了数据的逻辑和物理转化。在存储模式中，还定义了存储方式的选择、索引的使用和优化等与数据存储有关的问题。

五、数据操作层

数据操作层是数据库系统结构中更底层的一层。该层定义了对数据库的操作和管理，为上层提供数据操作接口。在数据操作层中，包括数据的插入、删除、修改、查询等各项操作，同时还负责数据的完整性检查、事务管理、并发控制等操作。

综上所述，数据库系统的五层结构包括外部模式层、概念模式层、内部模式层、存储模式层、数据操作层，每一层都有其具体的功能。外部模式层是用户接口的设置，概念模式层是逻辑结构设计，内部模式层是物理结构的设计，存储模式层是概念模式与内部模式的连接桥梁，而数据操作层负责数据库的操作和管理。这五层结构相互关联，相互作用，共同构成了完整的数据库系统。

结构的设计对于数据库系统的性能和功能具有非常重要的影响。因此，数据库系统的结构设计需要综合考虑数据库系统的使用特点、数据量大小、数据访问频率、数据安全性等多方面因素。在实际的应用中，合理的数据库结构能够提高系统性能、降低维护工作量、保障数据的安全性和完整性。

相关问题拓展阅读：

数据库系统的内部结构体系简介

计算机安全是计算机技术的一个分支，其目标包括保护信息免受未经授权的访问、中断和修改，同时为系统的预期用户保持系统的可访问性和可用性。下面是我收集的数据库系统的内部结构体系，希望大家认真阅读!

数据库系统的内部具有三级模式与二级映射。

1)数据库系统的三级模式

数据模式是数据库系统中数据结构的一种表示形式，它具有不同的层次与结构方式。

(1)概念模式

概念模式是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，是全体用户公共数据视图。概念模式主要描述数据的概念记录类型以及它们之间的关系，还包括一些数据间的语义约束。

(2)外模式

外模式又称子模式或用户模式，是用户的数据视图，即用户见到的数据模式。

概念模式给出系统全局的数据描述而外模式则给出每个用户的局部数据描述。

(3)内模式

内模式又称物理模式，它给出数据库物理存储结构与物理存储方法，如数据存储的文件结构、索引、集簇及hash等存取方式与存取路径，内模式的物理性主要体现在操作系统及文件级上。

内模式对一般的用户是透明的.，但它的设计直接影响到数据库系统的性能。

模式的三个级别层次反映了模式的三个不同环境以及它们的不同要求，其中内模式处于更底层，它反映数据在计算机物理结构中的实际存储形式，概念模式牌中层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于最外层，通过两种映射由物理数据库映射而成它反映用户对数据的要求。

2)数据库系统的二级映射

数据库系统的三级模式是对数据的三个级别抽象，它把数据的具体物理实现留给物理模式，使得全局设计者不必关心数据库的具体实现与物理背景;通过两级映射建立了模式间的联系与转换，使得概念模式与外模式虽然并不物理存在，但也能通过映射获得实体。同时，两级映射也保证了数据库系统中数据的独立性。

两级模式的映射：

概念模式到内模式的映射：该祥闹消映射给出概念模式中数据的全局逻辑结构到数据的物理存储结构间的对应关系

外模式到概念模式的映射：该映射给出了外模式与概念模式之间的对应关系

【拓展】外部结构

从数据库最终用户角度看谨知，数据库系统的结构分为集中式(单用户结构、主从式结构)、分布式(客户机/ 服务器结构)和多层结构，这是数据库系统外部的体系结构。

(1)单用户应用结构：是运行在个人计算机上的结构模式，常称为桌面弯毁(Desktop)DBMS。属于单用户DBMS的主要产品有：Microsoft Access、Paradox、Fox系列。单用户的DBMS的功能在数据的一致性维护、完整性检查及安全性管理上是不完善的。桌面数据库管理系统中比较好的有Access、Paradox等，它基本实现了DBMS应该具有的功能。

(2)主机/终端结构：是以大型主机为中心(Mainframe．Centric)的结构模式，也称为分时共享(Time—Sharing)模式，它是面向终端的多用户计算机系统(主从式结构)。该结构以一台主机为核心，将操作系统、应用程序、DBMS、数据库等数据和资源均放在该主机上，所有的应用处理均由主机承担，每个与主机相连接的终端都是作为主机的一种I/O设备。由于是集中式管理，主机的任何错误都有可能导致整个系统的瘫痪。因此，这种结构对系统的主机的性能要求比较高，维护费用也较高。

(3)客户机/服务器(Client—Server，C/S)结构：是随着计算机网络的广泛使用而出现的结构模式。该结构是将一个数据库分解为客户机(称为前端，Front—End)、应用程序和服务器(称为后端，Back-End)三部分，通过网络连接应用程序和服务器。由于C/S结构的本质是通过对服务功能的分布实现分工服务，因而又称为分布式服务模式。人们将C/S称为二层结构的数据库应用模式。

(4)多层数据库应用结构：将应用程序放在服务器端执行，客户机端安装统一的前端运行环境——浏览器，在客户机和服务器之间增加一层用于转换的服务器，形成三层结构的数据库应用模式，这就是Intemet/Intranet环境下数据库的应用模式。三层结构是由二层(C/S)结构扩展而来的，这种三层结构也称为浏览器/Web 服务器/数据库服务器(B/W/S)结构。

关于数据库系统的层次结构的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站。

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超市各项操作流程？怎么样管理好超市！~？

由于本系统设计针对该超市的具体情况，因此用户需求的目的是通过该企业的需求调查，从中总结出企业对管理信息系统的需求，然后根据这些需求设计出系统的方案。需求收集和分析是数据库设计的第一阶段。需求分析定义了软件产品的各种用户需求如功能、性能等，需求分析是否透彻、完整、正确是软件项目成败的关键。这一阶段收集到的基础数据是下一步设计概念结构的基础。从数据库设计的角度考虑，需求分析阶段的目标是:对现实世界要处理的对象(组织、部门、企业等)进行详细调查，在了解原系统的概况，确定新系统功的过程中，收集支持系统目标的基础数据及其处理，最重要的就是建立用户数据模型。无论是采取哪种开发策略，都需要访问用户、记录需求，并根据这些需求建立数据模型的原型，这样的模型标识了需要在数据库中存储的内容和它们的结构及相互关系。进行数据建模要求既要有一定的行业知识，又要精通建模的方法和技巧[4]。需求分析阶段的任务是:（1）了解组织机构情况，调查这个组织由哪些部门组成。各部的职责是什么，为分析信息流程准备。（2）了解各部门的业务活动情况。调查各部门输入和使用什么数据，如何加工处理这些数据，输出什么信息，输出到什么部门，输出结果的格式是什么。（3）确定新系统的边界。确定哪些功能由计算机完成或将来准让计算机完成，哪些活动由人工完成。由计算机完成的功能就是系统应该实现的功能。 2.3.2 系统功能我们把收集到的数据整理组合在总控模块、基本资料模块、销售管理模块、进货管理模块四个主要的功能模块。每个功能模块的功能是：总控模块包括操作员管理、权限管理、系统数据管理、系统设置管理等。它为整个系统提供安全保障。基本资料模块有客户资料包括客户资料的管理和存储，员工资料包括员工资料录入和维护，商品资料包括商品资料的存储和编辑，供应商资料的存储和编辑。销售管理模块包括货单的录入和维护；对销售情况进行统计；对商品的零售和批发进行管理和付款的计算机操作等进货管理模块包括进货资料录入和维护;采购订单的录入和维护和付款的计算机的操作等

什么是sql注入？

SQL是Structured Quevy Language(结构化查询语言)的缩写。 SQL是专为数据库而建立的操作命令集，是一种功能齐全的数据库语言。在使用它时，只需要发出“做什么”的命令，“怎么做”是不用使用者考虑的。 SQL功能强大、简单易学、使用方便，已经成为了数据库操作的基础，并且现在几乎所有的数据库均支持SQL。 ##1 二、SQL数据库数据体系结构 SQL数据库的数据体系结构基本上是三级结构，但使用术语与传统关系模型术语不同。在SQL中，关系模式(模式)称为“基本表”(base table)；存储模式(内模式)称为“存储文件”(stored file)；子模式(外模式)称为“视图”(view)；元组称为“行”(row)；属性称为“列”(column)。名称对称如^a^： ##1 三、SQL语言的组成在正式学习SQL语言之前，首先让我们对SQL语言有一个基本认识，介绍一下SQL语言的组成： 1.一个SQL数据库是表(Table)的集合，它由一个或多个SQL模式定义。 2.一个SQL表由行集构成，一行是列的序列(集合)，每列与行对应一个数据项。 3.一个表或者是一个基本表或者是一个视图。基本表是实际存储在数据库的表，而视图是由若干基本表或其他视图构成的表的定义。 4.一个基本表可以跨一个或多个存储文件，一个存储文件也可存放一个或多个基本表。每个存储文件与外部存储上一个物理文件对应。 5.用户可以用SQL语句对视图和基本表进行查询等操作。在用户角度来看，视图和基本表是一样的，没有区别，都是关系(表格)。用户可以是应用程序，也可以是终端用户。 SQL语句可嵌入在宿主语言的程序中使用，宿主语言有FORTRAN，COBOL，PASCAL，PL/I，C和Ada语言等。 SQL用户也能作为独立的用户接口，供交互环境下的终端用户使用。 ##1 四、对数据库进行操作 SQL包括了所有对数据库的操作，主要是由4个部分组成： 1.数据定义：这一部分又称为“SQL DDL”，定义数据库的逻辑结构，包括定义数据库、基本表、视图和索引4部分。 2.数据操纵：这一部分又称为“SQL DML”，其中包括数据查询和数据更新两大类操作，其中数据更新又包括插入、删除和更新三种操作。 3.数据控制：对用户访问数据的控制有基本表和视图的授权、完整性规则的描述，事务控制语句等。 4.嵌入式SQL语言的使用规定：规定SQL语句在宿主语言的程序中使用的规则。下面我们将分别介绍： ##2 (一)数据定义 SQL数据定义功能包括定义数据库、基本表、索引和视图。首先，让我们了解一下SQL所提供的基本数据类型：(如^b^) 1.数据库的建立与删除 (1)建立数据库：数据库是一个包括了多个基本表的数据集，其语句格式为： CREATE DATABASE 〔其它参数〕其中，在系统中必须是唯一的，不能重复，不然将导致数据存取失误。〔其它参数〕因具体数据库实现系统不同而异。例：要建立项目管理数据库(xmmanage)，其语句应为： CREATE DATABASE xmmanage (2) 数据库的删除：将数据库及其全部内容从系统中删除。其语句格式为：DROP DATABASE 例：删除项目管理数据库(xmmanage)，其语句应为： DROP DATABASE xmmanage 2.基本表的定义及变更本身独立存在的表称为基本表，在SQL语言中一个关系唯一对应一个基本表。基本表的定义指建立基本关系模式，而变更则是指对数据库中已存在的基本表进行删除与修改