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数据库原理及应用是计算机科学与技术领域的重要课程之一,它涉及数据库的基本概念、结构、设计、实现和应用等方面,第二章主要介绍了数据库系统结构及其管理,包括数据库系统的层次结构、数据模型、数据库管理系统(DBMS)及其功能等。
数据库系统结构
1、层次结构
数据库系统结构分为四个层次:物理层、概念层、逻辑层和应用层。
(1)物理层:负责数据的存储、索引、访问和优化,它直接与存储设备交互,如磁盘、内存等。
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(2)概念层:定义了数据库的整体结构,包括数据模型、数据定义、数据操作和数据约束等,概念层为数据库提供了一个统一的视图,使得用户可以不必关心数据的存储细节。
(3)逻辑层:负责将概念层定义的数据库结构映射到物理存储上,逻辑层提供了数据操作语言(DML)和数据定义语言(DDL)等工具,用于定义、修改和查询数据库。
(4)应用层:位于最外层,负责将用户需求转化为对数据库的操作,应用层可以是一个应用程序,也可以是一个数据库管理系统。
2、数据模型
数据模型是数据库系统结构的核心,它描述了数据之间的关系和约束,常见的数据模型包括:
(1)层次模型:以树状结构表示数据,适用于表示具有层次关系的实体。
(2)网状模型:以网状结构表示数据,适用于表示具有复杂关系的实体。
(3)关系模型:以二维表格表示数据,是目前最流行的数据模型。
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(4)面向对象模型:以对象和类表示数据,适用于表示具有复杂属性和行为的实体。
数据库管理系统(DBMS)
数据库管理系统是数据库系统的核心,它负责对数据库进行管理,包括数据定义、数据操作、数据查询、数据维护和数据安全等。
1、数据定义:DBMS提供DDL语言,用于定义数据库结构,如创建表、索引、视图等。
2、数据操作:DBMS提供DML语言,用于对数据库进行查询、插入、删除和修改等操作。
3、数据查询:DBMS提供查询语言,如SQL,用于实现对数据库的复杂查询。
4、数据维护:DBMS负责数据库的备份、恢复、优化和监控等。
5、数据安全:DBMS提供用户认证、权限管理和加密等技术,确保数据库的安全。
数据库管理
数据库管理包括以下几个方面:
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1、数据库设计:根据用户需求,设计数据库结构,包括数据模型、数据表、索引等。
2、数据库实现:将设计好的数据库结构在DBMS上实现,包括创建表、索引、视图等。
3、数据库维护:对数据库进行备份、恢复、优化和监控等。
4、数据库安全:确保数据库的安全,包括用户认证、权限管理和加密等技术。
5、数据库性能优化:通过优化查询、索引、存储等手段,提高数据库性能。
数据库原理及应用第二章主要介绍了数据库系统结构及其管理,通过学习本章内容,我们可以了解到数据库系统的层次结构、数据模型、DBMS及其功能,以及数据库管理的基本方法,这些知识对于学习和应用数据库技术具有重要意义。
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