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视图、数据共享通常包含两种方式以及数据模型

原创 一直在路上 2021-07-23
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(五)
1、视图(views):数据库系统可以通过给用户提供数据的视图,使用户能够访问到其所需的部分数据库中的数据。视图可能使数据库的一个子集,也可能包含从数据库文件导出但未显示出的数据。
2、数据共享与多用户事务处理
数据共享是数据库的重要特点,允许所有用户同时存取数据库中的数据,或者通过各种接口访问数据库。

数据共享通常包含两种方式:不同用户根据各自的需求访问数据库中的数据;多个用户同时访问数据库中的同一个数据。
因此,当多个用户同时访问数据库时,必须通过并发控制等机制,确保数据的一致性。例如,有多个用户购买商品时,数据库管理系统必须保证同一件商品在同一时间只能由一位用户访问,以确保商品数量的正确性和一致性。
为了保证数据库操作的正确性,数据库管理系统引入了事务的概念。

事务(Transaction):事务是数据库技术的核心概念,是指完成数据库某个逻辑功能的操作集合,通常是一个或多个对数据库进行访问的程序或进程,主要包括读取或更新数据库记录。如果一个事务能够完整地执行,而没有受到其他事务的干扰,就能够执行一个逻辑上正确的数据库访问,这样,事务对数据库的操作才能够保证数据的一致性。

要实现这个目的,数据库管理系统要保证事务的原子性、一致性、隔离性和持续性(即ACID特性)。其中,原子性(Atomicity)保证了事务中的所有数据库操作要么都得到了执行,要么一个也不执行。
一致性(Consistency)保证了数据库从一个一致性状态变为了另一个一致性状态。
隔离性(Isolation)确保每个事务必须表现为在与其他事务隔离的状态下执行,尽管此时可能有数百个事务在并发运行。
持续性(Durability)是指一个事务一旦提交,它对数据库中的改变就应该是永久性的。

(六)数据模型
数据库的基础是数据模型。数据模型是一个描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念工具的集合。数据模型提供了一种描述物理层、逻辑层以及视图层数据库设计的方式。

1、基于对象的逻辑模型
面向对象数据模型来源于面向对象程序设计思想,是在传统的实体-联系模型的基础上增加了面向对象相关的封装、方法和对象表示,使其具有继承性、封装性等面向对象的特性,并通过方法提供访问数据的接口。
面向对象数据模型把实体表示为类,一个类描述了对象属性和实体行为。例如CUSTOMER类不仅含有客户的属性(比如CUST.ID、CUST.NMAE等),还包含客户的行为(如修改订单)。

2、基于记录的逻辑模型
基于记录的数据模型是指以若干固定格式的记录进行数据的组织和存储。基于记录的主要逻辑模型包括:层次模型、网状模型、关系模型,其中层次模型和网状模型统称为非关系模型。
关系数据库中的记录,是指对应于数据表中一行信息的一组完整的相关信息。每个数据表包含某种特定类型的记录,每个记录类型定义了固定数目的字段(或属性),表的列对应于记录类型的属性。
基于记录的逻辑模型,需要定义数据结构、数据操作和完整性约束。

3、物理数据模型
数据库在物理设备上的存储结构和存储方法称为数据库的物理模型,它依赖于选择的计算机系统。为一个给定的逻辑结构选取一个最适合应用要求的物理结构的过程就是数据库的物理结构设计。

数据库物理结构设计目的:一是提高数据库的性能,满足用户的性能需求;二是有效地利用存储空间。总之,是为了使数据库系统在时间和空间上最优。

进行物理结构设计前,需要注意的问题:
(1)DBMS的特点。
(2)应用环境。特别是计算机新系统的性能,数据库系统不仅与数据库设计有关,也与计算机系统有关。例如:是单任务系统还是多任务系统,是单磁盘还是磁盘阵列,是数据库专用服务器还是多用途服务器等。还要了解数据的使用频率,对于使用频率高的数据要优先考虑。

对关系型数据库的物理结构设计主要内容有以下几方面:
(1)为关系模式选取存取方法。
(2)设计关系及索引的物理存储结构。确定数据库的存储结构主要指确定数据的存放位置和存储结构,包括确定关系、索引、日志、备份等的存储安排及存储结构,以及确定系统存储参数的配置。
(3)确定系统存储参数的配置。现行的DBMS都设置了一些系统的配置变量,供设计人员和DBA进行物理的优化。以GBASE 8t为例,它为用户提供的主要配置参数包括:物理日志的大小和位置、用于备份数据库的磁盘容量配置、缓冲池配置等。

4、实例和模式:
数据的更新会引起数据库的变化,在某个时刻,存储与数据库中的数据集合被称作数据库的一个实例(Instance)。数据库中全体数据的逻辑结构和特征被称作数据库模式(Schema)。模式和实例的关系是“型”和“值”的关系,同一模式可以有多个实例。模式是相对稳定的,而实例是相对变化的,模式反映的是数据的结构及其联系,而实例反映的是数据库某那一时刻的状态。

根据数据库的抽象层次,可将数据库系统分为模式(也称为逻辑模式)、外模式(也称为子模式或用户模式)和内模式(也称为存储模式或物理模式),描述不同的数据抽象视图。三级模式之间包含了两级映像,在数据库系统及其应用中有各自的作用,反映了数据的独立性。

——节选自《数据库原理和实践教程 GBase 8t Based on informix剖析与应用》一书

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