数据库物理结构

2．5．4　数据库物理结构

1）数据库中数据分类

存储于数据库中的数据除了数据主体外还需要很多相应的辅助信息，它们的整体构成了完整的数据库数据的全体。

（1）数据主体（main data）

数据库中数据主体分数据体自身及辅助数据，其中数据体自身即是存储数据的本身，如关系数据库中的数据元组，而辅助数据即是相应的控制信息如数据长度、相应物理地址等。

（2）数据字典（data dictionary）

有关数据的描述作为系统信息存储于数据字典内，数据字典一般存放数据模式结构信息、视图信息以及有关物理模式结构信息，此外，还存放有关完整性、数据安全的信息。数据字典信息量小但使用频率高，是一种特殊的信息。

（3）数据间联系的信息

数据主体内部存在着数据间的联系，需要用一定的“数据”表示，用链接或邻接方法实现，如用指针方法或MSAM层次顺序方法等，而在关系数据库中数据主体内在联系也用关系表示并且融入主体中。

（4）数据存取路径信息

在关系数据库中数据存取路径都是在有数据查询要求时临时动态建立，它们通过索引及散列实现，而索引与散列的有关数据，如索引目录及散列的桶信息均需存储并在数据操作时调用。

（5）与数据主体有关的其他信息

①日志信息：日志用于记录对数据库作“更新”操作的有关信息，以应付数据库遭受破坏时恢复之用。

②用户信息：有关数据库用户登录信息以及相应的用户权限信息。

③审计信息：用于跟踪用户是否正确使用数据库的审计信息。

2）数据库存储空间组织

在数据库中数据存储空间组织统一由DBMS管理，它包括系统区和数据区，其中系统区有数据字典、日志、用户信息及审计信息等，而数据区则由数据主体及相应信息组成。

数据库的存储空间组织在逻辑上一般由若干分区组成。其中系统区有若干个分区：如数据字典分区、用户信息分区等，数据区也有若干个分区，每个分区包括一至多个数据库基表，它们只属于有关分区，不能跨分区存放。在数据分区中又自动分为数据段与索引段，其中数据段存放数据元组及相应控制信息，而索引段则存放相应索引信息。图2．16给出了数据库存储空间组织的逻辑结构。

图2．16　数据存储空间逻辑结构图

习题2

2．1　什么叫数据模型，它分哪几种类型？

2．2　试区别数据模型与数据模式。

2．3　试述数据模型四个世界的基本内容。

2．4　试介绍E－R模型，并举例说明。

2．5　试说明关系模型的基本结构与操作。

2．6　目前流行的关系型数据库管理系统（RDBMS）有哪些你比较熟悉，试介绍其特点。

2．7　请你画出某图书馆阅览部门的书刊、读者及借阅三者间的E－R模型。其中书刊属性为

书刊号、书刊名、出版单位，而读者属性为读者名及读者姓名。其中一读者可借阅多种书刊而一种书刊可以被多个读者借阅。

2．8　设有一图书出版销售系统，其中的数据有：图书的书号、书名及作者姓名；出版社名称、地址及电话；书店名称、地址及其经销图书的销售数量。其中图书、出版社及书店间满足如下条件：

每种图书只能由一家出版社出版；

每种图书可由多家书店销售；

每家书店可以经销多种图书。

（1）请画出该数据库的E－R图

（2）在该E－R图中必须标明联系间的函数关系

2．9　设有一车辆管理系统，其中的数据有：

车辆号码、名称、型号；

驾驶员身份证号、姓名、地址、电话；

驾驶证号、发证单位。

其中车辆、驾驶员及驾驶证间满足如下条件：

一辆车可以由多个驾驶员驾驶；

每个驾驶员可以驾驶多辆车；

每个驾驶员可以有多个驾驶证；

每个驾驶证只能供一个驾驶员使用。

请设计该数据库的E－R图，并给出联系间的函数关系。

2．10　试说明数据库中有哪几种物理存贮介质以及它们之间的关系。

2．11　试给出文件系统的组成结构以及它的操作。

2．12　数据库中有哪些数据分类，请说明之。

2．13　在数据库的物理模型中有哪几个层次，它们间关系如何？请说明之。

2．14　试说明数据模型的四个世界间的转化关系。

【复习指导】

本章讨论数据模型，它是数据管理的核心，读者学习后对数据管理的本质内容应有所了解。

1．数据模型基本概念

●数据模型是数据管理特征的抽象。

●数据模型描述数据结构、定义其上操作及约束条件。

●数据模型分三个层次：概念模型、逻辑模型与物理模型。

●数据模型的结构图。

2．概念模型

●E－R模型

3．逻辑模型

●关系模型

4．物理模型

三个组织层次

●物理存储介质及磁盘层

●文件层

●数据库结构层

5．概念模型、逻辑模型与数据库管理系统

●E－R模型———关系模型———关系数据库管理系统。

6．本章的重点内容

●模型基本概念

●E－R方法与E－R图

●关系模型