数据库管理系统是一种计算机软件,用于管理和组织数据的存储和访问。数据库管理系统的基本架构是分为三个层次:外模式、概念模式和内模式。
其中,概念模式是数据库管理系统最核心的层次之一。它定义了不同数据实体之间的关系,如何组织它们以及如何访问它们。概念模式通常采用高级语言描述,并成为了数据库管理系统的用户接口。这个层次还包括了对数据的完整性和安全性的约束。
外模式是指用户所见即所得的视图,它是用户和数据库系统之间的接口。外模式可以是一个或多个概念模式的子集,也可以是用户自己的视图定义。外模式描述的是用户需要使用的数据,它对应的是用户的应用程序。
内模式是数据库中数据的物理表示,包括数据在磁盘上的存储方式以及如何访问它们。内模式由数据库管理系统自己定义,这些定义主要是为了优化存储和检索的效率。内模式对应数据库管理系统中的存储结构以及访问方案。
以上三个层次通过抽象出不同的概念来提供两个层次之间的信息传递功能。数据库管理员使用概念模式来定义数据库架构,同时为用户提供不同的外模式。而外模式又将信息传递给应用程序,应用程序通过外模式与用户进行交互。同时,内模式提供了对数据的实际存储方案和访问方案的控制。
数据库管理系统常见的架构有两种,分别是客户端/服务器架构和集中式架构。
客户端/服务器架构
客户端/服务器架构是一种分布式架构,将数据库系统分为客户端和服务器两个部分。客户端连接到服务器,通过客户端与服务器进行交互。该架构的优点是可以利用多台计算机的资源去完成任务,从而提高性能。客户端可以是桌面应用程序、Web 应用程序或移动应用程序等。
在客户端/服务器架构中,服务器负责处理所有的数据库请求,在服务器上运行数据库管理软件,并管理所有的数据库资源。客户端软件则负责与用户进行交互,它包含了应用程序和用户接口。用户通过客户端发送请求给服务器,服务器再将请求返回给客户端的应用程序。在这种架构下,所有的数据都存储在服务器上,因此可以实现高度可扩展性和安全性。
集中式架构
集中式架构是一种单一机器架构,数据库系统只运行在一台计算机上。这种架构最常见于小型企业和单用户环境中的数据库应用程序。在这种架构下,所有的数据都存储在同一台计算机上,而数据库管理软件同时负责处理所有的查询、更新和事务等操作。
在集中式架构中,不需要虚拟客户端和服务器之间的通信。因为所有的数据都存储在服务器上,因此可以非常容易地维护数据的完整性和安全性。
总之,数据库管理系统的基本架构是分为外模式、概念模式和内模式,其中概念模式是最核心的部分。常见的数据库管理系统架构包括客户端/服务器架构和集中式架构。