数据库系统原理：映象与数据独立性解析

“数据库的体系结构-映象和数据独立性-数据库第一章” 数据库的体系结构是数据库设计中的关键概念，它定义了数据的抽象层次和实际存储方式之间的关系。在这个主题中，我们聚焦于映象和数据独立性，这是数据库系统实现灵活性和可维护性的重要特性。 数据独立性分为两个主要层次：物理独立性和逻辑独立性。物理独立性确保用户的应用程序不受底层存储机制变化的影响，例如数据的物理布局或访问方法的改变。这意味着即使数据库管理员对数据的存储方式进行优化或升级硬件，应用程序仍然能够正常工作，无需修改。 逻辑独立性则意味着用户的查询和事务处理与数据库的逻辑结构分离。数据库的逻辑结构可能随着业务需求的变化而调整，比如添加新的表或字段，但用户的应用程序无需因此进行修改。这种分离是通过在不同抽象级别之间提供映射来实现的，当底层逻辑结构改变时，只需要更新这些映射，而不是更改应用程序代码。 三层模式体系结构是实现数据独立性的基础，包括外模式（用户视图）、模式（全局逻辑视图）和内模式（物理存储视图）。外模式是用户看到和操作的数据视图，模式反映了整个数据库的逻辑结构，而内模式则是数据的实际存储形式。通过在外模式和模式之间，以及模式和内模式之间设置映射，可以确保数据独立性的实现。 《An Introduction to Database System》强调了数据库技术的重要性，它自20世纪60年代末期发展以来，已经成为计算机科学的重要分支，并在各行各业的信息系统中占据核心地位。数据库技术的诞生，如最早的网状数据库IDS和层次数据库IMS，以及后来的关系数据库模型的提出，极大地推动了数据管理的进步。关系数据库模型由E.F.Codd博士提出，至今仍是数据库技术的基础。 随着技术的发展，数据库技术不断创新，产生了各种新的数据模型和应用领域，如企业信息系统（EIS）、决策支持系统（DSS）、计算机辅助设计/制造/集成制造系统（CAD/CAM/CIM）、计划与统计管理以及地理信息系统等。这些系统都依赖于强大的数据库技术来管理和处理海量数据，体现了数据库技术在现代社会中的广泛应用和重要价值。 数据库的体系结构和数据独立性是保证数据管理效率和灵活性的关键，它们为用户提供了隔离，使得数据库可以在不影响应用程序的情况下进行调整和优化。而数据库技术的历史和发展则揭示了其在推动信息化社会进程中的重要作用。