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什么是数据的独立性?
数据的独立性,指的是数据与应用程序之间的相互独立性,数据的独立性分为两种:物理独立性和逻辑独立性。
1、物理独立性
物理独立性是指数据库的逻辑结构与其存储结构之间的独立性,在数据库系统中,数据的存储结构是数据库管理系统(DBMS)负责管理的,而数据的逻辑结构是用户和应用程序看到的,物理独立性使得数据的存储结构发生变化时,不会影响到数据的逻辑结构,从而保证数据的完整性和一致性。
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2、逻辑独立性
逻辑独立性是指数据库的逻辑结构与其应用程序之间的独立性,在数据库系统中,数据的逻辑结构是用户和应用程序看到的,而数据的物理结构是DBMS负责管理的,逻辑独立性使得应用程序不需要了解数据的存储细节,只需关注数据的逻辑结构,从而提高了应用程序的可移植性和可维护性。
数据库系统为什么具有较高的数据独立性?
1、分层设计
数据库系统采用分层设计,将数据分为逻辑层、物理层和存储层,这种分层设计使得数据的逻辑结构、物理结构和存储结构相互独立,从而提高了数据独立性。
(1)逻辑层:负责定义数据的逻辑结构,如实体、关系、视图等,逻辑层独立于物理层和存储层,用户和应用程序通过逻辑层访问数据。
(2)物理层:负责数据的存储和访问,如数据文件、索引、存储过程等,物理层独立于逻辑层和存储层,DBMS负责管理物理层的存储结构。
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(3)存储层:负责数据的实际存储,如磁盘、内存等,存储层独立于物理层和逻辑层,DBMS负责管理存储层的存储结构。
2、数据字典
数据库系统采用数据字典来管理数据,数据字典包含了数据的定义、约束、访问权限等信息,数据字典使得数据的逻辑结构和物理结构相互独立,提高了数据独立性。
3、数据库管理系统(DBMS)
DBMS是数据库系统的核心,负责数据的存储、访问、管理和维护,DBMS采用了一系列技术手段,如数据模型、数据约束、视图等,提高了数据独立性。
(1)数据模型:DBMS采用数据模型来描述数据的逻辑结构,如关系模型、层次模型等,数据模型使得数据的逻辑结构独立于物理结构。
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(2)数据约束:DBMS通过数据约束来保证数据的完整性和一致性,数据约束独立于数据的物理结构,提高了数据独立性。
(3)视图:DBMS允许用户通过视图来访问数据,视图是数据的一个逻辑表示,视图独立于数据的物理结构,提高了数据独立性。
4、数据库设计规范
数据库设计规范是数据库设计过程中遵循的一系列原则和规则,数据库设计规范保证了数据库的合理性和可维护性,从而提高了数据独立性。
数据库系统具有较高的数据独立性,主要得益于分层设计、数据字典、DBMS和数据库设计规范等因素,数据独立性使得数据库系统具有较高的可移植性、可维护性和可扩展性,为现代信息系统的建设提供了有力保障。
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