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在計算機科學中，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是相當重要的一個領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)與程序獨立性在實際應(yīng)用中也顯得格外重要。該文將主要探究數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)與程序獨立性的原因。
一、 數(shù)據(jù)與程序獨立性概念
數(shù)據(jù)與程序獨立性是指程序的修改不會影響到數(shù)據(jù)的存儲和維護，而數(shù)據(jù)的修改也不會影響到程序的運行。因此，這種獨立性實際上是對程序與數(shù)據(jù)之間關(guān)系的解耦，使得程序在修改時不會影響到數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)的修改也不會影響到程序的執(zhí)行。
二、數(shù)據(jù)與程序獨立性的原因
1. 數(shù)據(jù)模型
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)模型的設(shè)計是實現(xiàn)數(shù)據(jù)與程序獨立性的重要一環(huán)。數(shù)據(jù)模型是用于描述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)元素之間關(guān)系的工具。例如，一個簡單的關(guān)系型數(shù)據(jù)模型有表和列，每個表用來存儲一種數(shù)據(jù)類型，而表中的列就表示表中某一種數(shù)據(jù)類型的屬性。利用數(shù)據(jù)模型，程序員可以對數(shù)據(jù)進行抽象和模擬，而程序則可以根據(jù)數(shù)據(jù)模型來形成程序?qū)崿F(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)元素，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序的獨立性。
2. 抽象數(shù)據(jù)類型
抽象數(shù)據(jù)類型是針對某一種數(shù)據(jù)類型的特性，提出的一種相對高層次的描述。抽象數(shù)據(jù)類型是基于數(shù)據(jù)抽象的一種概念，對于程序員而言，它的作用很大，因為它可以將程序與實際數(shù)據(jù)的構(gòu)型進行分離，從而提高程序的可維護性和可重用性。
3. 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（簡稱DBMS）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的關(guān)鍵因素之一。DBMS可以把數(shù)據(jù)和程序分別存在兩個不同的地方，然后在數(shù)據(jù)存儲和訪問的同時還能夠控制數(shù)據(jù)的一致性和完整性，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)與程序的獨立性。
4. 數(shù)據(jù)獨立性
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)獨立性是指不同級別的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間的獨立性。大家知道，在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)可以劃分為三個層次，即外模式、概念模式和內(nèi)模式。這個層次劃分實際上是為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)獨立性。外模式是對用戶的邏輯視圖，也就是用戶所看到的那一部分數(shù)據(jù)，概念模式是數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)，而內(nèi)模式是表示數(shù)據(jù)在計算機上存放的方式。這三層之間的獨立性能夠保證程序可以在修改時不會影響到數(shù)據(jù)的存儲。
5. 事務(wù)處理
事務(wù)是指把一組操作按一定要求執(zhí)行的單元。事務(wù)處理具有如下特點：原子性、一致性、隔離性和持久性。實際上，在事務(wù)處理中，我們可以將每一個操作的結(jié)果批量提交，從而保證程序和數(shù)據(jù)之間的獨立性。
三、 結(jié)語
綜上所述，數(shù)據(jù)與程序獨立性是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中一個非常重要的概念，它可以幫助我們提高程序的可維護性、可重用性和整個系統(tǒng)的可靠性。實現(xiàn)數(shù)據(jù)與程序的獨立性需要我們從數(shù)據(jù)模型、抽象數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)獨立性以及事務(wù)處理等幾個方面進行考慮。只有從這幾個角度提高理解和認識，才能在實際應(yīng)用中更好地實現(xiàn)數(shù)據(jù)與程序的獨立性。
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數(shù)據(jù)的獨立性：是指應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)之間的依賴程度低，相互影響小。
數(shù)據(jù)獨立性分成物理數(shù)據(jù)獨立性和邏輯數(shù)據(jù)獨立性兩級：
1，數(shù)據(jù)的物理獨立性是指應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的依賴程度；
2，數(shù)據(jù)物理獨立性高是指當數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，應(yīng)用程序不需要修改也可以常工作。
為什么具有數(shù)據(jù)獨亮歷立性的原因：
1，因為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)與邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像或態(tài)啟轉(zhuǎn)換功能。這種數(shù)據(jù)映像功能使得應(yīng)用程序可以根據(jù)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并且一旦數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)發(fā)生變化帆鍵如，系統(tǒng)可以通過修改其映像來適應(yīng)變化。所以數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的變化不會影響到應(yīng)用程序的正確執(zhí)行。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之所以具有較高的數(shù)據(jù)邏輯獨立性，是由于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠提供數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)和局部邏輯結(jié)構(gòu)之間的映像和轉(zhuǎn)換功能。
2，這種數(shù)據(jù)映像功能使得數(shù)據(jù)庫可以按數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計，而應(yīng)用程序可以按數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。這樣，當全局邏輯結(jié)構(gòu)中的部分數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)改變時，即使那些與變化相關(guān)的數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)受到了影響，也可以通過修改與全局邏輯結(jié)構(gòu)的映像而減小其受影響的程度，使數(shù)據(jù)局部邏輯結(jié)構(gòu)基本上保持不變。
擴展資料：
數(shù)據(jù)獨立性概念背景：
一個數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)從邏輯上可以分為外部模式，內(nèi)部模式和概念模式三層。為了提高數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)獨立性，DBMS在這三級模式之間提供了兩層映像。作為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特征的數(shù)據(jù)和程序的獨立性正是依靠于這三級模式和兩級映像。
概念模式也稱模式，是由數(shù)據(jù)庫設(shè)計者綜合所有用戶數(shù)據(jù)，并且按照一定的觀點構(gòu)造的對數(shù)據(jù)庫全局邏輯結(jié)構(gòu)的描述。在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式中，概念模式處于中間層，一個數(shù)據(jù)庫只有一個概念模式，它既不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境也與具體的應(yīng)用程序和程序設(shè)計語言無關(guān)。
外部模式也稱為子模式，子模式是用戶和數(shù)據(jù)庫之間的接口，是數(shù)據(jù)庫用戶能看得見的和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。
內(nèi)部模式也稱為存儲模式，是對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式。一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)部模式。內(nèi)部模式是DBMS管理的更底層，它是物理存儲設(shè)備上存儲數(shù)據(jù)時的物理抽象。
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