探究数据库系统数据与程序独立性的原因 (为什么数据库系统具有数据与程序的独立性)
在计算机科学中，数据库系统是相当重要的一个领域。随着信息技术的快速发展，数据库系统的应用越来越广泛。数据库系统中的数据与程序独立性在实际应用中也显得格外重要。该文将主要探究数据库系统中数据与程序独立性的原因。
一、 数据与程序独立性概念
数据与程序独立性是指程序的修改不会影响到数据的存储和维护，而数据的修改也不会影响到程序的运行。因此，这种独立性实际上是对程序与数据之间关系的解耦，使得程序在修改时不会影响到数据的存储，数据的修改也不会影响到程序的执行。
二、数据与程序独立性的原因
1. 数据模型
在数据库系统中，数据模型的设计是实现数据与程序独立性的重要一环。数据模型是用于描述数据结构和数据元素之间关系的工具。例如，一个简单的关系型数据模型有表和列，每个表用来存储一种数据类型，而表中的列就表示表中某一种数据类型的属性。利用数据模型，程序员可以对数据进行抽象和模拟，而程序则可以根据数据模型来形成程序实现的数据结构和数据元素，从而实现数据和程序的独立性。
2. 抽象数据类型
抽象数据类型是针对某一种数据类型的特性，提出的一种相对高层次的描述。抽象数据类型是基于数据抽象的一种概念，对于程序员而言，它的作用很大，因为它可以将程序与实际数据的构型进行分离，从而提高程序的可维护性和可重用性。
3. 数据库管理系统
数据库管理系统（简称DBMS）是数据库系统的关键因素之一。DBMS可以把数据和程序分别存在两个不同的地方，然后在数据存储和访问的同时还能够控制数据的一致性和完整性，从而实现数据与程序的独立性。
4. 数据独立性
在数据库系统中，数据独立性是指不同级别的数据结构之间的独立性。大家知道，在数据库中，数据可以划分为三个层次，即外模式、概念模式和内模式。这个层次划分实际上是为了实现数据独立性。外模式是对用户的逻辑视图，也就是用户所看到的那一部分数据，概念模式是数据库的逻辑结构，而内模式是表示数据在计算机上存放的方式。这三层之间的独立性能够保证程序可以在修改时不会影响到数据的存储。
5. 事务处理
事务是指把一组操作按一定要求执行的单元。事务处理具有如下特点：原子性、一致性、隔离性和持久性。实际上，在事务处理中，我们可以将每一个操作的结果批量提交，从而保证程序和数据之间的独立性。
三、 结语
综上所述，数据与程序独立性是数据库系统中一个非常重要的概念，它可以帮助我们提高程序的可维护性、可重用性和整个系统的可靠性。实现数据与程序的独立性需要我们从数据模型、抽象数据类型、数据库管理系统、数据独立性以及事务处理等几个方面进行考虑。只有从这几个角度提高理解和认识，才能在实际应用中更好地实现数据与程序的独立性。
相关问题拓展阅读：
1什么是数据库的数据独立性(数据库的独立性包括)
数据的独立性：是指应用程序和数据之间的依赖程度低，相互影响小。
数据独立性分成物理数据独立性和逻辑数据独立性两级：
1，数据的物理独立性是指应用程序对数据存储结构的依赖程度；
2，数据物理独立性高是指当数据的物理结构发生变化时，应用程序不需要修改也可以常工作。
为什么具有数据独亮历立性的原因：
1，因为数据库管理系统能够提供数据的物理结构与逻辑结构之间的映像或态启转换功能。这种数据映像功能使得应用程序可以根据数据的逻辑结构进行设计，并且一旦数据的存储结构发生变化帆键如，系统可以通过修改其映像来适应变化。所以数据物理结构的变化不会影响到应用程序的正确执行。
数据库系统之所以具有较高的数据逻辑独立性，是由于数据库系统能够提供数据的全局逻辑结构和局部逻辑结构之间的映像和转换功能。
2，这种数据映像功能使得数据库可以按数据全局逻辑结构设计，而应用程序可以按数据局部逻辑结构进行设计。这样，当全局逻辑结构中的部分数据结构改变时，即使那些与变化相关的数据局部逻辑结构受到了影响，也可以通过修改与全局逻辑结构的映像而减小其受影响的程度，使数据局部逻辑结构基本上保持不变。
扩展资料：
数据独立性概念背景：
一个数据库结构从逻辑上可以分为外部模式，内部模式和概念模式三层。为了提高数据库系统中的数据独立性，DBMS在这三级模式之间提供了两层映像。作为数据库系统的基本特征的数据和程序的独立性正是依靠于这三级模式和两级映像。
概念模式也称模式，是由数据库设计者综合所有用户数据，并且按照一定的观点构造的对数据库全局逻辑结构的描述。在数据库系统的三级模式中，概念模式处于中间层，一个数据库只有一个概念模式，它既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境也与具体的应用程序和程序设计语言无关。
外部模式也称为子模式，子模式是用户和数据库之间的接口，是数据库用户能看得见的和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
内部模式也称为存储模式，是对数据库中数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内部模式。内部模式是DBMS管理的更底层，它是物理存储设备上存储数据时的物理抽象。
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