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  • 数据库三级模式

    万次阅读 2018-01-04 22:09:26
    数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、模式和内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式,概念级对应模式,物理级对应内模式,使不同级别的用户对...

      数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、模式和内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式,概念级对应模式,物理级对应内模式,使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。所谓视图,就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法,是数据库在用户“眼中"的反映,很显然,不同层次(级别)用户所“看到”的数据库是不相同的。

        来着百度百科的图片:

     详细理解:

    1、模式

    模式又称概念模式或逻辑模式,对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据,按照统一的观点构造的全局逻辑结构,是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述,是所有用户的公共数据视图(全局视图)。它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language,DDL)来描述、定义的,体现、反映了数据库系统的整体观。

    2、外模式

    外模式又称子模式或用户模式,对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集,包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式),也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)对这些数据记录进行。外模式反映了数据库的用户观。

    3、内模式

    内模式又称存储模式,对应于物理级,它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述,是数据库最低一级的逻辑描述,它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构,对应着实际存储在外存储介质上的数据库。内模式由内模式描述语言来描述、定义,它是数据库的存储观。
    在一个数据库系统中,只有唯一的数据库, 因而作为定义 、描述数据库存储结构的内模式和定义、描述数据库逻辑结构的模式,也是唯一的,但建立在数据库系统之上的应用则是非常广泛、多样的,所以对应的外模式不是唯一的,也不可能是唯一的。
     
     

        从上图中可以看到用户应用视图根据外模式进行数据操作,通过外模式一模式映射,定义和建立某个外模式与模式间的对应关系,将外模式与模式联系起来,当模式发生改变时,只要改变其映射,就可以使外模式保持不变,对应的应用程序也可保持不变;

              另一方面,通过模式一内模式映射,定义建立数据的逻辑结构(模式)与存储结构(内模式)间的对应关系,当数据的存储结构发生变化时,只需改变模式一内模式映射,就能保持模式不变,因此应用程序也可以保持不变。

             通过外模式-模式映射和模式-内模式映射这两个映射保证了数据库系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

    当数据库模式发生变化时,例如关系数据库系统中增加新的关系、改变关系的属性数据类型等,可以调整外模式/模式间的映像关系,保证面向用户的各个外模式不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与应用程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。      

           当数据库中数据物理存储结构改变时,即内模式发生变化,例如定义和选用了另一种存储结构,可以调整模式/内模式映像关系,保持数据库模式不变,从而使数据库系统的外模式和各个应用程序不必随之改变。这样就保证了数据库中数据与应用程序间的物理独立性,简称数据的物理独立性。

    文章来源:https://www.cnblogs.com/kunpengit/archive/2013/03/14/2959088.html

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  • 数据库三级模式

    2018-11-26 22:05:23
    数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、模式和内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式,概念级对应模式,物理级对应内模式,使不同级别的用户对...

      数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、模式和内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式,概念级对应模式,物理级对应内模式,使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。所谓视图,就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法,是数据库在用户“眼中"的反映,很显然,不同层次(级别)用户所“看到”的数据库是不相同的。

        来着百度百科的图片:

     详细理解:

    1、模式

    模式又称概念模式或逻辑模式,对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据,按照统一的观点构造的全局逻辑结构,是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述,是所有用户的公共数据视图(全局视图)。它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language,DDL)来描述、定义的,体现、反映了数据库系统的整体观。

    2、外模式

    外模式又称子模式或用户模式,对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集,包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式),也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML)对这些数据记录进行。外模式反映了数据库的用户观。

    3、内模式

    内模式又称存储模式,对应于物理级,它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述,是数据库最低一级的逻辑描述,它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构,对应着实际存储在外存储介质上的数据库。内模式由内模式描述语言来描述、定义,它是数据库的存储观。

    在一个数据库系统中,只有唯一的数据库, 因而作为定义 、描述数据库存储结构的内模式和定义、描述数据库逻辑结构的模式,也是唯一的,但建立在数据库系统之上的应用则是非常广泛、多样的,所以对应的外模式不是唯一的,也不可能是唯一的。

     

     

        从上图中可以看到用户应用视图根据外模式进行数据操作,通过外模式一模式映射,定义和建立某个外模式与模式间的对应关系,将外模式与模式联系起来,当模式发生改变时,只要改变其映射,就可以使外模式保持不变,对应的应用程序也可保持不变;

              另一方面,通过模式一内模式映射,定义建立数据的逻辑结构(模式)与存储结构(内模式)间的对应关系,当数据的存储结构发生变化时,只需改变模式一内模式映射,就能保持模式不变,因此应用程序也可以保持不变。

             通过外模式-模式映射和模式-内模式映射这两个映射保证了数据库系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

    当数据库模式发生变化时,例如关系数据库系统中增加新的关系、改变关系的属性数据类型等,可以调整外模式/模式间的映像关系,保证面向用户的各个外模式不变。应用程序是依据数据的外模式编写的,从而应用程序不必修改,保证了数据与应用程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。      
           当数据库中数据物理存储结构改变时,即内模式发生变化,例如定义和选用了另一种存储结构,可以调整模式/内模式映像关系,保持数据库模式不变,从而使数据库系统的外模式和各个应用程序不必随之改变。这样就保证了数据库中数据与应用程序间的物理独立性,简称数据的物理独立性。

    文章来源:https://www.cnblogs.com/kunpengit/archive/2013/03/14/2959088.html

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  • 数据库系统之:三级模式-两层映射详解前言一、数据库三大模式详解1.外模式(反映了数据库系统的用户观)2.概念模式(反映了数据库系统的整体观)3.内模式(反映了数据库系统的存储观)4.概念模型和逻辑模型的对比:5....

    前言

    软考第三单元,上午和下午都会涉及三级模式以及两级映像的知识点,考的不难,理解就可以做出来。

    一、数据库三大模式详解

    1.外模式(反映了数据库系统的用户观)

    对应数据库的升级、外模式包括(子模式 用户模式) 用来描述用户看到或者使用那部分的数据的逻辑结构,用户根据外模式用户数据操作语句或者程序去操作数据库中的数据,外模式的主要特点用来描述组成用户视图各个记录的组成、相互联系、数据的完整性和安全性、数据项的特征等。

    2.概念模式(反映了数据库系统的整体观

    对应数据库的概念模式,概念模式(概念、逻辑模式)用以描述整个数据库中的逻辑结构、用来描叙现实生活中的实体,以及它们之间的关系、从而定义记录数据项的完整性约束条件以及记录之间的联系是数据项的框架
    概念模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描叙是所有用户数据的公共数据视图。

    3.内模式(反映了数据库系统的存储观

    内模式对应物理级数据库,内模式是所有模式中的最低层的表示,不同于物理层,假设外存是一个无限性的地址空间,内模式是存储记录的类型,存储域以及表示以及存储记录的物理顺序,指示元索引,和存储路径的等数据的存储组织从而形成一个完整的系统。

    4.概念模型和逻辑模型的对比:

    在这里插入图片描述

    5.总结

    总之,数据按外模式的描述提供给用户;按内模式的描述存储在磁盘上;而概念模式提供了连接这两级模式的相对稳定的中间层,并使得两级中任意一级的改变都不受另一级的牵制。
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    二、数据库的两层映射

    数据库系统在三级模式之间提供了两级映像:模式/内模式的映像、外模式/模式的映像。

    模式/内模式的映像:实现概念模式到内模式之间的相互转换。
    外模式/模式的映像:实现外模式到概念模式之间的相互转换。

    1.什么是数据的独立性

    数据的独立性是指数据与程序独立,将数据的定义从程序中分离出来,由DBMS(数据库管理系统)负责数据的存储,从而简化应用程序,大大减少应用程序编制的工作量。

    数据的独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。数据的独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。

    2.什么是数据的物理独立性?

    答:数据的物理独立性是指当数据库的内模式发生改变时,数据的的逻辑结构不变。由于应用程序处理的只是数据的逻辑结构,这样物理独立性可以保证,当数据的物理结构改变了,应用程序不用改变。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改概念模式/内模式之间的映像。

    3.什么是数据的逻辑独立性?

    答:数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库结构是相互独立的。数据的逻辑结构发生变化后,用户程序也可以不修改。但是,为了保证应用程序能够正确执行,需要修改外模式/概念模式之间的映像。

    一句话总结一下:

    通俗来讲就是如果改变了某个模式,只需要修改上一层的映像。即改变内模式,只需要修改模式/内模式映像(物理独立性),改变概念模式(逻辑结构),只需要修改外模式/模式映像(逻辑独立性)

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  • 人们为数据库设计了一个严谨的体系结构,数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、概念模式、内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。使不同级别的用户对数据库形成...

    三级模式结构:

           人们为数据库设计了一个严谨的体系结构,数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、概念模式、内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。所谓视图,就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法,是数据库在用户“眼中"的反映,很显然,不同层次(级别)用户所“看到”的数据库是不相同的。

    一、概念模式:

           概念模式是数据库中所有数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的公共数据视图。一个数据库只有一个模式

           它是数据库系统模式结构的中间层,既不涉及数据的物理存储和硬件;也和具体运用的应用程序、应用开发工具和程序设计语言无关。(换句话说概念模式和具体运用无关,和具体存储实现无关

     

    二、外模式:

           外模式常常被称为子模式或者用户模式,是数据库用户能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,是数据库用户的数据视图,是与某一具体应用有关的数据的逻辑表示。

           外模式常常是模式的子集,和概念模式不同,一个数据库可以有多个外模式,根据用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面的要求而有所差异。同一个外模式也可以被多个应用程序所使用,但是每一个应用程序只能使用一个外模式。(换句话说外模式就像一个“窗口”,让你看见一部分数据,剩下的部分让你看不见,因为每个应用程序对数据的要求不一样,所以这个“窗口”之间有所差异)

     

    三、内模式:

           内模式常常被称为存储模式,一个数据只有一个内模式,它是数据物理结构和存储方式的描述,是数据在数据库内部的组织方式。(换句话说就是数据具体怎么存储下来)

     

    个人小结:

    • 概念模式描述的是数据的全局逻辑结构,外模式描述的是数据的局部逻辑结构。

    • 概念模式负责中间的转圜,外模式就相当于概念模式根据用户需求的一个削减版本。

    • 内模式和外模式都是唯一的

    • 内模式负责对内的存储

    • 外模式负责对外的使用

       

    二级映像功能:

           为了能在系统的内部具体实现三级模式之间的相互联系与转换,数据库管理系统在这三个模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像&模式/内模式映像。正是因为这两层映像保证了数据库系统中的数据具有逻辑独立性和物理独立性

    一、外模式/模式映像:

            在前面我们已经知道概念模式描述的是数据的全局逻辑结构,外模式描述的是数据的局部逻辑结构。一个概念模型可以有多个外模式。对于每一个外模式来说、数据库系统都留有一个外模式/模式映像,它定义了该外模式与模式之间的对应关系。关于这些映像的定义包含在其外模式相关的描述中。(换句话说对于每一个外模式,系统都有与之对应的外模式/模式映像来缔结外模式与概念模式之间的关系。)

           当模式改变时只需要改变相应的外模式/模式映像就可以保证外模式和之前一样。因为外模式是运用在应用程序上的,因此应用程序也不用发生改变,保证了数据与程序之间的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性。(换句话说,外模式/模式映像是一个“中间桥梁”,当一方发生变化时,只要改动这座“桥梁”依旧可以畅通无阻。)

     

    二、模式/内模式映像:

            我们知道数据库中只有一个模式,也只有一个内模式。所以不像外模式/模式映像可以有多个模式/内模式映像只有一个。

            它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之前的对应关系。(换句话说模式/内模式映像缔结了数据与相应的存储之间的关系)

            当数据库的存储结构发生改变时只要改变模式/内模式映像,模式不用发生改变,进而应用程序也不用的发生改变。这保证了数据与程序之间的物理独立性,简称为数据的物理独立性。

     

    个人小结:

    • 外模式/模式映像使得应用程序使用数据的时候,不用担心概念模式的改变。

    • 模式/内模式映像使得模式不用因为存储结构(即内模式)的改变而改变,进而外模式也不用改变,相关的应用程序也不用发生改变。

     

    Ending... ...

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数据库三级模式不包括