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  • 2022-01-15 18:06:23

    定义并解释以下术语:模式,外模式,内模式,数据定义语言,数据操纵语言。

    模式、外模式、内模式,亦称逻辑模式,是数据库中全体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。

    1. 模式:描述的是数据的全局逻辑结构。
    2. 外模式:涉及的是数据的局部逻辑结构,通常是模式的子集。
    3. 内模式,亦称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存
      储方式的描述。 
    4. DDL :数据定义语言,用来定义数据库模式、外模式、内模式的语言。 
    5. DML :数据操纵语言,用来对数据库中的数据进行查询、插入、删除和修改的语句。
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    参照完整性 也称为 引用完整性

    现实世界中的实体之间往往存在着某种联系, 在关系模型中, 实体以及 实体之间的联系都是用关系来表示的

    参照完整性 一般指多个实体或表之间的关联关系

    外键一般出现在联系所对应的关系中, 用于 标识两个或多个实体之间的关联关系, 外键实际上是关系中的一个 嚯多个属性, 它一般是引用某个其他关系,的主键, 也可以 是 候选键,多数情况是主键

    用户定义的完整性也称为域完整性或语义完整性,任何关系数据库管理系统都应该支持实体完整性和参照完整性。

    不通过的数据库应用系统根据应用怀静不同, 爱需要一些特殊的约束条件, 用户定义的完整性就是针对某一具体应用领域定义的数据约束条件, 反应某一巨日应用设计的数据必须满足应用语义要求

    用户定义的完整性 实际上就是指明关系中属性的取值范围, 也就是属性的域,这样可以限制关系中属性的取值类型以及取值范围,防止属性的值和应用语义矛盾

    学生考试成绩的取值范围

    模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述, 仅仅涉及 型的描述, 不涉及具体的值,关系模式是关系的型 或元组的结构共性描述, 实际上对应的是关系表的表头

    模式是一个具体值称为模式的一个实例, 在关系数据库中就是一个元组,

    一个模式可以有多个实例, 模式是相对稳定的, 而实例是向大队变动的, 模式描述一类事物的结构 属性 类型 和约束, 实质上是用数据模型 对 一类事物进行 模拟, 而实例 是反映某类事物哎某一时刻的当前状态。

    虽然实际的数据库管理系统产品 品种很多, 支持的数据模型和 数据操作预研也不尽相同, 而且 是建立在不同的操作 系统智商, 数据的 储存结构 也各不相同, 但是 它们在体系结构上通常都具有相同的特征, 即采用三级模式结构 并提供两级映像 功能

    三级模式结构

    外模式通常是模式的子集, 一个数据库可以有多个外模式,

    外模式 是保证数据库 安全的一个措施, 每个用户只能看到和 访问 其 所对应的外模式中的数据, 并 将其不需要的数据 屏蔽起来, 因此 保证 不会出现由于用户 误操作 和有益破坏而造成数据损失

    外模式 就是特定用户 所 看到的 其 感兴趣 的数据库的内容, 对那些用户来说, 外模式就是 数据库, 学校人事部门的用户可能把各系教室数据的集合作为其外模式, 而不考虑各个系的用户所看见的课程和学生信息

    模式

    模式 也称为逻辑模式或概念模式, 是数据库中全体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, 概念模式 标识数据库中的全部信息, 其形式要比数据的物理储存方式抽象, 它是数据库系统结构的中间层, 即 不涉及 数据的物理储存细节, 和硬件环境, 也与具体的应用程序 和所使用的应用开发工具和环境 无关

    概念模式由 许多概念记录类型的值构成 , 考科一包含 学生记录值的集合, 课程记录值集合, 选课记录值的集合, 概念记录既不等同于外部记录, 也不等于 储存记录
    概念模式实际上是数据库 数据在逻辑级 上的视图,一个数据库只有一种模式, 数据库模式以某种数据模型为基础, 统一综合地 考虑了所有用户的需求, 并将这些需求有机对结合成一个逻辑整体, 定义数据库 模式时 不仅要定义数据的逻辑 结构, 如数据局记录由 哪些数据项组成, 数据项的名字, 类型 取值范围等, 还要定义数据只见那的联系, 定义和数据有关的安全性 完整性 要求

    概念模式 不涉及 储存字段的、储存记录 对 列、索引、 指针或其他储存的访问细节, 如果概念模式 以这种方式真正地实现了数据独立性, 那么根据这些概念模式 定义的外模式也会有很强的独立性

    数据库管理系统提供了模式定义预研ddl 来定义数据库的模式

    概念模式的根本目的是描述 整个企业的情况, 不只是 数据本身, 而且 还英 包括数据的使用情况, 即 数据 在企业中 的 流动情况 , 在每个部门的用途 以及对数据的审计和其他控制, 但是目前的系统 实际上 还不能 支持这种成都的概念模式。

    内模式

    内模式也称为储存模式, 内模式 是对整个数据库的底层标识, 它 描述了 数据的储存结构, 例如数据的组织和储存方式, 是顺序储存, B树储存还是hash储存, 索引 按什么方式组织, 是否加密, 注意内模式 与 物理层 是不一样的, 内模式不涉及物理记录的形式, 物理块或页, 输入/输出单位, 也不考虑 具体设备的柱面或者磁道大小, 换句话说, 内模式嘉定了一个无限大的线性地址空间, 地址空间到物理储存的映射细节是与特定系统有关的, 这些并不反应在体系结构中

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    1.数据库系统结构

    (1)两种角度

    • 从数据库管理系统角度,数据库系统通常采用三级模式结构,是数据库系统内部的系统结构
    • 从数据库最终用户角度,结构分为:
      单用户结构
      主从式结构
      客户/服务器
      浏览器/应用服务器/数据库服务器多层结构

    (2)数据库系统模式的概念

    模式是数据库结构的描述、关系模式是表的结构的描述

    学生记录型:
    (学号,姓名,性别,系别,年龄,籍贯)
    一个记录值:
    (900201,李明,男,计算机,22,江苏)

    模式(Schema)

    • 数据库逻辑结构和特征的描述
    • 是型的描述
    • 翻译的是数据的结构及其联系
    • 模式是相对稳定的

    实例(Instance)

    • 模式的一个具体值
    • 反映数据库某一时刻的状态
    • 同一个模式可以有很多实例
    • 实例随数据库中的数据的更新而变动

    一个数据库只有一个模式,可以把模式看出唯一的数据库实例就是数据库里面的多个表

    例子:在学生选课数据库模式种,包含学生记录、课程记录和学生选课记录

    • 2003年的一个学生数据库实例,包含:
      2003年所有学生的记录
      学生开设的所有课程的记录
      所有学生选课的记录
    • 2002年度学生数据库模式对应的实例与2003年度学生数据库模式对应的实例是不同的

    (3)数据库系统的三级模式结构

    1. 模式(Schema)
      数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
      所有用户的公共数据视图,综合了所有用户的需求

    一个数据库只有一个模式,可以把模式看出唯一的数据库,实例就是数据库里面的多个表

    模式的地位:数据库系统模式结构的中间层

    • 与数据的物理存储细节和硬件环境无关
    • 与具体的应用程序,开发工具以及高级程序设计语言无关

    模式的定义

    • 数据的逻辑结构(数据项的名字、类型、取值范围等)
    • 数据之间的联系
    • 数据有关的安全性、完整性要去

    外模式(External Schema)(子模式或用户模式)

    • 数据库用户(包括应用程序员和最终用户)使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
    • 数据库用户的数据视图,是与某一应用有关的数据的逻辑表示==可以看出把数据库的部分数据,运用在不同的应用程序上,在UI界面显示
      一个数据库只有一个模式,可以把模式看出唯一的数据库,实例就是数据库里面的多个表

    外模式的地位:介于模式与应用之间

    • 模式与外模式的关系:一对多
      外模式通常是模式的子集;
      一个数据库可有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求对模式中同一数据,在外模式的结构,、类型、长度、保密级别等都可以不同;
    • 外模式与应用的关系:一对多
      同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用但一个应用程序只能使用一个外模式;可以看出把数据库的部分数据,运用在不同的应用程序上,在ui界面现实

    外模式的用途

    • 保证数据安全性的一个有力措施
    • 每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据

    内模式(存储模式)

    • 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表示方式
    • 记录的存储方式
    • 索引的组织方式
    • 数据是否压缩存储
    • 数据是否加密
    • 数据存储记录结构的规定

    一个数据库只有一个内模式

    模式总结
    数据库模式即全局逻辑结构是数据库的中心与关键按,独立于数据库的其他层次,设计数据库模式结构时首先应确定数据库的逻辑模式
    数据库的外模式面向具体的应用程序,定义在逻辑模式之上,独立于存储模式和存储设备。当应用需求发生较大变化,,相应外模式不能满足视图要求时,该外模式就得做相应改动。设计外模式应充分考虑到应用的扩充性
    数据库的内模式依赖于它的全局逻辑结构,独立于具体的存储设备,将全局逻辑结构所定义的数据结构及其联系按照一定的物理存储策略进行组织,以达到较好的时间与空间效率

    (4)数据库的二级映像功能与数据独立性

    • 三级模式是对数据的三个抽象级别
    • 二级映像在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系与转换

    外模式/模式映像
    模式/内模式映像

    在这里插入图片描述
    外模式/模式映像

    • 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
    • 同一个模式可以有任意多个外模式
    • 每一个外模式,数据库系统都有一个外模式/模式映像,定义外模式与模式之间的对应关系,看出数据库的数据与API调用的部分数据之间的关系
    • 映像定义通常包含在各自外模式的描述中

    保证数据的逻辑独立性

    • 模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映像,使外模式保持不变
    • 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,保证了数据与程序的逻辑独立性,简称数据的逻辑独立性

    模式/内模式映像

    定义了数据全局逻辑机构与存储结构之间的对应关系

    • 数据库中模式/内模式映像是唯一的
    • 该映像定义通常包含在模式描述中
      保证数据的物理独立性
    • 当数据库的存储结构改变了,数据库管理员修改模式/内模式映像,使模式保持不变
    • 应用程序不受影响,保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性
      特定的应用程序
    • 在外模式描述的数据结构上编制的
    • 依赖于特定的外模式
    • 与数据库的模式与存储结构独立,不同的应用程序有时可以共用一个外模式

    数据库的二级映像

    • 保证了数据库外模式的稳定性
    • 从底层保证了应用程序的稳定性,除非应用需求本身发生变化,否则应用程序一般不需要修改

    数据库的组成

    • 数据库
    • 数据库管理系统
    • 应用系统
    • 数据库管理员
    • 硬件平台及数据库
    • 软件
    • 人员
    • 用户
      不同的人员设计不同的抽象级别,具有不同的数据视图

    展开全文
  • 三级模式指的是外模式模式和内模式。 两级映射指的是外模式-模式映射 和 模式-内模式映射。 文章目录一、模式(Schema)二、外模式(External Schema)三、内模式(Internal Schema)工作原理 一、模式(Schema...

    在这里插入图片描述

    一、模式(Schema)

    定义:模式又称概念模式或逻辑模式,是数据库中全体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。

    理解: ① 一个数据库只有一个模式; ② 是数据库数据在逻辑级上的视图; ③ 数据库模式以某一种数据模型为基础; ④ 定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构(如数据记录由哪些数据项构成,数据项的名字、类型、取值范围等),而且要定义与数据有关的安全性、完整性要求,定义这些数据之间的联系。

    二、外模式(External Schema)

    定义:也称子模式(Subschema)或用户模式,是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)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,是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

    理解: ① 一个数据库可以有多个外模式; ② 外模式就是用户视图; ③ 外模式是保证数据安全性的一个有力措施。

    三、内模式(Internal Schema)

    定义:也称存储模式(Storage Schema),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表示方式(例如,记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储;索引按照什么方式组织;数据是否压缩存储,是否加密;数据的存储记录结构有何规定)。

    理解: ① 一个数据库只有一个内模式; ② 一个表可能由多个文件组成,如:数据文件、索引文件。 它是数据库管理系统(DBMS)对数据库中数据进行有效组织和管理的方法 其目的有: ① 为了减少数据冗余,实现数据共享; ② 为了提高存取效率,改善性能。

    在这里插入图片描述

    工作原理

       数据库的三级模式是数据库在三个级别 (层次)上的抽象,使用户能够逻辑地、抽象地处理数据而不必关心数据在计算机中的物理表示和存储。实际上 ,对于一个数据库系统而言一有物理级数据库是客观存在的,它是进行数据库操作的基础,概念级数据库中不过是物理数据库的一种逻辑的、抽象的描述(即模式),用户级数据库则是用户与数据库的接口,它是概念级数据库的一个子集(外模式)。

       用户应用程序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。


    参考 :

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