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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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    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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  • 在MongoDB University学习更多关于MongoDB的知识和技能在多年前,第一代PC...如果当时有办法只把我经常使用的数据(如同整体数据的一个子集)放入内存就好了。现代应用程序也无法幸免于资源消耗的影响。MongoDB将频...

    在MongoDB University

    学习更多关于MongoDB的知识和技能

    在多年前,第一代PC拥有高达256KB的RAM和两个5.25英寸的软盘驱动器。没有硬盘,因为在当时它们极为昂贵。这些限制导致在处理大量(对那时来说)数据时由于内存不足,必须在物理上交换软盘。如果当时有办法只把我经常使用的数据(如同整体数据的一个子集)放入内存就好了。


    现代应用程序也无法幸免于资源消耗的影响。MongoDB将频繁访问的数据(称为工作集)保存在RAM中。当数据和索引的工作集超过分配的物理RAM时,随着磁盘访问的发生以及数据从RAM中转出,性能会开始下降。


    我们如何解决这个问题?首先,我们可以向服务器添加更多的RAM,不过也就只能扩展这么多。我们也可以考虑对集合进行分片,但这会带来额外的成本和复杂性,而我们的应用程序可能还没有准备好来应对这些。另一种选择是减小工作集的大小,这就是我们可以利用子集模式的地方。


    子集模式

    此模式用来解决工作集超出RAM,从而导致信息从内存中被删除的问题。这通常是由拥有大量数据的大型文档引起的,这些数据实际上并没有被应用程序使用。我这么说到底是什么意思呢?


    假设一个电子商务网站有一个产品评论列表。当访问该产品的数据时,我们很可能只需要最近10个左右的评论。将整个产品数据与所有评论一起读入,很容易导致工作集的膨胀。

    相比于将所有的评论与产品存储在一起,我们可以将其分为两个集合。一个集合具有最常用的数据,例如当前的评论;另一个集合具有不太常用的数据,例如旧的评论、产品历史记录等。我们可以复制在一对多或多对多关系中最常用的那部分数据。

    在Product集合中,我们只保留最近十次的评论。这允许通过只引入整体数据的一部分或子集来减少工作集。附加信息(本例中的reviews)存储在单独的Reviews集合中,如果用户希望查看更多的评论,则可以访问该集合。在考虑将数据拆分到何处时,文档中使用最多的部分应放入“主”集合,而使用频率较低的数据应放入另一个集合。对于我们例子中的评论,这个分割点可能是产品页面上可见的评论数。


    应用场景示例

    当我们的文档拥有大量数据而其并不常用时,子集模式就非常有用。产品评论、文章评论、电影中的演员信息都是这个模式的应用场景案例。每当文档大小对工作集的大小产生压力并导致工作集超过计算机的RAM容量时,子集模式便成为一个可以考虑的选项。


    结论

    通过使用包含有频繁访问数据的较小文档,我们减少了工作集的总体大小。这使得应用程序所需要的最常用信息的磁盘访问时间更短。在使用子集模式时必须做的一个权衡是,我们必须管理子集,而且如果我们需要引入更旧的评论或所有信息,则需要额外的数据库访问才能做到这一点。


    本系列的下一篇文章将介绍扩展引用模式(Extended Reference Pattern)的特性和优点。


    译者:牟天垒


    往期回顾

    利用模式进行构建第一讲——多态模式

    利用模式进行构建第二讲——属性模式

    利用模式进行构建第三讲——桶模式

    利用模式进行构建第四讲——异常值模式

    利用模式进行构建第五讲——计算模式


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空空如也

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外模式是模式的子集

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