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  • sql 模式,外模式,内模式 二级映像

    千次阅读 2012-12-10 17:50:20
    早上备课的时候,发现教材第二章的2.2节数据库设计概述中有些概念性的错误,从而使我想到,对于外模式模式、内模式的概念学生也不一定能理解透彻,于是想通过博客再谈仔细。  首先,谈谈模式的概念,模式为某种...

    早上备课的时候,发现教材第二章的2.2节数据库设计概述中有些概念性的错误,从而使我想到,对于外模式、模式、内模式的概念学生也不一定能理解透彻,于是想通过博客再谈仔细。

        首先,谈谈模式的概念,模式为某种事物的标准形式或使人可以照着做的标准样式。这个词用在数据库中,它是由英文的Schema翻译过来的。在数据库管理系统中,其模式是指数据模式(data schema),是数据抽象的结果表示,如用关系模型抽象学生的基本信息表示为:学生(学号,姓名,性别,出生年月,入校年月,专业编号),此表示即为一种数据模式。

        在数据库管理系统中,将数据按三层结构来抽象,这实质上是与数据库的设计步骤密不可分的。数据库的设计首先应分析现实要求,即做需求分析,需求分析的任务就是通过调查、访谈、讨论,分析用户的业务流程,从而得出用户的需求,并用数据流程图、数据字典将用户需求描述出来;其次,在需求分析的基础上,进行数据库概念设计,这种设计与具体的数据库管理系统无关,其任务是抽象出各用户所要求的数据视图(对应于外模式概念),最后综合为全局的数据视图对应于模式概念),用概念数据模型来抽象,可用ER模型或对象模型。第三步,将用ER模型或对象模型表示的数据视图,转换为关系模式,并对所得关系模式进行优化处理,这就是所谓的数据库逻辑设计(这一步仍然对应于外模式和模式);第四步,在逻辑设计的基础上,将所得的数据模式组织存储到物理介质上,这就是数据库的物理设计(这一步对应于内模式);最后,就是数据库的安全设计,即允许什么样的用户访问数据库,以及合法用户访问数据库中数据的权限等问题。

        美国国家标准协会(American National Standard Institute,ANSI)的数据库管理系统研究小组于1978年提出了标准化的建议,将数据库结构分为3级:面向用户或应用程序员的用户级、面向建立和维护数据库人员的概念级、面向系统程序员的物理级。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。     

    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,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处理。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,它描述了数据在存储介质上的存储方式及物理结构,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,也是惟一的,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惟一的,也不可能是惟一的。
    4.三级模式间的映射(二级映像)

        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,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/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;(逻辑性)

      通过模式/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/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。(物理性)

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  • 数据库系统模式的概念;模式(Schema);实例(Instance);...模式/模式映像;内模式/模式映像;总结;数据库模式;数据库的内模式;数据库的模式;数据库的二级映像;数据库系统模式的概念;模式(Schema...;

    目录

    数据库系统模式的概念

    模式(Schema)

    实例(Instance)

    “型” 和“值” 的概念

    型(Type)

    值(Value)

    数据库系统的三级模式结构

    模式/逻辑模式

    外模式

    内模式

    两级映射与数据独立性

    外模式/模式映像

    内模式/模式映像

    总结

    数据库模式

    数据库的内模式

    数据库的外模式

    数据库的二级映像


    数据库系统模式的概念

    模式(Schema

    1. 数据库逻辑结构和特征的描述
    2. 是型的描述
    3. 反映的是数据的结构及其联系
    4. 模式是相对稳定的

    实例(Instance

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

     

    型” 和“值” 的概念

    (Type)

    对某一类数据的结构和属性的说明

    (Value)

    是型的一个具体赋值

    例如

    • 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)


    数据库系统的三级模式结构

    1. 模式(Schema)-全体数据的逻辑结构和特征的描述
    2. 外模式(External Schema)-局部数据的逻辑结构和特征的描述
    3. 内模式(Internal Schema)-数据的物理结构和存储方式的描述

    ​​​​​​​

    模式/逻辑模式

    外模式

    外模式(也称子模式或用户模式)

    • 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

    ​​​​​​​

    内模式

    内模式(也称存储模式)


    两级映射与数据独立性

    • 三级模式是对数据的三个抽象级别
    • 二级映象在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换
    1. 外模式/模式映像
    2. 模式/内模式映像

    外模式/模式映像

    保证数据的逻辑独立性

    • 当模式改变时,数据库管理员修改有关的外模式/模式映象,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

    内模式/模式映像

    保证数据的物理独立性

    • 当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改模式/内模式映象,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。

    ​​​​​​​总结

    数据库模式

    • 即全局逻辑结构是数据库的中心与关键
    • 独立于数据库的其他层次
    • 设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式

    数据库的内模式

    • 依赖于它的全局逻辑结构
    • 独立于数据库的用户视图,即外模式
    • 独立于具体的存储设备 
    • 将全局逻辑结构中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

    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其视图要求时,该外模式就得做相应改动
    • 设计外模式时应充分考虑到应用的扩充性

    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​​​​​​​
    展开全文
  • 数据库的三级模式与二级映像

    千次阅读 2019-02-24 21:38:26
    在数据库中,模型是数据库中全体数据的逻辑结构和特点的描述,这种描述仅涉及“型”,而不涉及“值”,...二级映像功能分别是:模式/模式映像、模式/内模式映像 从下图我们就可以分别看到这三级模式和两级映像...

    在数据库中,模型是数据库中全体数据的逻辑结构和特点的描述,这种描述仅涉及“型”,而不涉及“值”,因此模式是相对稳定的。

    而现实世界中的数据库,尽管使用的语言、存储的策略、支持的数学模型等等方面都有不同,但是他们的体系结构大都是一样的,即所谓的三级模式结构。

    三级模式结构分别是:外模式、模式、内模式
    二级映像功能分别是:外模式/模式映像、模式/内模式映像
    从下图我们就可以分别看到这三级模式和两级映像所在的位置了
    在这里插入图片描述
    (图片来自百度百科)

    下面我们来对其进行详细讲述:

    外模式(external schema)

    外模式又称子模式或用户模式,它是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)所能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。(抄书…)

    通俗点说:外模式就是数据表的一个视图,这个视图里包含了当前用户(或者程序)所能有权限访问到的数据,是整个数据表的一个子集。

    由此我们可以看出,外模式并不唯一,一个数据库对于不同的应用程序可以有多个外模式,当然不同的应用程序也可以共用一个外模式。

    外模式的主要特色就是有效地保证了数据库的安全,用户只能看见或访问其所对应的外模式的数据,而看不到其他的数据。

    模式(schema)

    模式又叫逻辑模式,是数据库中全体数据的逻辑结构特征的描述,是所有用户的公共数据视图。

    再次强调,这三个模式描述的都是“型”,而非“值”。

    简单说呢,这个模式就是数据库的完整的表的结构,和外模式相比较而言的话,外模式的视图只能看到一部分有权限看到的数据,而模式则是全部的数据。因此也很容易知道,一个数据库只有一个模式。

    感觉模式和外模式是不是有一丝丝的相似,这是当然,因为外模式就是模式经过外模式/模式映射得到的。

    内模式(internal schema)

    内模式相较前两个模式就不太类似了,它描述的是数据的物理结构和存储方式,即数据在数据库内部的组织方式。比如数据是不是要压缩存储,索引是采用B+树索引还是Hash索引等等。
    当然咯。一个数据库也只有一个内模式。

    稍微整理一下就是:

    • 外模式是用户有权看到的数据表的视图,是不完整的数据表,它能够在一定程度上保证数据库的安全。一个数据库可以有多个外模式。
    • 模式是完整的数据表视图,一个数据库只能由一个模式。
    • 内模式是数据库内部数据的组织方式,一个数据库也只有一个内模式。

    外模式/模式映像

    该映像定义了外模式与模式之间的对应关系,这些映像定义通常都包含在各自外模式的描述中。因为是由每一个外模式来定义,因此该映像不唯一
    当模式改变时(增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等),只要数据库管理员修改外模式/模式映像,则可以使外模式不发生变化,即可以让应用程序不用进行修改,保证了数据的逻辑独立性。

    模式/内模式映像

    因为模式和内模式在数据库中都是唯一的,因此该映像也是唯一的。
    与上面类似,本映像保证了在数据库存储结构发生改变时,模式不会发生变化,只需修改该映像即可。因此它保证了数据的物理独立性。

    最后一个小小的总结(不严谨):
    外模式对应视图
    模式对应基本表
    内模式对应存储文件

    展开全文
  • 三层模式和两级映像

    千次阅读 2018-02-28 15:17:05
    模式/逻辑模式映像 逻辑模式/内模式映像 DB的数据结构有三个层次:外部模型、逻辑模型和内部模型。这三个层次要用DB的数据定义语言(Data Definition Language,简称DDL)定义,定义以后的内容称为“模式...

    DB的数据结构有三个层次:外部模型、逻辑模型和内部模型。这三个层次要用DB的数据定义语言(Data Definition Language,简称DDL)定义,定义以后的内容称为“模式”,即外模式、逻辑模式和内模式。

    这里写图片描述

    逻辑模式

    1. 是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。
    2. 一般,某个应用的数据库只有一个逻辑模式
    3. 逻辑模式是数据库系统模式结构的重心
      • 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、开发工具及高级程序设计语言无关
    4. 定义模式
      • DDL定义数据的逻辑结构,以某种数据模型为基础。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。
      • 定义数据之间的联系
      • 定义与数据有关的安全性、完整性要求。

    外模式(也成为子模式或用户模式)

    是用户与数据库的系统接口,是用户用到的那部分数据的描述。

    外模式与应用的关系

    一个外模式可以为多个应用系统所使用,一个应用程序只能使用一个外模式

    外模式的用途

    1. 每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据,简化用户视图。
    2. 保证数据库安全性的一个有力措施。

    内模式(也成为存储模式)

    是数据库在物理存储方面的描述,是数据在数据库内部记录内心、索引和文件的组织方式,以及数据控制方面的细节。

    一个数据库只有一个内部模式。

    外模式/逻辑模式映像

    1. 对每一个外模式,都有一个外模式/逻辑模式映像
    定义外模式与模式之间的对应关系,映像定义通常包含在各外模式的描述中。

    2. 保证数据的逻辑独立性
    - 当逻辑模式改变时,数据库管理员对外模式/逻辑模式映像作出相应改变,使外模式保持不变。
    - 应用程序是依据数据的外模式编写的,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。

    逻辑模式/内模式映像

    定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。一般在内模式中描述。

    1. 数据库中逻辑模式/内模式映像是唯一的。
    2. 保证数据的物理独立性
      • 当数据库的存储结构改变了(例如选用了另一种存储结构),数据库管理员修改逻内模式映像,使逻辑模式保持不变。
      • 逻辑模式不变,则应用程序不变。保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性。
    展开全文
  • 三级模式与二级映像

    2020-01-20 19:42:54
    外模式 也称用户模式,是用户的数据库视图,是某一应用有关的数据的逻辑表示,是数据库用户能够看见和使用的...外模式/模式 映像 定义了外模式模式之间的关系,一个模式可以有多个外模式,每一个外模式都有一个...
  • 数据库三级模式两级映像

    千次阅读 2019-12-19 23:18:47
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    千次阅读 2018-08-21 20:17:02
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  • 数据库系统的内部体系分为三级模式,内模式模式外模式模式 先来介绍模式,在数据库中有表的概念,表头信息如学生表的姓名,性别叫做“型”,也就是类型,每一个学生叫做实例,也是“值”。这个型就叫做模式,...
  • 数据库 三级模式 两层映像

    千次阅读 2015-04-23 21:43:59
    其实看完,还是没有了然于心的感觉 还是模模糊糊的===感觉还是有点没能特别理解清楚=== 先写着,以后再理解一下吧=== 网址1:http://www.cnblogs.com/kunpengit/archive/2013/03/14/2959088.html ...
  • 三级模式两级映像/数据库系统结构

    万次阅读 多人点赞 2016-03-10 14:18:19
    如果从DBMS角度来看,数据库通常采用三级模式结构,也就是说DBMS内部的系统结构是三级模式结构2. 如果从数据库最终用户角度来看,数据库系统的结构可分为:单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/服务器、...
  • 三级模式与两级映像

    千次阅读 2015-09-28 14:07:03
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  • 两级映像指的是模式/模式映像和模式/内模式映像。 下边我们介绍三级模式: 模式:  定义:模式也称为用户模式,是数据库用户(包括应用程序和最终用户)能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述,...
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  • 数据库中三级模式与两级映像

    千次阅读 2017-10-09 15:58:13
    ...三级模式与两级映像 ...概念模式(conceptual schema)是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。...外模式(external schema)是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。  内模式(inter
  • 数据库的三级模式结构和两级映像

    千次阅读 2019-03-21 11:25:18
    数据库的三级模式结构 请先把下面的关系记在心中. ...数据库的设计者把程序员用的上的接口给出来,程序员不需要关心数据库的结构(概念模式)这就是外模式. 用外模式DDL(External Schema Data Definiti...
  • 数据库三级模式与二级映像

    千次阅读 多人点赞 2016-02-16 15:34:35
    一、数据库 三级模式结构:外模式模式和内模式 1、模式(Schema) 定义:也称逻辑模式,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。 理解: ① 一个数据库只有一个模式; ② ...
  • 一、数据库系统的三级模式结构:外模式模式、内模式 名称 功能 定义和描述语言 模式(Schema)也称概念模式或逻辑模式 它是数据库总的框架,是对数据库中全体数据的逻辑结构和特性的描述,独立于应用程序...
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  • VC++绘图中映像模式的了解和使用

    千次阅读 2010-02-10 15:45:00
    MARK : Windows 程序设计这部分我从Windows 程序设计中单独摘出来,方便查看!...使用映像模式:SetMapMode(hdc, iMapMode);iMapMode = GetMapMode(hdc);映像模式就是进行一种将逻辑单位转换为设备单位
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空空如也

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外模式到模式的映像