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  • 数据库三模式

    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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  • 数据库三模式结构

    万次阅读 多人点赞 2018-03-08 17:24:12
    1、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。一个数据库只有一个模式模式位于级结构的中间层。2、外模式模式也称为用户模式,它是数据库用户...

    一、三级模式结构

    数据库系统的三级模式结构是指模式、外模式和内模式。

    1、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。一个数据库只有一个模式,模式位于三级结构的中间层

    2、外模式

    外模式也称为用户模式,它是数据库用户(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。外模式是模式的子集,一个数据库可以有多个外模式

    3、内模式

    内模式也称为存储模式一个数据库只有一个内模式,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表示方式

    二、三级模式之间的映射

    数据库管理系统在三级模式之间提供了两层映射,分别为外模式/模式映射、模式/内模式映射。

    1、外模式/模式映射

    对于同一个模式可以有任意多个外模式。对于每一个外模式,数据库系统都有一个外模式/模式映射。当模式被改变时,数据库管理员对各个外模式/模式映射做相应的改变,可以使外模式保持不变。这样,依据数据外模式编写的应用程序就不用修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。

    2、模式/内模式

    数据库中只有一个模式和一个内模式,所以模式/内模式的映射是唯一的,它定义了数据库的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构被改变时,数据库管理员对模式/内模式映射做相应的改变,可以使模式保持不变,应用程序相应地也不做变动。这样,保证了数据与程序的物理独立性。
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  • 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 是数据库数据逻辑级上的视图; ③ 数据库模式以某一种数据...

    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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  • 数据库三模式介绍

    千次阅读 2015-08-29 12:03:20
    我们首先,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,其模式是指... 在数据库管理系统,将数据按层结构来

         

           我们首先,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,数据库的表,字段的类型等等)。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(视图、查出数据的表)


    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(顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储),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)。


    结合access数据库来形象理解

           模式(或者说逻辑模式,概念模式)相当于access设计视图里对表各个字段名字、数据类型、字段长度等属性的设置,一个数据库可以有很多表,这些表存在一定的关系,他们共同描述了该数据库的模式(概念模式或逻辑模式);

          外模式(External Schema,子模式或用户模式),相当于access中各个窗体,报表以及数据表视图等等,它的特点就是,每个外模式对应于一个或多个表中的数据(不是多个模式,因为这些表总起来才能描述一个模式),而我们可以采用不同的形式显示相同的数据,可以用窗体,报表,或数据表视图。大家都知道,access中数据表视图并不等于设计视图,首先它不能修改数据,其次它显示形式可以不同于设计视图(例如格式属性可以设置显示不同于设计)。它是面向用户的,而设计视图则是面向数据库管理员的。

          内模式(Internal Schema)就比较好理解了,它可以理解为access数据库中各个数据在磁盘中的具体组织形式,这个二级公共基础知识第一张讲得很清楚了,相信大家都明白吧。


    总结

    用户应用程序根据外模式进行数据操作(可以结合三层的思想来理解这个内容)

      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)

    转载处:http://blog.csdn.net/lishehe/article/details/25338543

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在数据库的三级模式中