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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
    一、模式结构数据库系统的模式结构是指模式、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...

    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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  • 设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式。DBMS提供模式描述性语言来严格定义模式。外模式(子模式、用户模式):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,是数据库用户的数据视图。描述的是.....

    数据库系统的三级模式:外模式、模式、内模式。

    模式(逻辑模式、概念模式):实际上是数据库数据在逻辑级上的视图。描述的是全局逻辑结构。一个数据库只要一个模式。模式是数据库的中心与关键,它独立与其他层次。设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式。DBMS提供模式描述性语言来严格定义模式。

    外模式(子模式、用户模式):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,是数据库用户的数据视图。描述的是局部逻辑结构。是模式的一个子集。一个数据库可以有多个数据库内模式。每个用户只能看见和访问对应的外模式中的数据,数据库中的其余数据是不可见的。是保证数据库安全性的有力措施。同一外模式也可以为用户的多个应用程序使用,但一个应用程序只能使用一个外模式。它定义在逻辑模式之上,但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,该外模式就应该做出相应的改变。设计外模式的时候应充分考虑到应用的扩展性。DBMS提供子模式描述性语言来严格定义子模式。

    内模式(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,是数据库内部的表示方法。比如记录什么存储方法存储,索引按照什么方式组织。数据是否压缩存储,是否加密。数据库存储记录结构有何规定。它依赖于全局逻辑结构,但独立于数据库的用户视图和存储设备。它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,以实现达到较好的时间与空间效率的目的。DBMS提供内模式描述性语言来严格定义内模式。


    二级映像:

    外模式/模式映像:

    数据库系统都有一个外模式/模式映像。它定义了该外模式与模式之间的对应关系。这些映像通常包含在各自外模式的描述中。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),需要数据库管理员对各个外模式/模式的映像做相应改变,也可以是外模式保持不变。应用程式是依据数据的外模式编写的。因此应用程序也不必修改,这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:

    模式/内模式映像是唯一的,它定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。比如说明逻辑记录和字段在内部是如何表示。该映像定义通常包含在模式描述中。当数据库的存储结构改变时,由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变。可以使模式保持不变,因此应用程序也不必改变,这就保证了数据与程序的物理独立性,简称数据的物理独立性

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  • 数据模式的个层次:外部层、概念层和内部层,构成数据库系统的模式结构,如图2-2所示。不管数据库管理系统的功能如何变化、操作系统的平台如何不同、数据模型如何不同等,数据库系统的模式结构的特征基本...

    所谓模式是指用数据描述语言精确定义的数据模型。数据模式的三个层次:外部层、概念层和内部层,构成数据库系统的三级模式结构,如图2-2所示。不管数据库管理系统的功能如何变化、操作系统的平台如何不同、数据模型如何不同等,数据库系统的三级模式结构的特征基本上保持不变。

      图 2-2 数据库系统的三级模式结构

      数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。在这三个抽象级别之间,为了实现数据的转换,数据库管理系统必须提供两层映射功能,即外模式和概念模式的映射,概念模式和内部模式的映射。

      外模式又称用户模式, 在传统的数据库系统中定义为子模式,子模式是概念模式的子集。外模式按用户视图定义数据,也可以从概念模式中导出。

      概念模式又称逻辑模式, 是现实世界和数据存储之间的扭带。概念模式是为了实现数据库数据的共享进行数据库设计之后,得到的全局性数据逻辑关系的抽象和描述,它独立于数据的物理存储结构,是所有用户的共同的逻辑数据视图。

      内模式又称物理模式,用以描述数据在数据库中的存储和存取方式。

      所有的这些模式都必须在使用数据库之前进行定义。数据库管理系统提供模式描述语言 DDL,用以严格地描述一个数据库中所有实体的定义,经编译之后存储在数据库中。外模式是与每个具体的应用程序和它使用的高级编程语言相关联的。内模式与数据的物理存储(操作系统)和硬件有关。概念模式是独立于具体应用和物理环境的,是数据库中全体数据的逻辑表示。

      数据库设计的过程就是综合外模式, 产生概念模式,根据使用的DBMS产生物理模式。再由概念模式导出用户视图, 就是用户看到的逻辑数据。

      外模式和概念模式的映射,定义了外模式和概念模式之间的对应关系,通常在外模式中给出描述。这层映射的作用是实现逻辑数据的独立性。当数据的整体逻辑结构改变时,如果某个外模式保持不变,相应的外模式和概念模式的映射关系需要改变,因而该外模式对应的应用程序不用改变。

      概念模式和内部模式的映射,存在于概念层,由DBMS建立两者之间的逐一对应关系。这层映射的作用是实现物理数据的独立性。当数据库的物理存储模式修改时,如改变存储设备和存取方法时,概念模式可以保持不变,相应的内模式和概念模式的映射关系需要改变,应用程序也不用改变。

      图2-3 数据模式的层次和映射

      数据库的三层模式结构的好处在于:

      · 保证了数据的独立性:概念模式和内模式分开,保证数据的物理独立性,把外模式和概念模式分开,保证数据逻辑的独立性

      · 简化用户接口:用户不需要了解数据库实际存储情况,也不需要对数据库存储结构了解,只要按照外模式编写应用程序就可以访问数据库。

      · 有利于数据共享:所有用户使用统一概念模式导出的不同外模式,减少数据冗余,有利于多种应用程序间共享数据。

      · 有利于数据安全保密:每个用户只能操作属于自己的外模式数据视图,不能对数据库其他部分进行修改,保证了数据安全性。

     

     

     

     

    如何理解数据库的三级模式

     

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  • 数据库系统的模式结构;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...

    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​​​​​​​
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  • 模式结构:外模式、模式和内模式以及他们之间的映射图如下: (PS:上图中的用户一般是指数量很多的用户群体,他们通过各种应用/视图(或者说是软件)使用数据库) 详解 一、外模式(External Schema) 定义:...
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  • 数据库模式结构

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  • 数据库模式结构

    千次阅读 2017-12-20 10:56:39
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  • 数据库模式结构和两级映像

    千次阅读 2018-05-24 12:41:11
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  • 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
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空空如也

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