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  •   数据库系统学习第四篇:数据库系统三模式和两层映像。 前言   数据库层结构隐藏了数据的存储和维护的细节,降低了数据库系统的复杂性,方便用户访问数据库。那层结构具体是怎样设计的呢?这有赖于数据库...

      数据库系统学习第四篇:数据库系统三级模式和两层映像。

    前言

      数据库三层结构隐藏了数据的存储和维护的细节,降低了数据库系统的复杂性,方便用户访问数据库。那三层结构具体是怎样设计的呢?这有赖于数据库系统三级模式。

    三级模式

    模式和实例

      在说三级模式之前,先了解一下数据库模式和数据库实例是什么。数据库模式简单来说就是数据库的设计而数据库实例指的是特定时刻数据的集合数据库模式不常变化
    举例如下所示:

    class A{
    //nothing here
    }
    
    class B{
      public static void  main(String [] args){
      // demo 即引用变量  代表  数据库模式
      // 每一次new出来的实际变量则  代表 数据库实例
      // 数据库模式不常变化指的是类A不常改变
    
      A demo =  new  A();
        demo =  new  A();
        demo =  new  A();
      }
    }

    三级模式

      数据库系统设计从三层结构层面引出了三级模式,如下对应:

    • 物理(内部)层 ------------------ 物理(内)  模式
    • 逻辑(概念)层 ------------------ 逻辑(概念)模式
    • 视图(外部)层 ------------------ 子  (外)  模式

      简单来说 物理模式就是从物理层设计整个数据库,依次类推。但是需要注意的是,子模式不止一个,因为不同的用户对应的视图不同,那就可以知道子模式应该也就不同,所以不止一个。
      通常情况下,数据库系统的设计都是由简到繁,一般是先获得用户需求之后在进行设计,那么可以理解为是先从子模式设计开始,然后到逻辑模式,再到物理模式。

    两层映像

      两级映像的提出主要是保证数据的独立性,数据的独立性与否是判断一个数据库系统是否合格的重要指标。

    数据独立性

      数据独立性分为两种:1.逻辑数据独立性。2.物理数据独立性

    逻辑数据独立性

      Logical data independence refers to the immunity of the external schemas to changes in the conceptual schema.Conceptual schema changes (e.g. addition/removal of entities) should not require changes to external schema or rewrites of application programs

      也就是说概念模式的改变不修改外模式。如提出了一个新的功能需求时,需要新增一些信息,那概念模式必然新增属性或字段,这时候不应该影响外模式,以及修改程序。

    物理数据独立性

      Physical data independence refers to the immunity of the conceptual schema to changes in the internal schema.Internal schema changes (e.g. using different file organizations, storage structures/devices) should not require change to conceptual or external schemas.

      也就是说内模式的改变不影响概念模式。如数据的存储位置等的修改不应该改变概念模式,当然,更不能改变外模式。

    两层映像

      为了满足逻辑数据独立性和物理数据独立性,概念层 与 外部层之间设置一层映像,使得概念模式改变,不修改外模式。概念层 与 内部层之间也设立一层印象,使得内模式改变,不修改概念模式。
      注意由于外模式(子模式)不止一个,那么这两个模式之间的映射关系也不止一个。具体如下图:

    在这里插入图片描述
      额,写完收工。

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  • 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...

    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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  • 数据库系统概念大学模式sql文件,包含了大学模式的所有表,有助于数据库系统概念一书的学习
  • 数据库系统模式结构

    千次阅读 2015-01-22 19:36:30
    数据库系统的三级模式结构是指数据库是由外模式、模式和内模式三级构成,  通过二级映象功能将三个模式联系起来。...它是数据库系统模式结构的中 间层,不涉及数据的物理存储细节和硬件环境,与

    数据库系统的三级模式结构是指数据库是由外模式、模式和内模式三级构成,

     通过二级映象功能将三个模式联系起来。  内模式也称存储模式,它是数据

    理结构和存储结构的描述,是数据在数据库内部的表示方式。并且一个数

    库只有一个内模式。模式也称逻辑模式,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。它是数据库系统模式结构的中

    层,不涉及数据的物理存储细节和硬件环境,与具体的应用,与所使用的

      开发工具及高级程序设计语言无关。  外模式也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)看见和使用的局部数据的逻辑结

    构和特征的描述,是根据库用户的视图,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。由于它是各个用

    户的数据视图,如果不同的用户在应用需求、看待数据保密的要求等方面存

    在差异,则他们的外模式描述就是不同的。另一方面外模式也可以为某一用

    的户的多个应用程序所应用,但是一个应用程序只能使用一个外模式。数

    库系统的这种三级模式结构有很多的优点。数据库系统的三级模式的优点主

    要是由于这三级模式之间的独立性。外模式和模式之间:由于外模式的用户

    只能看到和访问所对应的外模式数据,所以数据库中的其他数据对他们来说

    是不可见的,因此这样使数据具有访问权限,保证了数据的安全性和隐私性,

    对数据库的安全性也是一个重要保证。内模式和模式之间:内模式描述数据

    的存储结构,模式描述数据的逻辑结构,两者各司其职,在设计模式时则不

    需要考虑数据如何存储,如何调用,提高了对数据库结构的设计效率。 由于

    特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的,它依赖于特定的外模

    式,与数据库的模式与存储结构独立。而数据库的二级映象功能保证了数据

    库外模式的稳定性,从而从底层保证了应用程序的稳定性。

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  • 数据库系统模式概念

    千次阅读 2020-08-11 17:24:44
    数据库系统三模式 数据库系统模式为概念模式、外模式和内模式 1)概念模式 概念模式模式、逻辑模式)用以描述整个数据库中数据库的逻辑结构,描述现实世界中的实 体及其性质与联系,定义记录、数据项、...

    数据库系统三级模式

    数据库系统的三级模式为概念模式、外模式和内模式

    1)概念模式

    	概念模式(模式、逻辑模式)用以描述整个数据库中数据库的逻辑结构,描述现实世界中的实
    
    体及其性质与联系,定义记录、数据项、数据的完整性约束条件及记录之间的联系是数据项值的框
    
    架。概念模式通常还包含有访问控制、保密定义、完整性检查等方面的内容,以及概念/物理之间的
    
    映射
    
    	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
    
    据库只有一个概念模式
    

    2)外模式

    	外模式(子模式、用户模式)用以描述用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构,用户根据外
    
    模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据。
    
    	外模式主要描述组成用户视图各个记录的组成、相互关系、数据项的特征、数据的安全性和完
    
    整性约束条件。
    
    	外模式是数据库用户(包括程序员和最终用户)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。一个数据库可以有多个
    
    外模式。一个应用程序只能使用一个外模式。
    

    3)内模式

    内模式是整个数据库的最低层表示,不同于物理层,它假设外存是一个无限的线性地址空间。
    
    内模式定义的是存储记录的类型、存储域的表示、存储记录的物理顺序,指引元、索引和存储路径
    
    等数据的存储组织。
    
    	内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。一个数据库只有
    
    一个内模式。
    

    4)三级模式的关系

    1)模式是数据库的中心与关键。
    
    	(2)内模式依赖于模式,独立于外模式和存储设备。
    
    	(3)外模式面向具体的应用,独立于内模式和存储设备。
    
    	(4)应用程序依赖于外模式,独立于模式和内模式。
    

    这里的模式就是前面说的概念模式

    5)两级独立性

    	数据库系统两级独立性是指物理独立性和逻辑独立性。三级模式之间通过两级映射(外模式/模
    
    式映射,模式/内模式映射)进行相互转换,使得数据库的三级形成一个统一的整体。
    

    (1)物理独立性

    物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。当数据的物理存储改变时,应用程序不需要改变。

    物理独立性存在于概念模式和内模式之间的映射转换,说明物理组织发生变化时应用程序的独立程度。

    (2)逻辑独立性

    逻辑独立性是指用户的应用程序数据库中的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构改变时,应用程序不需要改变。

    逻辑独立性存在于外模式和概念模式之间的映射转换,说明概念模式发生变化时应用程序的独立程度。

    值得注意的是逻辑独立性比物理独立性更难实现

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  • 数据库系统模式

    千次阅读 2018-09-10 19:50:01
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  • 开学学数据库,花了一小时完成了《数据库系统概念》中的大学数据库模式。所有的表和插入表中的信息都符合书中附录A的内容,并做出了一定的改动使其符合MySQL标准。并且有完成注释,解释了每个表的含义。
  • 数据库系统模式结构

    千次阅读 2019-03-13 21:36:12
    数据库系统模式的概念 型:对某一类数据的结构和属性的说明。 值:是型的一个具体赋值。 例如:学生记录。 记录型:(学号,姓名,性别,系别,年龄,籍贯) 该记录型的一个记录值:(900201,李明,男,计算机,22,...
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  • 数据库系统内部的模式结构

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  • 有关数据库三模式,两级映像功能以及数据独立性的简单介绍
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  • 此篇文章中总结了一些关于数据库术语的一些概念,也加上自己初步的一些浅显的理解,希望可以帮到大家,有错误的地方非常欢迎大家指出,感谢支持。PS:♡ ̑̑ฅ(ٛ˃̶˙ω˙˂̶ٛฅ)本可爱登场! · 一、概念: ...
  • 前言 人生其实就是你的每一个阶段的奋斗目标组成的一个宏伟的...数据库系统模式 1 外模式 :又称子模式或者是用户模式,他是对数据库用户看见和使用的局部的数据的逻辑结果和特征的描述,是数据库用户的数据视...
  • 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
    引言考察数据库的结构可以有多种不同的层次或角度。(这里说的数据库不局限于关系型数据库)1. 如果从DBMS角度来看,数据库通常采用模式结构,也就是说DBMS内部的系统结构是模式...1. 数据库系统模式(Sche
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