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  • 数据库系统的模式结构由外 模式模式个内模式组成。 (1)外模式,亦称子模式或者用户模式(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...

    数据库系统的三级模式结构由外 模式、模式个内模式组成。

    (1)外模式,亦称子模式或者用户模式(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。
    (2)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。模式描述的是数据的全局逻辑结构。
    (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。

    数据库系统的三级模式是对数据的三个抽象级别,它把数据的具体组织留给DBMS管理,使用户能逻辑抽象地处理数据,而不必关心数据在计算机中的表示和存储。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换,数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像:外模式/模式映像和模式/内模式映像。正是这两层映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性

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  • 数据库系统的模式结构

    千次阅读 2015-01-22 19:36:30
    数据库系统的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模式联系起来。 内模式也称存储模式,它是数据 物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...

    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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  • 数据库系统的模式结构 模式数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它只涉及型的描述,而不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。模式相对稳定不变,而实例则由于...

    数据库系统的三级模式结构

    模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述,它只涉及型的描述,而不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。模式相对稳定不变,而实例则由于数据库中数据的不断更新变化而相对变动。模式反应的是数据的结构及其关系,而实例反映的是数据库某一时刻的状态。

    数据库系统内部的体系结构从逻辑上分为内模式、模式和外模式三级模式结构和二级映像功能。

    (1)模式。模式也称逻辑模式(Logical Schema)或概念模式(Conceptual Schema),是数据库全体数据的逻辑结构和特征的描述。模式处于三级结构的中间层,不涉及数据的物理存储细节和硬件环境,与具体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计语言无关。一个数据库只有一个模式,因为它是整个数据库数据在逻辑上的视图,即是数据库的整体逻辑。

    (2)外模式。外模式(External Schema)又称为子模式(Subschema)或用户模式(User Schema),外模式是三级结构的最外层,是数据库用户能看到并允许使用的那部分局部数据的逻辑结构和特征的描述,是与某一应用有关的数据的逻辑表示,也是数据库用户的数据视图,即用户视图。可见,外模式一般是模式的子集,一个数据库可以有多个外模式。由于不同用户的需求可能不同,因此,不同用户对应的外模式的描述也可能不同。另外,同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用。因此,各个用户可根据系统所给的外模式,用查询语言或应用程序去操作数据库中所需要的那部分数据,这样每个用户只能看到和访问所对应的外模式中的数据,数据库中的其余数据对他们来说是不可见的。所以,外模式是保证数据库安全性的有力措施。

    (3)内模式。内模式(Internal Schema)又称储存模式(Storage Schema)或物理模式(Physical Schema),是三级模式中的最内层,也是最靠近物理存储的一层,即与实际存储数据方式有关的一层。它是对数据库存储结构的描述,是数据在数据库内部的表示方式。例如,记录以什么存储方式存储(顺序存储、B+树存储)、索引按照什么方式组织、数据是否压缩、是否加密等。一个数据库只有一个内模式。

    事实上,DBMS的中心工作之一就是完成三级数据库模式之间的转换,把用户对数据库的操作转化到物理级上去操作。

     

    数据库系统的二级映像与数据独立性

    数据库系统的三级模式是数据的三个抽象级别,它使用户能逻辑地处理数据,而不必关心数据在计算机内部的存储方式,把数据的具体组织交给DBMS管理。为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系与转换,DBMS在三级模式之间提供了二级映像功能。正是这两级映像保证了数据库系统中的数据能够具有较高的逻辑独立性与物理独立性。

    (1)外模式/模式映像。模式描述的是数据的全局逻辑结构,外模式描述的是数据的局部逻辑结构。数据库中的同一模式可以有任意多个外模式,对于每个外模式,都存在一个外模式/模式映像,它确定了数据的局部逻辑结构与全局逻辑结构之间的对应关系。例如,在原有的记录型之间增加新的联系,或在某些记录型中增加新的数据项时,由数据库管理员对各个外模式/模式映像作相应改变,这一映像功能保证了数据的局部逻辑结构不变(即外模式保持不变)。由于应用程序是根据数据的局部逻辑结构编写的,所以应用程序不必修改,从而保证了数据与程序间的逻辑独立性。

    (2)模式/内模式映像。数据库中的模式和内模式只有一个,所以模式/内模式映像是唯一的。它确定了数据的全局逻辑结构与储存逻辑结构之间的对应关系。存储结构变化时,如果采用了更先进的存储结构,由数据库管理员对模式/内模式映像作相应的变化,使其模式仍保持不变,即把存储结构变化的影响限制在模式之下,这使数据的存储结构和存储方法较高地独立于应用程序,通过映像功能保证数据存储结构的变化不影响数据的全局逻辑结构的改变,从而不必修改应用程序,即保证了数据的物理独立性。

     

    数据库系统的三级模式结构与二级映像功能示意图

     

    数据库系统的三级模式与二级映像的优点

    (1)保证数据独立性。将模式和内模式分开,保证了数据的物理独立性;将外模式和模式分开,保证了数据的逻辑独立性。

    (2)简化了用户接口。按照外模式编写应用程序或输入命令,而不需要了解数据库内部的存储结构,方便用户使用系统。

    (3)有利于数据共享。在不同的外模式下可以有多个用户共享系统中数据,减少了数据冗余。

    (4)有利于数据的安全保密。在外模式下根据需要进行操作,只能对限定的数据操作,保证了其他数据的安全。

     

     

    参考资料:[1]陈志泊,王春玲,许福,范春梅.数据库原理及应用教程(第3版)[M].北京:人民邮电出版社,2014:10-12.

     

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  • 数据库连接池的优点

    千次阅读 2017-02-27 09:24:34
    频繁的建立、关闭连接,会大的减低系统的性能,因为对于连接的使用成了系统性能的瓶颈。  对于共享资源,有一个很著名的设计模式:资源池。该模式正是为了解决资源频繁分配、释放所造成的问

    对于一个简单的数据库引用,用于对数据库的访问不是很频繁。这时就可以简单的在需要访问数据库是,就创建一个连接,用完后就关闭它,这样做也不会带来什么明显的性能上的开销。但是对于一个复杂的数据库引用,情况就完全不同了。频繁的建立、关闭连接,会极大的减低系统的性能,因为对于连接的使用成了系统性能的瓶颈。

      对于共享资源,有一个很著名的设计模式:资源池。该模式正是为了解决资源频繁分配、释放所造成的问题的。把该模式应用到数据库连接管理领域,就是建立一个数据库连接池,提供一套高效的连接分配、使用策略,最终目标是实现连接的高效、安全的复用。 

      数据库连接池的基本原理是在内部对象池中维护一定数量的数据库连接,并对外暴露数据库连接获取和返回方法。如:外部使用者可通过getConnection 方法获取连接,使用完毕后再通过releaseConnection 方法将连接返回,注意此时连接并没有关闭,而是由连接池管理器回收,并为下一次使用做好准备。

      数据库连接池技术带来的优势: 

      1、资源复用

        由于数据库连接得到重用,避免了频繁创建、释放连接引起的大量性能开销。在减少系统  消耗的基础上,另一方面也增进了系统运行环境的平稳性(减少内存碎片以及数据库临时进   程/线程的数量)。

      2、更快的系统响应速度

        数据库连接池在初始化过程中,往往已经创建了若干数据库连接至于池中备用。此时连接  的初始化工作均已完成。对于业务请求处理而言,直接利用现有可用连接,避免了数据库连接  初始化和释放过程的时间,从而缩减了系统整体响应时间。

      3、统一的连接管理,避免数据库连接泄漏

        在较为完备的数据库连接池实现中,可根据预先的连接占用超时设定,强制收回被占用连  接。从而避免了常规数据库连接操作中可能出现的资源泄漏。

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