试述数据库系统中数据抽象的三级模式(什么是模式,外模式,内模式)??

一、概念模式（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概念模式；

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。

The general technique of isolating the parts of a program that deal with how data are represented from the parts that deal with how data are manipulated is a powerful design methodology called data abstraction.

分离数据的形式和处理过程。

An abstraction barrier violation occurs whenever a part of the program that can use a higher level function instead uses a function in a lower level.

当函数运行时，本应调用高级别子函数却使用低级别子函数时，即遇到抽象隔离。

首先，代码规划必须规范，即整个系统使用同一个数据对象实例，并且使用同一个较好的数据库抽象层。如果有一天用户要求将Oracle切换到MySQL，则只需要改变系统的配置文件即可。

在当今工业领域中，每个数据库开发商如微软、Oracle、MySQL，都有自己的一套SQL标准，它们声称是按照ANSI SQL92标准而增加自己的特性，以达到垄断或占领市场的目的。

优秀的数据库抽象层，会根据我们使用的数据库自动调整一些SQL性能。当没有使用数据库本身特定的特性时，就不必更改太多的数据库连接和数据库SQL查询。

使用数据库抽象层的其他好处是：其性质、概念简化了复杂的任务。因此，我们不必学习某个数据库系统的全新特性，而只用一个标准的抽象层的代码特性即可。

虽然这是一种理想化，但随着技术的发展，相信数据库抽象层会为我们做更多的事。

使用PHP进行不同的数据库系统开发，这些系统很不相同，而许多数据库抽象层在PHP的层次有所不同，但彼此使用方法相当，它的发展无疑会提高开发效率。

请看图17-1，观察有数据抽象层和没有数据抽象层的区别。

数据库抽象层的主要性能指标是速度，由于数据库抽象层是额外的代码层，因为面向不同的架构与体系，因此有的效率较高，有的则相对比较慢些。

如Metabase是PHP中较慢的一个数据抽象层，它使用C语言编写，因为它的设计与可移植性最高，而PDO和ADODB是当今世界最快的数据库抽象类。

图17-1

如果您非常关注系统的效率和性能，则可以按自己的基准，设置模拟环境，编写代码，测试每个数据库抽象层（类）的性能。

用数据库抽象层，意味着当从一个数据库系统向另一个数据库系统迁移时，几乎不用更改太多的程序代码，如将MS SQL Server迁移到MySQL。