用户级对应外模式,概念级对应概念模式,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。
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从数据库管理库管理系统的角度看,数据库系统体系结构一般采用三级模式结构。实际上,数据库的产品很多,它们支持不同的数据模式,使用不同的数据库语言,建立在不同的 *** 作系统上。数据的存储结构也各不相同,但体系结构基本上都具有相同的特征,采用“三级模式和两级映像”。
数据库系统采用三级模式结构,这是数据库管理系统内部的系统结构。数据库系统设计员可在视图层、逻辑层和物理层对数据抽象,通过外模式、概念模式和内模式来描述不同层次上的数据特性。
总之,数据按外模式的描述提供给用户;按内模式的描述存储在磁盘上;而概念模式提供了连接这两级模式的相对稳定的中间层,并使得两级中任意一级的改变都不受另一级的牵制。
参考资料来源:百度百科-数据库三级模式
三级模式-两级映射属于层次型架构设计,保证数据库中数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
1、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。
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。
2、概念模式:
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。
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。
3、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 *** 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)。
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。
4、外模式一模式映射:
定义和建立某个外模式与概念模式间的对应关系,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
5、概念模式一内模式映射:
定义建立数据的逻辑结构(概念模式)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,只需改变概念模式一内模式映射,就能保持概念模式不变,因此应用程序也可以保持不变。
优点:
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。
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基本知识
数据库(DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的。可共享的数据集合。
数据库系统(DBS)从广义上讲是由数据库、硬件、软件和人员组成,管理的对象是数据。
数据库管理系统(DBMS)是一种 *** 纵和管理数据库的大型软件,用于建立、使用和维和数据库。主要功能有数据定义、数据库 *** 作、数据库运行管理、数据组织、存储和管理、数据库的建立与维护及其他功能。
DBMS通常分为三类:关系DBS,对象关系DBS,面向对象的DBS
数据库的结构与模式:
数据库结构的基础是数据模型,是用来描述数据的一组概念和定义。
数据模型的三要素:数据结构、数据 *** 作、数据的约束条件
1.层次模型
层次模型是数据库系统中最早使用的模型,它的数据结构类似一颗倒置的树,每个节点表示一个记录类型,记录之间的联系是一对多的联系,基本特征是:
一定有一个,并且只有一个位于树根的节点,称为根节点;
一个节点下面可以没有节点,即向下没有分支,那么该节点称为叶节点;
一个节点可以有一个或多个节点,前者称为父节点,后者称为子节点;
同一父节点的子节点称为兄弟节点。
除根节点外,其他任何节点有且只有一个父节点;
图117是一个层次模型的例子。
层次模型中,每个记录类型可以包含多个字段,不同记录类型之间、同一记录类型的不同字段之间不能同名。如果要存取某一类型的记录,就要从根节点开始,按照树的层次逐层向下查找,查找路径就是存取路径。如图118所示。
层次模型结构简单,容易实现,对于某些特定的应用系统效率很高,但如果需要动态访问数据(如增加或修改记录类型)时,效率并不高。另外,对于一些非层次性结构(如多对多联系),层次模型表达起来比较繁琐和不直观。
2.网状模型
网状模型可以看作是层次模型的一种扩展。它采用网状结构表示实体及其之间的联系。网状结构的每一个节点代表一个记录类型,记录类型可包含若干字段,联系用链接指针表示,去掉了层次模型的限制。网状模型的特征是:
1 允许一个以上的节点没有父节点;
2 一个节点可以有多于一个的父节点;
例如,图119(a)和图119(b)都是网状模型的例子。图119(a)中节点3有两个父节点,即节点1和节点2;图119(b)中节点4有三个父节点,即节点1,节点2和节点3。
由于网状模型比较复杂,一般实际的网状数据库管理系统对网状都有一些具体的限制。在使用网状数据库时有时候需要一些转换。例如,如图1110所示。
网状模型与层次模型相比,提供了更大的灵活性,能更直接地描述现实世界,性能和效率也比较好。网状模型的缺点是结构复杂,用户不易掌握,记录类型联系变动后涉及链接指针的调整,扩充和维护都比较复杂。
3.关系模型
关系模型是目前应用最多、也最为重要的一种数据模型。关系模型建立在严格的数学概念基础上,采用二维表格结构来表示实体和实体之间的联系。二维表由行和列组成。下面以教师信息表和课程表为例,说明关系模型中的一些常用术语:
表111 教师信息表(表名为:tea_info)
TNO(教师编号)
NAME(姓名)
GENDER(性别)
TITLE(职称)
DEPT(系别)
805
李奇
女
讲师
基础部
856
薛智永
男
教授
信息学院
表112 课程表(表名为:cur_info)
CNO(课程编号)
DESCP(课程名称)
PERIOD(学时)
TNO(主讲老师编号)
005067
微机基础
40
805
005132
数据结构
64
856
1 关系(或表):一个关系就是一个表,如上面的教师信息表和课程表。
2 元组:表中的一行为一个元组(不包括表头)。
3 属性:表中的一列为一个属性。
4 主码(或关键字):可以唯一确定一个元组和其他元组不同的属性组。
5 域:属性的取值范围。
6 分量:元组中的一个属性值。
7 关系模式:对关系的描述,一般表示为:关系名(属性1,属性2, ,属性n)。
关系模型中没有层次模型中的链接指针,记录之间的联系是通过不同关系中的同名属性来实现的。 关系模型的基本特征是:
1 建立在关系数据理论之上,有可靠的数据基础;
2 可以描述一对一,一对多和多对多的联系。
3 表示的一致性。实体本身和实体间联系都使用关系描述。
4 关系的每个分量的不可分性,也就是不允许表中表。
关系模型概念清晰,结构简单,实体、实体联系和查询结果都采用关系表示,用户比较容易理解。另外,关系模型的存取路径对用户是透明的,程序员不用关心具体的存取过程,减轻了程序员的工作负担,具有较好的数据独立性和安全保密性。
关系模型也有一些缺点,在某些实际应用中,关系模型的查询效率有时不如层次和网状模型。为了提高查询的效率,有时需要对查询进行一些特别的优化
三级模式结构:外模式、模式和内模式
一、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。
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级构成的
数据库的二级映像功能与数据独立性为了能够在内部实现数据库的三个抽象层次的联系和转换,数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像。
事务处理(TRANSACTION)是由一个或多个SQL语句序列结合在一起所形成的一个逻辑处理单元。事务处理中的每个语句都是完成整个任务的一部分工作,所有的语句组织在一起能够完成某一特定的任务。DBMS在对事务处理中的语句进行处理时,是按照下面的约定来进行的,这就是“事务处理中的所有语句被作为一个原子工作单位,所有的语句既可成功地被执行,也可以没有任何一个语句被执行”。DBMS负责完成这种约定,即使在事务处理中应用程序异常退出,或者是硬件出现故障等各种意外情况下,也是如此。在任何意外情况下,DBMS都负责确保在系统恢复正常后,数据库内容决不会出现“部分事务处理中的语句被执行完”的情况。
三级模式结构:外模式、模式和内模式
一、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。
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。
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)。
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。
扩展资料
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 *** 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 *** 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。
参考资料来源:数据库三级模式的工作原理
数据库管理系统的层次结构根据处理对象的不同,数据库管理系统的层次结构由高级到低级依次为应用层、语言翻译处理层、数据存取层、数据存储层、 *** 作系统。 (1)应用层。应用层是DBMS与终端用户和应用程序的界面层,处理的对象是各种各样的数据库应用。 (2)语言翻译处理层。语言翻译处理层是对数据库语言的各类语句进行语法分析、视图转换、授权检查、完整性检查等。 (3)数据存取层。数据存取层处理的对象是单个元组,它将上层的集合 *** 作转换为单记录 *** 作。 (4)数据存储层。数据存储层处理的对象是数据页和系统缓冲区。 (5) *** 作系统。 *** 作系统是DBMS的基础。 *** 作系统提供的存取原语和基本的存取方法通常是作为和DBMS存储层的接口。 海狸 为您解答 希望对你有帮助 谢谢选择我的答案 有疑问请追问,在线马上回答。
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