人们为数据库设计了一个严谨的体系结构,数据库领域公认的标准结构是三级模式结构,它包括外模式、概念模式、内模式,有效地组织、管理数据,提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。
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。
美国国家标准协会(AmericanNationalStandardInstitute,ANSI)的数据库管理系统研究小组于1978年提出了标准化的建议,将数据库结构分为3级:面向用户或应用程序员的用户级、面向建立和维护数据库人员的概念级、面向系统程序员的物理级。
数据库的三级模式包括外模式、概念模式和内部模式。其中基本表对应于概念模式。1. 外部模式:也称用户视图或子视图,是指用户能够看到和访问的数据集合。每个外部模式都是针对一个特定用户或者应用程序而设计的,并且只显示该用户或者应用程序所需要的数据。
2. 概念模式:也称全局逻辑结构,是整个数据库系统中所有数据及其关系的抽象表示。它描述了数据库中所有实体、属性以及它们之间的联系,并且定义了这些实体在数据库中如何存储和组织。
3. 内部模式:也称存储逻辑结构,是指数据库在物理层面上真正存储方式。它描述了数据在磁盘上如何存放、读取和写入等底层 *** 作。
一、数据库系统的三级模式:外模式、模式、内模式。
1、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。
2、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。
3、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、二级映像:
1、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。
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