數據庫三級模式:外模式、模式和內模式

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一、模式(Schema)

定義:模式又稱概念模式或邏輯模式,是數據庫中全體數據的邏輯結構和特徵的描述,是所有用戶的公共數據視圖。

理解: ① 一個數據庫只有一個模式; ② 是數據庫數據在邏輯級上的視圖; ③ 數據庫模式以某一種數據模型爲基礎; ④ 定義模式時不僅要定義數據的邏輯結構(如數據記錄由哪些數據項構成,數據項的名字、類型、取值範圍等),而且要定義與數據有關的安全性、完整性要求,定義這些數據之間的聯繫。

二、外模式(External Schema)

定義:也稱子模式(Subschema)或用戶模式,是數據庫用戶(包括應用程序員和最終用戶)能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特徵的描述,是數據庫用戶的數據視圖,是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

理解: ① 一個數據庫可以有多個外模式; ② 外模式就是用戶視圖; ③ 外模式是保證數據安全性的一個有力措施。

三、內模式(Internal Schema)

定義:也稱存儲模式(Storage Schema),它是數據物理結構和存儲方式的描述,是數據在數據庫內部的表示方式(例如,記錄的存儲方式是順序存儲、按照B樹結構存儲還是按hash方法存儲;索引按照什麼方式組織;數據是否壓縮存儲,是否加密;數據的存儲記錄結構有何規定)。

理解: ① 一個數據庫只有一個內模式; ② 一個表可能由多個文件組成,如:數據文件、索引文件。 它是數據庫管理系統(DBMS)對數據庫中數據進行有效組織和管理的方法 其目的有: ① 爲了減少數據冗餘,實現數據共享; ② 爲了提高存取效率,改善性能。

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工作原理

   數據庫的三級模式是數據庫在三個級別 (層次)上的抽象,使用戶能夠邏輯地、抽象地處理數據而不必關心數據在計算機中的物理表示和存儲。實際上 ,對於一個數據庫系統而言一有物理級數據庫是客觀存在的,它是進行數據庫操作的基礎,概念級數據庫中不過是物理數據庫的一種邏輯的、抽象的描述(即模式),用戶級數據庫則是用戶與數據庫的接口,它是概念級數據庫的一個子集(外模式)。

   用戶應用程序根據外模式進行數據操作,通過外模式一模式映射,定義和建立某個外模式與模式間的對應關係,將外模式與模式聯繫起來,當模式發生改變時,只要改變其映射,就可以使外模式保持不變,對應的應用程序也可保持不變;另一方面,通過模式一內模式映射,定義建立數據的邏輯結構(模式)與存儲結構(內模式)間的對應關係,當數據的存儲結構發生變化時,只需改變模式一內模式映射,就能保持模式不變,因此應用程序也可以保持不變。


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