数据库的三级模式结构以及如何理解数据库的三级模式
所谓模式是指用数据描述语言精确定义的数据模型。数据模式的三个层次:外部层、概念层和内部层,构成数据库系统的三级模式结构,如图2-2所示。不管数据库管理系统的功能如何变化、操作系统的平台如何不同、数据模型如何不同等,数据库系统的三级模式结构的特征基本上保持不变。 图 2-2 数据库系统的三级模式结构 数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。在这三个抽象级别之间,为了实现...
所谓模式是指用数据描述语言精确定义的数据模型。数据模式的三个层次:外部层、概念层和内部层,构成数据库系统的三级模式结构,如图所示。不管数据库管理系统的功能如何变化、操作系统的平台如何不同、数据模型如何不同等,数据库系统的三级模式结构的特征基本上保持不变。
数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。在这三个抽象级别之间,为了实现数据的转换,数据库管理系统必须提供两层映射功能,即外模式和概念模式的映射,概念模式和内部模式的映射。
外模式又称用户模式,在传统的数据库系统中定义为子模式,子模式是概念模式的子集。外模式按用户视图定义数据,也可以从概念模式中导出。
概念模式又称逻辑模式,是现实世界和数据存储之间的扭带。概念模式是为了实现数据库数据的共享进行数据库设计之后,得到的全局性数据逻辑关系的抽象和描述,它独立于数据的物理存储结构,是所有用户的共同的逻辑数据视图。
内模式又称物理模式,用以描述数据在数据库中的存储和存取方式。
所有的这些模式都必须在使用数据库之前进行定义。数据库管理系统提供模式描述语言 DDL,用以严格地描述一个数据库中所有实体的定义,经编译之后存储在数据库中。外模式是与每个具体的应用程序和它使用的高级编程语言相关联的。内模式与数据的物理存储(操作系统)和硬件有关。概念模式是独立于具体应用和物理环境的,是数据库中全体数据的逻辑表示。
数据库设计的过程就是综合外模式, 产生概念模式,根据使用的DBMS产生物理模式。再由概念模式导出用户视图, 就是用户看到的逻辑数据。
外模式和概念模式的映射,定义了外模式和概念模式之间的对应关系,通常在外模式中给出描述。这层映射的作用是实现逻辑数据的独立性。当数据的整体逻辑结构改变时,如果某个外模式保持不变,相应的外模式和概念模式的映射关系需要改变,因而该外模式对应的应用程序不用改变。
概念模式和内部模式的映射,存在于概念层,由DBMS建立两者之间的逐一对应关系。这层映射的作用是实现物理数据的独立性。当数据库的物理存储模式修改时,如改变存储设备和存取方法时,概念模式可以保持不变,相应的内模式和概念模式的映射关系需要改变,应用程序也不用改变。
数据库的三层模式结构的好处在于:
- 保证了数据的独立性:概念模式和内模式分开,保证数据的物理独立性,把外模式和概念模式分开,保证数据逻辑的独立性
- 简化用户接口:用户不需要了解数据库实际存储情况,也不需要对数据库存储结构了解,只要按照外模式编写应用程序就可以访问数据库。
- 有利于数据共享:所有用户使用统一概念模式导出的不同外模式,减少数据冗余,有利于多种应用程序间共享数据。
- 有利于数据安全保密:每个用户只能操作属于自己的外模式数据视图,不能对数据库其他部分进行修改,保证了数据安全性。
如何理解数据库的三级模式
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