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数据库系统的三级模式结构-《现代数据库原理与索引设计优化》

时间:2023-10-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)模式模式也称概念模式、概念视图,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。视图可理解为一组记录的值,用户或程序员看到和使用的数据库中的内容模式处于三级结构的中间层。

数据库系统的三级模式结构-《现代数据库原理与索引设计优化》

数据库中的数据是被广大用户使用的,任何用户都不希望自己面对的数据的逻辑结构发生变化(数据可以变化,如学生的年龄从2变到21),否则应用程序就必须重写。也就是说,即使数据的存储介质发生变化,单个用户所面对的数据的逻辑结构也不能发生变化。

在数据库中,整体数据的逻辑结构、存储结构的需求发生变化是有可能的、正常的,有时也是必需的,而单个用户不希望自己面对的局部数据的逻辑结构发生变化也是合理的。因此,虽然各实际的数据库管理系统使用的环境不同,内部数据的存储结构不同,使用的语言也不同,但对于数据来说,一般都采用三级模式结构。

(一)模式

模式也称概念模式(Conceptual Schema)、概念视图,是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。视图可理解为一组记录的值,用户或程序员看到和使用的数据库中的内容模式处于三级结构的中间层。它是整个数据库实际存储的抽象表示,也是对现实世界的一个抽象;是现实世界某应用环境(企业单位)的所有信息内容集合的表示,也是所有个别用户视图综合起来的结果,所以又称用户共同视图。

一个数据库只有一个模式。数据库模式以一种数据模型为基础,综合考虑了所有用户的需求,并将这些需求有机地结合成一个逻辑整体。定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构(如数据记录由哪些项组成,数据项的名称、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,定义数据之间的联系。

DBMS提供模式描述语言(模式DDL)来严格地定义模式。

(二)外模式

外模式又称子模式(Subschema)或用户模式或外视图,是三级结构的最外层,也是最靠近用户的一层,反映数据库用户看待数据的方式,是模式的某一部分的抽象表示。它是数据库用户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。

它由多种外记录值构成,这些外记录值是概念视图的某一部分的抽象表示,即个别用户看到和使用的数据库内容,也称用户数据库。

外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。外模式是各个用户的数据视图,如果不同的用户在应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求等方面存在差异,则其外模式描述就是不同的。每个用户只能调用其外模式涉及的数据,其余的数据是无法访问的。

DBMS提供子模式描述语言(子模式DDL)来定义子模式。(www.xing528.com)

(三)内模式

内模式(Internal Schema)又称为存储模式(Storage Schema)或内视图,是三级模式结构中的最内层,也是靠近物理存储的一层,即与实际存储的数据方式有关的一层,由多个存储记录组成,但并非物理层,不必关心具体的存储位置。一个数据库只有一个内模式。内模式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,如记录的存储方式是顺序存储还是Hash方法存储、数据是否压缩存储,是否加密等。

DBMS提供内模式描述语言(内模式DDL)来描述和定义内模式。

数据库系统中,外模式可有多个,而概念模式、内模式只能各有一个。

内模式是整个数据库实际存储的表示,而概念模式是整个数据库实际存储的抽象表示,外模式是概念模式的某一部分的抽象表示。

此外,三级模式结构的优点有以下几个方面:

1.保证数据的独立性。将外模式和模式分开,保证了数据的逻辑独立性;将模式和内模式分开,保证了数据的物理独立性。

2.有利于数据共享。在不同的外模式下可有多个用户共享系统中的数据,减少了数据冗余,简化了用户接口。按照外模式编写应用程序或输入命令,无须了解数据库内部的存储结构,方便用户使用系统。

3.有利于数据的安全保密。在外模式下根据要求进行操作,不能对限定的数据操作,保证了其他数据的安全。

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