数据库系统的模式结构

缺乏、安全感 2022-02-23 16:19 262阅读 0赞

## 数据库系统模式的概念 ##

在数据模型中有***型（type）***和***值（value）***的概念。型是指对某一类数据的结构和属性的说明，值是型的具体赋值。

型和值的关系就类似于面向对象思想中类和对象的关系。

***模式（schema）***是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及型的描述，不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个***实例（instance）***。同一个模式可以有多个实例。

模式是相对稳定的，而实例是相对变动的，因为数据库中的数据是在不断更新的。模式反映的是数据的结构及其联系，而实例反映的是数据库某一个时刻的状态。

## 数据库系统的三级模式结构 ##

> 数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成。

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### 外模式： ###

外模式也称子模式或者用户模式，它是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。

外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。每一个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据是不可见的。

一个数据库可以有多个外模式；同一个外模式可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。

### 模式： ###

模式也称为逻辑模式，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。

模式是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，又与具体的应用程序、所使用的应用开发工具及高级程序设计无关。

一个数据库只有一个模式。数据库模式以某一种数据模型为基础，统一综合地考虑了所有用户的需求，并将这些需求有机地结合成一个整体。

### 内模式： ###

内模式也称存储模式，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组织方式。

一个数据库只有一个内模式。

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## 数据库的二级映像功能与数据独立性 ##

> 数据库系统的三级模式是数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给数据库管理系统管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表现方式与存储方式。

### 外模式／模式映像 ###

模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构。外模式／模式映像定义了外模式与模式之间的对应关系。

当模式改变时（例如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等），由数据库管理员对各个外模式／模式映像作相应的改变，可以使外模式保持不变。应用程序是依据外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。

该映像定义通常包含在各自外模式的描述中。

### 模式／内模式映像 ###

数据库只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式／内模式映像是唯一的，它定义了数据全局逻辑结构和存储结构之间的对应关系。

该映像定义通常包含在模式的描述中。

当数据库的存储结构发生改变时，由数据库管理员对模式／内模式映像作出相应的改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也保持不变。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。

> 数据库的二级映像保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。
> 
> 数据与程序之间的独立性使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。另外，由于数据的存取由数据库管理系统管理，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改。

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