数据库系统的三级模式结构

在数据库系统内部管理数据采用三级模式结构。数据库系统的三级模式结构是指数据库系统由外模式、模式和内模式三级构成。

数据库系统模式的概念

型：对某一类数据的结构和属性的说明。
值：是型的一个具体赋值。

例如：学生记录。
记录型：(学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯)
该记录型的一个记录值：(900201，李明，男，计算机，22，江苏)

模式：是数据库逻辑结构和特征的描述，是型的描述，反映的是数据的结构及其联系，模式是相对稳定的。

模式的一个实例：是指模式的一个具体值，反映数据库某一时刻的状态，同一个模式可以由多个实例，实例随数据库中的数据更新而改动。

例如：
在综合教务管理系统数据库模式中，包含学生记录、课程记录和学生选课记录。
2015年的一个学生数据库实例，包含：
-2015年学校中所有学生的记录
-2015年学校开设的所有课程的记录
-2015年所有学生选课的记录
2014年度学生数据库模式对应的实例与2015年度学生数据库模式对应的实例是不同的。

数据库系统的三级模式结构

模式：也称逻辑模式，数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，所有用户的公共数据视图。

一个数据库只有一个模式。与数据的物理存储细节和硬件环境无关，与具体的语言程序、开发工具及高级程序设计语言无关。
定义模式要定义数据的逻辑结构、数据之间的练习和完整性、安全性要求。

模式是数据库系统模式结构的中间层。
外模式：也称子模式或用户模式，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的描述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。

外模式介于模式与应用之间。
模式与外模式是一对多的关系，外模式通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式，对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同。
外模式与应用的关系也是一对多的关系，同一外模式也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。

内模式：也称存储模式，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。

记录的存储方式有顺序存储、按照B树结构出处，按hash方法存储。
一个数据库只有一个内模式。

数据库的二级映像功能与数据独立性

三级模式是对数据的三个抽象级别，为了能够在系统内部实现这三个层次的联系与转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像

外模式/模式映象
定义外模式与模式之间的对应关系；
每一个外模式都对应一个外模式/模式映象；
映象定义通常包含在各自外模式的描述中；
当模式改变时，数据库管理员修改相关的外模式/模式映象，使外模式不变，语言程序是依据数据的外模式编写的，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
模式/内模式映象
定义数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系；
数据库中模式/内模式映象是唯一的；
通常包含在模式描述中；
当数据库的存储结构改变了，数据库管理员修改模式/内模式映象，使模式保持不变，应用程序不受影响，保证了数据与程序的物理独立性。
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