数据库系统的三级模式结构知识笔记

1、数据抽象的三个层次

数据库系统利用三个层次划分来抽象来对用户屏蔽系统的复杂性、简化用户与系统的交互。

1.1 物理层

物理层属于最低级层次的抽象，描述数据在存储器上如何进行存储的。物理层会详细描述复杂的底层结构。

1.2 逻辑层

逻辑层属于中间层，用来描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系。逻辑层相对简单的描述了整个数据库的结构。

1.3 视图层

视图层是最高层次的抽象，描述数据库的某个部分。

2、数据库的三级模式结构

数据库系统采用三级模式结构。具体描述如下：

3、数据库的模式介绍

3.1 概念模式

概念模式也称为模式，是数据库中全部数据的逻辑结构和特征的描述，它由若干个概念记录类型组成，只涉及型的描述、不涉及具体的值。

概念模式反映的是数据库的结构和联系，相对是稳定的。而实例反映的是数据库某一时刻的状态，相对是变动的。概念模式描述概念记录类型、记录间的联系、操作、数据的完整性和安全性等要求。描述概念模式的数据定义语言称为模式DDL。

3.2 外模式

外模式称为用户模式和子模式，是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。描述外模式的数据定义语言称为外模式DDL。

3.3 内模式

内模式也称为存储模式，是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。定义所有的内部记录类型、索引、文件的组织方式，以及数据控制方式的细节。描述内模式的数据定义语言称为内模式DDL。

4、两级映像

数据库系统在三级模式之间提供了两级映像：模式/内模式映像、外模式/模式映像。两级映像保证了数据库中的数据具有较高的逻辑独立性、物理独立性。

模式/内模式映像：存在于概念级和内部级之间，实现概念模式到内模式的相互转换。

外模式/模式映像：存在于外部级和概念级之间，实现外部模式到概念模式的相互转换。

5、数据的独立性

数据的独立性是指数据与程序独立，将数据的定义从程序中分类出去，由DBMS负责数据的存储，从而简化应用程序，大大减少应用程序编制的工作量。数据的独立性由DBMS的二级映像功能来保证的。分为数据的物理独立性、数据的逻辑独立性。

数据的物理独立性：是指当数据库的内模式发生改变时，数据的逻辑结构不变。

数据的逻辑独立性：是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。

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