關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)庫)

時(shí)間：2022-12-23 20:30:01 | 來源：信息時(shí)代

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    關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三級(jí)模式結(jié)構(gòu) : 由外模式、模式和內(nèi)模式構(gòu)成的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式結(jié)構(gòu)。其三級(jí)模式結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中外模式對(duì)應(yīng)于視圖,模式對(duì)應(yīng)于基本表,內(nèi)模式對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)文件。

圖1 關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級(jí)模式結(jié)構(gòu)

1. 外模式
外模式也稱子模式或用戶模式,它是面向數(shù)據(jù)庫用戶的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。不同用戶的應(yīng)用需求如有差異,其外模式的描述就會(huì)不一樣。即使是數(shù)據(jù)庫中的同一數(shù)據(jù),在不同外模式中被描述出的結(jié)構(gòu)、類型、長度和保密級(jí)別也會(huì)不一樣。外模式通常為模式的子集,一個(gè)數(shù)據(jù)庫可以有多個(gè)外模式。
在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,外模式對(duì)應(yīng)于視圖和部分基表?；砗鸵晥D都是關(guān)系(即表)?；硎谴鎯?chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的表。視圖是虛表,它是從基表或其他視圖導(dǎo)出的表。視圖的定義實(shí)際為一查詢語句,被系統(tǒng)保存在數(shù)據(jù)字典中。每次調(diào)用視圖時(shí),執(zhí)行對(duì)應(yīng)的查詢語句,導(dǎo)出的查詢結(jié)果即為該視圖的數(shù)據(jù)。所以,視圖是一個(gè)虛表,其數(shù)據(jù)仍存放在導(dǎo)出該視圖的基表之中。由此可見,視圖是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供給用戶以多種角度觀察數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的窗口,它簡化了用戶數(shù)據(jù)模型,提供了邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)的安全保密。
2.模式
模式也稱概念模式或邏輯模式,是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層,是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。它既不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境,也與具體的應(yīng)用程序、所使用的開發(fā)工具無關(guān)。數(shù)據(jù)庫模式以數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)所支持的數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ),將所有用戶的需求有機(jī)地結(jié)合成一個(gè)邏輯整體。定義模式時(shí),不僅要定義數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu),還要定義數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系及數(shù)據(jù)的安全性和完整性要求。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,模式是關(guān)系模式的集合。
3. 內(nèi)模式
內(nèi)模式也稱存儲(chǔ)模式或物理模式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫只有一個(gè)內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)物理存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述,包括聚簇方式、索引類型、數(shù)據(jù)壓縮方式和數(shù)據(jù)加密方式等。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,一個(gè)或若干個(gè)基表存放于一個(gè)存儲(chǔ)文件中。一個(gè)表可以帶若干個(gè)索引,索引也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)文件中。每個(gè)存儲(chǔ)文件就是外部存儲(chǔ)器上的一個(gè)物理文件。存儲(chǔ)文件中的邏輯結(jié)構(gòu)組成了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的內(nèi)模式。SQL語言本身不提供對(duì)內(nèi)模式的操縱語句。
為了保證關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨(dú)立性和物理獨(dú)立性,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在三級(jí)模式之間提供了兩層映像:
外模式-模式映像:模式描述了數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu),外模式描述了數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)。一個(gè)模式可以有多個(gè)外模式,對(duì)于每一個(gè)外模式,關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)維護(hù)一個(gè)外模式-模式映像,定義了外模式與模式之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。通常采用數(shù)據(jù)字典中的視圖來記錄這種映像。當(dāng)模式改變時(shí),數(shù)據(jù)庫管理員只需要修改外模式-模式映像,就可以保證外模式不變,從而進(jìn)一步保證了基于外模式的應(yīng)用程序不需改變,保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨(dú)立性。
模式-內(nèi)模式映像:數(shù)據(jù)庫中存在一個(gè)模式和一個(gè)內(nèi)模式,模式-內(nèi)模式映像唯一定義了數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的映射關(guān)系。當(dāng)內(nèi)模式改變時(shí),數(shù)據(jù)庫管理員只需要修改模式-內(nèi)模式映像,就可以保證模式不變,從而進(jìn)一步保證了基于模式的應(yīng)用程序不需改變,保證了數(shù)據(jù)與程序的物理獨(dú)立性。
數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式和兩層映像保證了數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性和應(yīng)用程序的穩(wěn)定性,在數(shù)據(jù)庫的三級(jí)模式中,描述了數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu)的模式是中心和關(guān)鍵。內(nèi)模式依賴于模式,但獨(dú)立于外模式; 外模式面向數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序,定義在模式之上,但獨(dú)立于內(nèi)模式。