数据库的三级模式和两级映射介绍


数据库的三级模式指的是数据库系统结构中的三个抽象级别,它们分别是外模式(External Schema)、模式(Conceptual Schema)和内模式(Internal Schema)。同时,为了保证数据库中的数据在这三个级别之间的一致性和独立性,引入了两级映射,即外模式/模式映射和模式/内模式映射。

### 三级模式

1. **外模式(External Schema)**:

- 又称子模式或用户模式,是数据库用户(包括应用程序员和最终用户)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。

- 外模式通常是模式的子集。一个数据库可以有多个外模式。外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。

2. **模式(Conceptual Schema)**:

- 又称逻辑模式,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。

- 模式描述的是数据的逻辑结构,包括数据项、记录类型、记录之间的关系、完整性约束等。模式相对稳定,独立于具体的应用程序和存储设备。

3. **内模式(Internal Schema)**:

- 又称存储模式,是数据在数据库系统内部的表示,即对数据的物理结构和存储方式的描述。

- 内模式应能满足模式定义的数据结构及其完整性约束条件的存储表示,同时也要满足用户对存储性能的需求。

### 两级映射

1. **外模式/模式映射**:

- 定义了外模式与模式之间的对应关系。当模式改变时(如增加新的关系、新的属性、改变属性的数据类型等),只要对外模式/模式映射作相应的改变,就可以使外模式保持不变,从而应用程序也不必修改,保证了数据与程序的逻辑独立性。

2. **模式/内模式映射**:

- 定义了数据库的全局逻辑结构(模式)和存储结构(内模式)之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时(如存储设备更换、存储方式改变、存储位置改变等),只要对模式/内模式映射作相应的改变,就可以使模式保持不变,从而应用程序也不必修改,保证了数据与程序的物理独立性。

这种三级模式和两级映射的结构,使得数据库系统既具有较高的数据独立性,又便于数据的组织、管理和维护。