最新数据库三级体系结构
计算机数据库三级
计算机数据库三级摘要：一、计算机数据库概述1.计算机数据库的定义2.计算机数据库的发展历程3.计算机数据库的分类二、计算机数据库的体系结构1.数据库管理系统（DBMS）2.数据库系统（DBS）3.数据库应用系统（DAS）三、计算机数据库的三级结构1.概念模式2.内模式3.外模式四、计算机数据库的设计与实现1.需求分析2.概念设计3.逻辑设计4.物理设计5.数据库实施与维护五、计算机数据库的应用领域1.企业管理2.信息检索3.数据分析与挖掘4.人工智能与机器学习正文：计算机数据库三级，是指计算机数据库从概念上分为三级：概念模式、内模式和外模式。
这一结构体系是计算机数据库设计的基础，为数据库的建立、管理和应用提供了清晰的层次划分。
一、计算机数据库概述计算机数据库是存储在计算机存储设备上、结构化的相关数据的集合。
它具有数据共享性、可维护性和较小的冗余度等特性。
计算机数据库的发展经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。
根据数据模型、存储方式和应用领域的不同，计算机数据库可以分为关系型数据库、非关系型数据库和混合型数据库等。
二、计算机数据库的体系结构计算机数据库的体系结构包括数据库管理系统（DBMS）、数据库系统（DBS）和数据库应用系统（DAS）。
其中，DBMS 是数据库的软件系统，负责管理数据、提供数据处理功能和维护数据的一致性。
DBS 是由DBMS、数据库管理员（DBA）和用户组成的集合，共同完成数据的组织、存储、管理和使用。
DAS 则是为满足特定应用需求而设计的，将数据库技术与特定领域相结合，实现高效的数据处理和分析。
三、计算机数据库的三级结构计算机数据库的三级结构包括概念模式、内模式和外模式。
概念模式是对数据库全局数据的逻辑结构和相互关系的描述，通常采用实体- 关系（E-R）图表示。
内模式是数据库在计算机内部的存储结构和存取方法的描述，它定义了数据物理存储的文件、记录和字段等。
外模式是数据库用户可见的和使用的局部数据的逻辑结构和相互关系的描述，它为用户提供了方便的数据访问接口。
数据库的三级体系结构
数据库的三级体系结构引言数据库是计算机系统中最基本的组成部分之一，它用于存储和管理大量的数据。
在数据库的发展过程中，出现了多种不同的体系结构。
本文将探讨数据库的三级体系结构，分别是外模式、概念模式和内模式。
我将详细介绍每个级别的含义、作用和关系，并通过实例来说明。
一、外模式1.1 定义外模式是数据库的最高级别，也是用户直接接触到的部分。
它定义了用户对数据库中的数据进行访问的方式和视图。
外模式可以根据用户的需求来定义，不同的用户可以拥有不同的外模式。
1.2 作用外模式的作用是将数据库的复杂性隐藏起来，为用户提供简单和易用的界面。
通过外模式，用户可以方便地进行数据的查询、插入、更新和删除操作，而不需要了解数据库的内部结构和存储方式。
1.3 实例以一个学生信息管理系统为例，不同的用户可能需要查看不同的信息。
例如，一位学生只需要查看自己的成绩和课程信息，而一位教师可能需要查看所有学生的成绩和课程信息。
在这个系统中，可以为每个用户定义不同的外模式，以满足他们的需求。
二、概念模式2.1 定义概念模式是数据库的中间级别，它定义了数据库的逻辑结构和数据之间的关系。
概念模式是对外模式和内模式之间的映射，它将外模式中的视图转换为对内模式的操作。
2.2 作用概念模式的作用是提供一个整体的、一致的视图，以方便数据库管理员进行管理和维护。
通过概念模式，管理员可以定义数据库中的实体、属性和关系，以及对它们的操作和约束。
2.3 实例继续以学生信息管理系统为例，概念模式可以定义学生、课程和成绩之间的关系。
管理员可以定义学生和课程之间的多对多关系，并设置成绩的约束条件，如只允许输入合法的分数范围。
三、内模式3.1 定义内模式是数据库的最低级别，它定义了数据库的内部存储结构和物理存储方式。
内模式描述了数据在计算机存储器中的存放方式，包括数据的存储位置、文件的组织和索引的结构等。
3.2 作用内模式的作用是将概念模式转换为实际的存储方式，以提高数据库的存取效率。
数据库系统三级模型结构
数据库系统三级模型结构1.外模型（逻辑模型）：外模型是与用户直接交互的层次，它定义了用户如何看待和访问数据库中的数据。
外模型将数据组织成表格、视图或者其他形式，使用户能够方便地对数据进行查询、插入、删除和更新等操作。
外模型通过DBMS（数据库管理系统）对用户进行权限管理，确保只有经过授权的用户才能访问数据。
常见的外模型包括关系模型、层次模型、网络模型等。
2.概念模型：3.内模型（物理模型）：内模型是数据库系统最底层的层次，它描述了数据在存储介质上的具体组织方式和存储结构。
内模型通过定义存储文件、索引、存储过程等细节，来实现对数据库的高效访问和管理。
内模型的设计侧重于性能优化，包括磁盘分配、缓存管理、数据压缩等。
常见的内模型包括层次模型、关系模型、面向对象模型等。
三级模型结构充分发挥了分层设计的优势，每个层次都有其独特的功能和目的。
外模型将数据库的复杂结构抽象为易于理解和操作的形式，提供了友好的界面给用户；概念模型通过实体-关系图等方式帮助开发人员和数据库管理员理解和设计数据库的结构；内模型通过优化存储和访问方式，提高数据库系统的性能。
总结起来，数据库系统的三级模型结构分别涉及到了用户的操作界面、数据的逻辑结构和数据的物理存储。
通过将数据库系统分层，可以实现数据的抽象、封装和优化，提高数据库系统的可用性、可扩展性和性能。
在数据库系统的三级模型结构中，每个层次都有其重要性和价值，互相配合，构成一个完整的数据库系统。
数据库的外模型和概念模型相对稳定，可以根据应用的需要进行适当调整和修改；而内模型则更加依赖具体的硬件和存储技术，因此在后期进行修改可能会涉及到较大的工作量。
因此，在设计数据库系统时，需要充分考虑数据的使用方式和性能需求，并合理选择外模型、概念模型和内模型，以实现对数据库的有效管理和高效利用。
数据库系统三级模型结构
数据库系统三级模型结构随着信息技术的迅猛发展，数据库系统已经成为现代信息系统中不可或缺的一部分。
数据库系统的设计和实现不仅关系到企业的信息化建设，也关系到企业的运营效率和决策能力。
为了更好地理解和设计数据库系统，数据库系统三级模型结构应运而生。
一、数据库系统的概念数据库系统是指一个组织化的数据集合，旨在满足特定应用领域的信息需求。
数据库系统由数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用程序和用户组成。
其中，数据库是数据的集合，DBMS是用于管理数据库的软件，应用程序是用于访问数据库的软件，用户则是使用这些应用程序来访问数据库的人。
二、数据库系统的三级模型结构数据库系统的三级模型结构包括外模型、概念模型和内模型。
外模型是用户看到的数据库模型，概念模型是数据库系统的逻辑模型，内模型是数据库系统的物理模型。
1. 外模型外模型是用户看到的数据库模型，也称为用户模型。
外模型反映了用户对数据的需求和使用方式，是数据库系统的最上层，用户可以通过外模型来访问数据库。
外模型分为三种类型：视图、形式化模型和自然语言模型。
视图是用户对数据库中数据的一个逻辑上的划分，可以根据用户的需求来定义。
视图可以包含一个或多个表，可以对表中的数据进行筛选、排序、计算等操作，以满足用户的需求。
视图是数据库系统的一个重要特性，它可以提高数据的安全性、保护数据的隐私性、简化数据的访问方式等。
形式化模型是一种用于表示数据库中数据的图形化工具，它可以用来描述数据之间的关系和数据的结构。
形式化模型通常使用图形、符号和线条来表示数据之间的关系和数据的结构。
形式化模型可以帮助用户更好地理解和使用数据库中的数据。
自然语言模型是一种用自然语言来描述数据库中数据的模型。
自然语言模型通常使用人类可以理解的语言来描述数据之间的关系和数据的结构。
自然语言模型可以帮助用户更好地理解和使用数据库中的数据。
2. 概念模型概念模型是数据库系统的逻辑模型，也称为全局模型。
数据库中的三级模式结构的概念
数据库中的三级模式结构的概念
三级模式结构是数据库中的逻辑架构，它包括了三个层级：外模式、概念模式和内模式。
1. 外模式（External Schema）：也称为用户模式或视图模式，是用户对数据库的可见部分。
外模式描述了用户对数据库的局部视图，即用户可以看到和访问的数据和关联操作。
每个用户可以有不同的外模式，因此可以根据用户的需求和权限，定义不同的视图和操作。
2. 概念模式（Conceptual Schema）：也称为全局模式或逻辑模式，是数据库的全局视图，用于定义整个数据库的逻辑结构和组织。
概念模式描述了数据的整体结构、实体、关系、约束等。
它独立于具体的物理存储结构和操作方式，并提供一个抽象层次，隐藏了底层的细节。
3. 内模式（Internal Schema）：也称为存储模式或物理模式，是数据库的存储层面的视图。
内模式描述了数据在物理存储介质上的组织形式、存储结构和访问方法。
它定义了数据在硬盘或磁带上的存储方式，以及如何访问和操作存储的数据。
三级模式结构的设计和组织，使得每个层次都可以独立于其他层次进行修改和调整，从而实现了数据的逻辑独立性、物理独立性和用户独立性。
这种模式结构可
以满足不同用户的需求，简化了数据库管理和维护工作。
简述数据库系统的三级模式结构
简述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由著名的数据库系统的先驱者EdgarCodd提出的。
虽然它在1974年就被发表，但现在它仍然是全球多数数据库系统的实现基础。
三级模式结构的定义，让数据库能够成为一种可重复利用的资源，而且可以更有效地管理数据。
在这篇文章中，我们将讨论数据库系统的三级模式结构，以及其在实际应用中如何影响数据库系统的性能。
三级模式结构，也称为Edgar Codd模式，将数据库系统抽象成三个不同的层次：外部层、概念层和内部层。
外部层是和用户以及应用程序直接交互的一个层次，其中包括用户定义的表和属性，以及对数据库中数据的查询。
它可以轻松地以不同的风格来定义，并且可以被不同的应用程序使用。
概念层位于外部层之上，用来将外部层中的抽象数据模型转换成物化的表。
最后，内部层，也称为存储层，是将数据存储在计算机中的一个层次。
它是数据在真正的计算机系统中的一种可视化形式，也是存储和管理数据的基础。
在三级模式结构的实现中，数据库系统提供了一种抽象层，称为模式实例，它可以将数据库中的数据抽象成模式和实例的形式。
因此，外部层可以以模式实例的形式来表达数据，从而使用户可以更容易地查询和管理数据。
模式实例同时也允许用户和应用程序，使用更抽象的方式来与数据库进行交互。
基于三级模式结构，数据库系统具有一系列好处，首先它可以明显提高开发效率。
在三层模式结构的实现中，数据库系统提供了一种可重复使用的资源。
例如，一个应用程序可以使用外部层中的模式实例，从而在构建该应用程序的同时，其他应用程序也可以使用该模式实例，而无需重复开发过程。
另外，数据库系统基于三级模式结构，在管理数据方面也会非常有效。
这是因为，三级模式结构将数据库分解成几个层，使得数据可以高效地存储和管理。
而且，抽象的概念层和外部层也可以提供一定的安全层，从而防止用户恶意访问数据库系统中的数据。
最后，三级模式结构能够显著提高数据库系统的性能。
数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用
数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统的组成部分之间物理上的
结构，包括应用程序、操作系统、数据库管理系统三个层次。
依次为：
1. 应用程序层：这一层是用户和数据库系统的接口层，实现程序员将
用户需求以及应用程序的设计翻译成对数据库系统有意义的数据、规
则和操作。
2. 操作系统层：这一层提供数据维护操作，管理并实现数据系统的空
间管理和大量的文件操作，包括存储空间的管理、文件的建立、文件
的读写操作，以及文件之间的联系。
3. 数据库管理系统层：这一级是数据库技术的核心，用于管理和控制
各种数据库应用程序，负责组织和管理数据库数据，为用户提供较为
友好的数据库环境，实现数据安全和数据一致性等功能。
每个模块的作用如下：
1. 应用程序层：提供用户界面，实现用户和数据库系统的交互，在数
据库系统中提交、发出和处理数据查询，最终完成应用系统的执行。
2. 操作系统层：提供数据库和磁盘存储之间的接口，为数据库操作提
供基础环境，通过管理数据文件、空间管理和逻辑操作，保证数据库
系统运行的完好性和安全性。
3. 数据库管理系统层：主要任务是对数据库中的数据进行管理，提供
较为友好的数据库环境，并实现数据访问安全和一致性等功能。
此外，还提供储存、查询和维护等功能，使用户可以轻松的使用数据库系统。
数据库三级模式结构中内模式对应基本表
数据库三级模式结构中内模式对应基本表数据库的三级模式结构是指外模式、概念模式和内模式。
内模式是数据库的最底层，它是数据库具体实现的一部分，其主要任务是将概念模式对应到物理存储介质上的基本表。
本文将以1200字以上的篇幅，详细介绍内模式与基本表的对应关系。
内模式是数据库的物理表示，通过它可以了解数据库在物理存储介质上的实际组织方式。
内模式包含了实际存储在磁盘上的数据、索引和其他物理结构的定义。
它是数据库管理系统中最低级别的模式，与硬件相关。
内模式的设计侧重于性能优化和存储空间利用率。
基本表是内模式的主要组成部分，它是数据库中存储数据的最基本的单位。
基本表是一个二维表，由行和列组成，每一行代表一条记录，每一列代表一个属性。
基本表的结构定义了表的名称、属性名称、数据类型和约束条件等。
基本表呈现了数据库中存储的具体数据，是用户可以直接访问和操作的对象。
内模式与基本表之间的对应关系是通过数据字典来实现的。
数据字典是数据库中存储元数据信息的部分，它包含了数据库中各个层次之间的映射关系。
数据字典是数据库系统的核心组成部分，它记录了数据库的结构、内容和使用方式等信息。
在数据字典中，通过记录内模式与基本表之间的关系，可以实现内模式对应基本表的功能。
内模式与基本表的对应关系主要通过以下几个方面来实现：1.内模式中的表与基本表的对应：内模式中的表是通过基本表来实现的。
内模式的表定义了表的结构，包括表名、列名、数据类型等信息，这些信息与基本表的定义是对应的。
2.内模式中的索引与基本表的对应：内模式中的索引是通过基本表的索引来实现的。
内模式中的索引定义了索引的类型、索引的名称和索引的列等信息，这些信息与基本表的索引是对应的。
3.内模式中的视图与基本表的对应：内模式中的视图是通过基本表来实现的。
内模式中的视图定义了视图的名称、视图的查询条件和视图的列等信息，这些信息与基本表的视图是对应的。
综上所述，内模式与基本表之间的对应关系是通过数据字典来实现的，数据字典记录了内模式中的表、索引和视图等对象与基本表之间的映射关系。
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数据库的三级模式
概念模式 内模式 外模式
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概念模式
概念模式(Conceptual Schema)简称模式，又称 数据库模式、逻辑模式。它由数据库设计 者综合所有用户的数据，按照统一的观点 构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部 数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所 有用户的公共数据视图(全局视图)。
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内模式
• 内模式(Internal Schema)也称存储模式。是 数据库中全体数据的内部表示和底层描述， 是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了 数据在存储介质上的存储方式和物理结构。
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在一个数据库系统中，只有唯一的数据库， 因 而作为定义 、描述数据库存储结构的内模式和定 义、描述数据库逻辑结构的模式，也是唯一的， 但建立在数据库系统之上的应用则是非常广泛、 多样的，所以对应的外模式不是唯一的，也不可 能是唯一的。
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概念模式/内模式映像
• 概念模式/内模式映像定义了数据库全局逻 辑结构与存储结构之间的对应关系。
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用户应用程序根据外模式进行数据操作，通 过外模式/概念模式映射，定义和建立某个外模式 与模式间的对应关系，将外模式与模式联系起来， 当模式放生改变时，只要改变其映射，就可以使外 模式保持不变，对应的应用程序也可以保持不变； 另一方面，通过模式/内模式映射，定义建立数据 的逻辑结构(模式)与存储结构(内模式)间的对应关 系，当数据的存储结构发生变化使，只需要改变模 式/内模式映射，就能保持模式不变，因此应用程 序也可以保持不变。
一个数据库只有一个内模式，在内模式中 定义了数据项、记录、键、索引和存取路径等 所有数据的物理组织以及优化性能、响应时间 和存储空间需求等信息，还规定了记录的位置、 块的大小和溢出区等。数据是否加密、压缩存 储等内容也可在内模式中加以说明。
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外模式/概念模式映像
• 外模式/概念模式定义了各个外模式与概念 模式之间的映像关系。
• 对应于同一个概念模式可以有多个外模式， 对于每一个外模式，数据库系统都有一个 外模式/概念模式映像，它定义了该外模式 与概念模式之间的对应关系。
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数据库三级体系结构
数据库的结构分为三级：面向用户和应用 程序员的用户级、面向建立和维护数据库人 员的概念级、面向系统程序员的物理级。用 户级对应外模式，概念级对应模式，物理级 对应内模式，使不同级别的用户对数据库形 成不同的视图。
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外模式
外模式(External Schema)简称子模式，又称用 户模式，是数据库用户(包含应用程序员和 最终用户)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，是用户与数据库系统之间的接口。
两级映像
• 数据库的三级模式是数据库在三个级别 (层 次)上的抽象，使用户能够逻辑地、抽象地 处理数据而不必关心数据在计算机中的物 理表示和存储。
• 数据库系统的三级结构之间往往差别很大， 为了实现这3个抽象级别的联系和转换， DBMS在三级结构之间提供了两个层次的映 像(Mapping)：外模式/概念模式映像、概念 模式/内模式映像。所谓映像是一种对应规 则，它指出了映像双方是如何进行转换的。 ___________________________________
• 定义概念模式时不仅要定义数据的逻辑结 构(例如数据记录由哪些字段构成，字段的名 称、类型、取值范围等)，还要定义数据之间 的联系以及与数据有关的安全性、完整性等 内容要求。
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一个数据库只能有一个概念模式，它是DBS三 级模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存 储细节和硬件环境，也与具有的应用程序及设 计程序语言无关。
它是某个或某几个用户所看到的数据库的数
据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑
表示。外模式是从模式导出的一个子集，
包含模式中允许特定用户使用的那部分数
据。
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• 一个数据库可以有多个外模式 • 外模式是概念模式的一个逻辑子集
概念模式是数据库中全体数据的逻辑描述， 而不是数据库本身，它是装配数据的一个 结构框架。
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• 它是由数据库管理系统(DBMS)提供的数据模 式描述语言(Data Description Language，DDL) 来描述、定义的，体现、反应了数据库系统 (DBS)的整体观。
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