02 数据库三级模式与二级映射
数据库三级模式和二级映像
数据库三级模式和⼆级映像数据库三级模式和⼆级映像⼀、三级模式三级模式：是指数据库管理系统从三个层次来管理数据。
数据库系统的三级模式结构是指外模式，概念模式（模式），内模式1、外模式外模式也称为⽤户模式，它是数据库⽤户（包括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，是与某⼀应⽤有关的数据的逻辑表⽰。
⾯向应⽤程序，描述⽤户的数据视图外模式是模式的⼦集，⼀个数据库可以有多个外模式。
2、概念模式概念模式也称为逻辑模式或模式，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。
⾯向数据库设计⼈员，描述数据的整体逻辑结构⼀个数据库只有⼀个概念模式概念模式位于三级结构的中间层3、内模式内模式也称为存储模式，它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。
⾯向物理上的数据库，描述数据在磁盘中如何存储⼀个数据库只有⼀个内模式⼆、⼆级映像⼆级映像：在外模式与概念模式之间，以及概念模式与内模式之间存在的映像。
1、外模式与概念模式对于同⼀个模式可以有任意多个外模式。
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。
当概念模式被改变时，数据库管理员对各个外模式/概念模式映像做相应的改变，可以使外模式保持不变。
这样，依据数据外模式编写的应⽤程序就不⽤修改，保证了数据与程序的逻辑独⽴性。
逻辑独⽴性是指当修改了概念模式，不影响其上⼀层的外模式。
逻辑独⽴性能够让使⽤视图的⽤户感觉不到基本表的改变。
2、模式与内模式数据库中只有⼀个概念模式和⼀个内模式，所以概念模式/内模式的映像是唯⼀的，它定义了数据库的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。
当数据库的存储结构被改变时，数据库管理员对概念模式/内模式映像做相应的改变，可以使概念模式保持不变，应⽤程序相应地也不做变动。
这样，保证了数据与程序的物理独⽴性。
物理独⽴性是指修改内模式，不影响其上层的概念模式和外模式。
简述数据库系统的三级模式和二级映像的含义
简述数据库系统的三级模式和二级映像的含义
数据库系统的三级模式和二级映像的含义如下：
1. 三级模式：这是数据库系统的三个抽象级别。
外模式（用户模式）：这是应用程序需要的数据的逻辑结构、特征的描述，以视图的方式呈现给应用程序使用者（用户）。
一个数据库只有一个外模式，一个外模式可对应多个应用。
模式（逻辑模式）：这是数据库数据在逻辑级上的视图，是数据库模式以某一种数据模型为基础，定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构（如数据记录由那些数据项构成，数据项的名字，类型，取值范围等），而且要定义与数据有关的安全性，完整性要求，定义这些数据之间的联系。
一个数据库只有一个模式。
内模式（存储模式）：这是对数据的物理结构和存储方式的描述。
2. 二级映像：这是在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换。
外模式/模式映像：定义外模式与模式之间的对应关系。
每一个外模式对应一个映像，映像定义（外模式与模式之间对应关系）包含在各自外模式的描述中即呈现给用户的视图中。
用途是保证数据逻辑独立性。
例如，模式变了，修改外模式/模式映像映像即可，不会影响应用程序。
模式/内模式映像：定义全局逻辑结构与储存结构的对应关系。
一个数据库只有一个此映象。
映象定义包含在模式描述中。
用途是保证数据物理独立性。
例如，存储方式变了，修改映象就好，模式、应用程序不受影响。
综上所述，数据库系统的三级模式和二级映像保障了数据的逻辑独立性和物理独立性，使得数据的变动不会影响到应用程序的执行。
简述数据库三级模式的内容
数据库三级模式的概述
一、什么是数据库三级模式
数据库三级模式是指数据库系统中的数据分为三个层次：外模式、概念模式和内模式。
外模式是数据库用户所见到的数据视图，概念模式是整个数据库的逻辑结构，内模式是数据库的物理存储结构。
三个层次之间通过映射进行转换，从而实现数据的存储和管理。
二、数据库三级模式的特点
1. 独立性：三级模式使得数据与应用程序相互独立，应用程序
可以独立地使用数据，而不需要了解数据的具体存储方式。
2. 灵活性：由于三级模式的存在，数据库管理员可以自由地对
数据进行修改、扩展和重构，而不会影响到应用程序的正常运行。
3. 可维护性：三级模式使得数据更加规范化，使得数据的维护
更加容易和高效。
4. 可靠性：三级模式可以保证数据的一致性、完整性和安全性，使得数据可以被正确地存储和管理。
三、数据库三级模式的应用场景
1. 大型系统：在大型系统中，数据的规模通常会很大，而且应
用程序的数量也很多。
采用三级模式可以更好地管理和维护数据，从而提高系统的性能和可靠性。
2. 多用户系统：在多用户系统中，多个用户可以同时访问数据。
采用三级模式可以保证数据的一致性和完整性，从而避免数据冲突和错误。
3. 复杂系统：在复杂系统中，数据的结构和关系通常会很复杂。
采用三级模式可以将数据进行抽象和概括，从而简化数据的管理和维护。
四、结论
数据库三级模式是数据库系统中的重要概念，可以提高数据的独立性、灵活性、可维护性、可靠性和一致性。
数据库的三级模式
数据库的三级模式
数据库系统中的三级模型是指数据库管理系统中的三级架构模型，包括：
第一级模型，又称为"数据库管理系统（DBMS）级"。
这是最底层的模型，用来管理数据库中的数据存储和检索。
它提供了基本的数据管理功能，如数据存储、检索、更新和删除。
第二级模型，又称为"数据库管理系统（DBMS）用户级"。
这一级模型是在第一级模型的基础上建立的，它提供了高层的数据管理功能，如数据定义、数据操作和数据控制。
这一级模型主要面向数据库管理员和数据库程序员。
第三级模型，又称为"应用程序级"。
这一级模型是在第二级模型的基础上建立的，它提供了应用程序和用户使用数据库的接口。
这一级模型主要面向最终用户，提供用户友好的界面来管理和操作数据库。
这三级模型是相互独立的，在不同的级别上完成不同的功能，并且可以独立改变。
计算机二级数据库设计基础
计算机二级数据库设计基础经过对部分考生的调查以及对近年真题的总结分析，笔试部分经常考查的是数据库管理系统，数据库基本特点，数据库系统的三级模式及二级映射，E-R模型，关系模型和关系代数，读者应对此部分进行重点学习。
详细重点学习知识点：1．数据的概念、数据库管理系统提供的数据语言、数据管理员的主要工作、数据库系统阶段的特点、数据的物理独立性及逻辑独立性、数据统一管理与控制、三级模式及两级映射的概念2．数据模型3个描述内容、E-R模型的概念及其E-R图表示法、关系操纵、关系模型三类数据约束3．关系模型的基本操作、关系代数中的扩充运算4．数据库设计生命周期法的4个阶段4.1数据库系统的基本概念考点1数据、数据库、数据库管理系统考试链接：考点1在笔试考试中，是一个经常考查的内容，在笔试考试中出现的机率为70%，主要是以选择题的形式出现，分值为2分，此考点为重点识记内容，读者还应该识记数据语言所包括的数据定义语言、数据操纵语言和数据控制语言。
数据是数据库中存储的基本对象，描述事物的符号记录。
数据库是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合，它具有统一的结构形式并存放于统一的存储介质内，是多种应用数据的集成，并可被各个应用程序所共享。
数据库管理系统（DBMS，DatabaeManagementSytem）是数据库的机构，它是一种系统软件，负责数据库中的数据组织、数据操作、数据维护、控制及保护和数据服务等。
数据库管理系统是数据系统的核心，主要有如下功能：数据模式定义、数据存取的物理构建、数据操纵、数据的完整性、安全性定义和检查、数据库的并发控制与故障恢复、数据的服务。
为完成数据库管理系统的功能，数据库管理系统提供相应的数据语言：数据定义语言、数据操纵语言、数据控制语言。
数据库管理员的主要工作如下：数据库设计、数据库维护、改善系统性能，提高系统效率。
考点2数据库系统的发展考点2在笔试考试中出现的机率为30%，主要是以选择题的形式出现，分值为2分，此考点为识记内容，读者还应该注意各个阶段的特点。
数据库系统的三级模式
数据库系统的三级模式
数据库系统的三级模式
数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模式和内模式，有效地组织、管理数据，提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。
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。
所谓视图，就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中“的反映，很显然，不同层次（级别）用户所“看到”的数据库是不相同的。
1、模式
模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。
它是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）。
它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言（DataDescriptionLanguage，DDL）来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。
2、外模式。
数据库简答题
第一章3、简述数据库系统的三级模式和两级映像的含义.答：从数据库管理系统的角度看，数据库系统的结构通常分为三级模式的总体结构，在这种模式下，形成了二级映像,实现了数据的独立性。
其中三级模式结构指的是外模式、模式和内模式，二级映像指的是外模式/模式映像、模式/内模式映像。
模式也称逻辑模式和概念模式，是数据库中全体数据逻辑结构和特征的描述，描述现实世界中的实体及其性质与联系,是所有用户的公共数据视图；外模式也称子模式或用户模式,它是用以描述用户看到或使用的数据的局部逻辑结构和特性的，用户根据外模式用数据操作语句或应用程序去操作数据库中的数据；内模式也称存储模式,是整个数据库的最底层表示，它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。
对于外模式/模式映像,当模式改变时，相应的外模式/模式映像作相应的改变，以使外模式保持不变,而应用程序是依据数据的外模式来编写的，外模式不变,应用程序就没必要修改，这保证了数据与程序的逻辑独立性。
对于模式/内模式映像，当数据库的存储结构变了，模式/内模式映像会作相应的改变，以使模式保持不变，而模式不变，与模式没有直接联系的应用程序也不会改变，这保证了数据与程序的物理独立性。
5、数据库管理系统的主要功能有哪些？答：⑴、数据定义功能;⑵、数据操纵功能；⑶、数据组织、存取功能；⑷、数据库运行管理功能；⑸、数据库建立与维护功能第五章1、解释下列术语的含义:函数依赖、平凡函数依赖、非平凡函数依赖、部分函数依赖、完全函数依赖、传递函数依赖、1NF、2NF、3NF、BCNF、多值依赖、4NF、最小函数依赖、函数依赖保持性、无损连接性。
①、函数依赖：设R（U)是属性集U上的一个关系模式，X、Y是U的子集。
若对于R（U）上的任意一个可能的关系r，如果r中不存在两个元组，它们在X上的属性值相同,而在Y上的属性值不同，则称“X函数决定Y"或“Y函数依赖X",记作X→Y。
数据库系统结构详解之三级模式结构
数据库系统结构详解之三级模式结构⽬录⼀、从数据库管理系统⾓度看1.模式2.外模式3.内模式4.模式之间的映射（1）外模式/模式之间的映射（2）模式/内模式之间的映射⼆、从构件⾓度看，数据库系统由硬件、软件等部分组成三、从最总⽤户的⾓度来看说三级模式之前，先了解数据库系统模式的概念模式，是对数据库逻辑结构的描述，是对型的描述，不涉及具体值。
（如学⽣表，这张表的结构由Sno，sname等等属性构成）如下：例⼦：“学⽣选课数据库”的模式：在这⾥介绍⼀下实例：是数据库某⼀时刻的状态——模式的⼀个具体值。
（⼀个模式在不同的时刻可以有不同的实例）同⼀个模式可以有多个实例。
（学⽣选课数据库，有两个实例。
分别是13年和14年的实例）实例随数据库中的数据的更新⽽变动（随着时间的变化，会有新的学年新的学⽣选课实例）⼀、从数据库管理系统⾓度看在数据库系统中，⽤户看到的数据和计算机从存放的数据是两回事。
但⼆者之间是有联系的，实际上它们之间已经通过了两次变换：第⼀次是系统为了减少冗余，实现数据共享，把所有⽤户的数据进⾏综合，抽象成⼀个统⼀的数据视图（概念模型）；第⼆次是为了提⾼存取效率，改善性能，把全局视图的数据按照物理组织的最优形式存放（物理模型）起来。
美国国家标准委员会（ANSI）所属的标准计划合要求委员会（Standards Planning and Requirements Committee,SPARC）于1975年公布了关于数据库标准的报告，提出了数据库的三级组织结构，称为SPARC分级结构，分别为内模式、模式、外模式。
数据库的三级模式是数据库系统内部的系统结构。
1.模式模式也称为逻辑模式或概念模式，是对数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述、是对型的描述，不涉及具具体值、模式是相对稳定的，是数据库系统模式结构的中间层，既不涉及数据库存储细节和硬件环境，也不涉及具体的应⽤程序、所使⽤的应⽤开发⼯具和⾼级程序设计语⾔。
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实验2 数据库三级模式与二级映射
1.实验目的
（1）掌握数据库三级模式与二级映射思想。
（2）理解数据的逻辑独立性与物理独立性。
2.实验内容及步骤
实验步骤
理解下列这张图
完成以下习题：
1.（）是位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。
数据库在建立、使用
和维护时由其统一管理、统一控制。
A．DBMS B．DB C．DBS D．DBA
2.最常见的概念模型是﹝﹞
A.实体－联系模型
B.物理模型
C.网络模型
D.逻辑模型
3.数据库系统的核心是﹝﹞
A. 数据模型
B.数据库管理系统
C.数据库
D.软件工具
4.在数据库系统中，把可以相互区别的客观事物称为﹝﹞
A.字段
B.文件
C.实体
D.关键码
5.数据库的三级模式结构之间存在着两级映像，使得数据库系统具有较高
﹝﹞
A. 数据可靠性
B.事务并发性
C.数据独立性
D.数据重用性
6.SQL语言中的“视图(View)”对应于数据库三级模式结构中的﹝﹞
A. 存储模式
B.逻辑模式
C.外模式
D.内模式
7.E－R图是数据库设计的常用工具之一，它适用于建立数据库的﹝﹞
A.概念模型
B.逻辑模型
C.结构模型
D.物理模型
8.在概念模型中的一个实体对应于数据库中一个关系的一个﹝﹞
A.属性
B.元组
C.列
D.字段
9.数据库的体系结构是﹝﹞
A.三级模式结构和二级映像
B.三级模式结构和一级映像
C.两级模式结构和一级映像
D.三级模式结构和三级映像
10.将E-R模型转换成关系数据模型的过程称为﹝﹞
A. 逻辑结构设计
B.需求分析
C.概念结构设计
D.物理结构设计
11. 数据的独立性包括（）
A)数据的结构独立性和组织独立性
B)数据的结构独立性和数据的逻辑独立性
C)数据的物理独立性和数据的逻辑独立性
D)数据的结构独立性和数据的物理独立性
12. E-R模型的基本成分是（）
A)实体和联系B)记录和实体
C)属性和联系D)字段和属性
13. 在数据库的3级模式中，描述数据库中全体数据的全局逻辑结构和特性的是
（）
A)外模式B)内模式
C)存储模式D)模式
14. 在数据库系统中，当总体逻辑结构改变时，通过改变（），可以使局部逻辑
结构不变，从而使建立在局部逻辑结构之上的应用程序也保持不变，称之为数据和程序的逻辑独立性。
A)逻辑结构和物理结构之间的映像B)存储结构
C)应用程序D)局部逻辑结构到总体逻辑结构的映像
15. 一个部门中有若干名职工，而每名职工只在一个部门中工作，则部门与职工
之间具有（）
A)一对一联系B)一对多联系
C)多对多联系D)多对一联系
16. 在数据库系统阶段，数据（）
A)具有物理独立性，没有逻辑独立性
B)具有逻辑独立性，没有物理独立性
C)物理独立性和逻辑独立性均没有
D)具有较高的物理独立性和逻辑独立性
17. 目前数据库管理系统最常采用的数据模型是（）
A)关系B)层次
C)面向对象D)网状
18. E-R图是表示概念模型的有效工具之一，E-R图中使用菱形框表示（）
A)联系B)实体
C)实体的属性D)联系的属性
19. 在用户看来，关系模型中的数据的逻辑结构是一张（）
A)二维表B)图形
C)表格D)图片
20. 当局部E-R图合并成全局E-R图时，可能出现冲突，下面不属于上述冲突
的是（）
A)属性冲突B)语法冲突
C)结构冲突D)命名冲突
21. 关于数据库系统3级模式的叙述中，正确的是（）
A)外模式，概念模式，内模式都只有一个
B)外模式有多个，概念模式，内模式只有一个
C)在三个模式中，只有概念模式才是真正存在的
D)模式只有一个，概念模式和内模式有多个
22. 在三级模式之间引入两层映像，其主要功能之一是（）
A)使数据与程序具有较高的独立性
B)使系统具有较高的通道能力
C)保持数据与程序的一致性
D)提高存储空间的利用率
23. 在数据管理技术的发展过程中，可实现数据高度共享的阶段是（）
A)人工管理阶段B)文件系统阶段
C)数据库系统阶段D)系统管理阶段
24. 在数据库的三级模式结构中，内模式有（）
A、1个
B、2个
C、3个
D、任意多个
25. 在关系数据库中，表是三级模式结构中的（）
A、外模式
B、模式
C、存储模式D内模式
26. 数据库三级模式体系结构的划分，有利于保持数据库的（）
A、数据独立性
B、数据安全性
C、结构规范化
D、操作可行性
27. 用二维表结构表示实体以及实体间联系的数据模型称为（）
A、网状模型
B、层次模型
C、关系模型
D、面向对象模型
28. 关系模型的程序员不需熟悉数据库的（）
A、数据操作
B、完整性约束条件
C、存取路径
D、数据定义
3.实验思考
（1）模式，内要模式，处模式之间的关系与联系。
实验报告。