数据库的三级模式、二级映射的优缺点
数据库的三级模式结构
数据库的三级模式结构
数据库的三级模式结构指的是数据库系统的三个层次：
1.外部模式（用户视图）：外部模式是用户对数据进行操作时所看到的数据的逻辑表示，也是用户对数据的最终视图，其目的是对内部模式进行封装，使得用户能够透明地访问和操作数据库。
每个用户或应用程序可以拥有自己的外部模式。
2.概念模式（逻辑模式）：概念模式是数据库的全局逻辑表示，也是数据库的总体设计方案，主要包括数据的结构、关系、约束、安全性等，它描述了数据库的逻辑模型。
概念模式是面向数据库管理员和数据库设计人员的，其主要任务是定义整个数据库的结构和规范。
3.内部模式（物理模式）：内部模式是数据库的物理存储方式，包括表的存储结构、存储位置、索引方式等，以便数据库管理系统利用操作系统或文件系统实现数据的物理存储和管理。
内部模式与磁盘、文件等底层数据存储方式密切相关，一般由数据库管理系统自动生成。
数据库的三级模式、二级映射的优缺点
数据库的三级模式和二级映射的优缺点电商1002邓超摘要：为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，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。
为保证数据数据库系统中有较高的逻辑独立性和物理独立性，数据库管理系统在在这三个模式之间提供了两层映像，即：外模式/模式映像、模式/内模式映像。
关键词：数据库三级模式二级映像1978年美国国家标准协会(American National Standard Institute，ANSI)的数据库管理系统研究小组提出了标准化的建议（另说：数据库系统的三级模式结构最早是在1971年由DBTG给出，1975年列入美国ANSI/X 3/SPARC标准）将数据库结构分3级：面向用户或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。
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，此种描述是一种抽象的描述，它不涉及具体的硬件环境与平台，也与具体的软件环境无关，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(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。
2．外模式外模式又称子模式，对应于用户级。
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。
数据库系统的三级模式结构这种结构的优点是什么
数据库系统的三级模式结构这种结构的优点是什么数据库系统的三级模式结构由外模式、概念模式和内模式组成。
外模式是用户对数据库中其中一部分数据及其结构的描述，概念模式是数据库的全局逻辑结构和所有用户的公共视图的描述，内模式是数据库在存储介质上的实际存储结构。
这种三级模式结构的优点主要有以下几点：1.数据独立性：三级模式结构实现了数据与应用之间的逻辑独立性和物理独立性。
逻辑独立性指应用程序与数据的逻辑结构相互独立，应用程序可以独立于数据库的逻辑存储结构进行设计。
物理独立性指应用程序与数据的物理存储结构相互独立，应用程序可以独立于数据库的物理存储结构进行设计。
2.数据共享和一致性：概念模式是数据库系统的全局逻辑结构和所有用户的公共视图的描述。
通过概念模式，多个用户可以共享数据库中的数据，实现数据的共享和一致性。
用户不需要了解数据库内部的存储细节，只需要根据自己的需要定义外模式。
3.数据安全性和完整性：通过三级模式结构，可以实现对数据的安全性和完整性的控制。
概念模式中可以定义数据的约束条件和安全性控制，包括完整性约束、域约束、参照约束等。
而外模式可以进一步定义针对用户的安全性和完整性需求的约束。
4.数据存储效率和性能优化：由于概念模式与物理存储结构分离，可以根据实际需求对数据库进行物理存储结构的优化，包括索引构建、存储分区、数据压缩等。
这样可以提高数据库的存储效率和查询性能。
总之，数据库系统的三级模式结构通过逻辑独立性和物理独立性的实现，实现了数据与应用之间的解耦。
用户无需关心数据库的内部存储结构，只需要根据自己的需要定义对数据的视图，实现了数据的共享、安全性和完整性的控制。
同时，通过对数据库的物理存储结构进行优化，可以提高数据库的存储效率和查询性能。
这种结构的优点使得数据库系统成为了现代信息系统中最重要的组成部分之一。
数据库三级模式结构二级映像
三级模式二级映像三级模式结构：1.内模式内模式是对整个数据库的底层的表示。
最接近物理存储，描述了数据的物理储存结构。
但是内模式和物理层也是不相同的，它不涉及物理记录的形式。
它定义了数据的存储方式，如记录为顺序存储还是B树存储，索引如何存储还是HASH方式存储，数据是否压缩等。
2外模式它是对用户对趣的整体数据结构的局部描述，用于满足不同数据库用户需求的数据视图，是数据库用户能够看到的和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。
最接近用户，也就是用户所看到的数据视图。
外模式通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。
由于它是各个用户个数据视图，所以如果不同的用户在应用需求，看待数据的方式，对数据的保密等方面存在差异，则外模式的描述也是不相同的，模式中同样的数据在不同的外模式中的结构，类型，长度等都可以的不同的。
外模式是保护数据库安全的一个措施。
因为每个用户只能看到和访问其所对应的外模式中的数据，看不到他权限范围之外的数据，因此不会出现误操作和有意破坏而造成数据损失的情况。
例如，学校人事部门的用户可能把各系和老师记录的集合作为数据库，而不需要把各个系其他用户看到的课程和学生的记录值。
3概念模式概念模式介于内模式和外模式之间的中间层次，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。
总之，概念模式是所有用户的公共数据视图。
外模式是单个用户的数据视图，而概念模式是一个部门或者是公司的整体数据视图。
也就是有可以有多个外模式，而概念模式只有一个。
它是对现实世界的一个抽象。
内模式也只有一个。
二级映像1概念模式/内模式（保持了物理的独立性）如果数据库的存储结构发生了变化，也就是说如果改变了存储结构的定义，那么概念模式/内模式映像必须进行相应的更改，以使概念模式保持不变。
内模式改变可以不改变概念模式。
2概念模式/外模式（保持了逻辑的独立性）如果概念模式的结构发生改变，如添加字段，修改字段的类型等等。
但这些概念模式的改变不一定会影响外模式。
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。
数据库的二级映像
定位磁盘上的数据块。
数据块的存放方式
在磁盘上，数据块按照一定顺序 存放，并通过索引进行组织，以 便快速查找和定位。
数据更新同步
当热数据更新时，二级映像将更新 数据同步到磁盘中的对应数据块。
二级映像的优缺点分析
优点
二级映像可以提高数据访问速度，因为热数据存储在内存中 ，可以快速访问；同时，通过索引组织数据，可以避免全表 扫描，提高查询效率。
合理使用索引
索引是提高数据库查询速度的 关键，应合理设计并使用索引 ，以便在查询过程中快速定位
数据。
避免全表扫描
尽量避免全表扫描，特别是在 大型数据库中，全表扫描会消
耗大量时间和资源。
优化查询语句
使用适当的查询语句，如使用 LIMIT 和 OFFSET 分页查询，
减少数据库的检索压力。
二级映像索引技术
使用数据压缩技术可以减小磁盘I/O的开销，提高数据读取速度。
内存优化
将常用的数据和计算结果缓存在内存中，可以减少磁盘I/O和网络传输的开销 ，提高查询速度。
05
安全性和可用性考虑
数据库二级映像的安全性保障措施
数据加密
采用高效的数据加密算法，对存储和传输的数据进行加密，保障数据的安全性。
访问控制
通过设置访问权限和角色，限制用户对数据库的访问，防止未经授权的访问和数 据泄露。
02
二级映像的原理和机制
二级映像的概念和基本原理
二级映像是一种数据库管理技术，通过将数据从数据库映 射到磁盘或其他存储介质上，以提高数据访问的速度和效 率。
二级映像的基本原理是将数据的常驻内存部分和辅助存储 部分进行分离，常驻内存部分为热数据，辅助存储部分为 冷数据。
简述数据库的三级模式结构和两级映射
简述数据库的三级模式结构和两级映射篇一：我在一家小公司做数据管理的工作，就像一个数据世界的小管家。
这数据啊，就像是住在一栋特别的大楼里，这大楼就是数据库，它有着非常有趣的三级模式结构和两级映射，就像大楼里有着不同的楼层规划和连接通道一样。
先来说说这三级模式结构吧。
最顶层是外模式，这就好比是大楼里给每个住户定制的专属小套房。
每个用户看到的和用到的数据就像是这个小套房里的布置，只展示他们关心的部分。
比如说，我们公司的销售部门就只关心客户的购买信息、联系方式这些数据，对于数据库里其他复杂的库存管理数据，他们就像看不到隔壁房间的布置一样，不需要去关心。
外模式就是根据不同用户的需求，从整个数据库里挑选出一部分数据，以一种方便他们使用的形式呈现出来。
中间层是概念模式，这就像是大楼的整体设计蓝图。
它描述了整个数据库的全局逻辑结构，规定了数据的类型、数据之间的关系等基本规则。
就像大楼蓝图规定了哪里是客厅、哪里是卧室一样，概念模式规定了数据该怎么组织、怎么关联。
我们这些数据管理员就得根据这个蓝图来管理数据，确保数据的完整性和一致性。
我常常对着这个蓝图挠头，想着怎么才能把这个数据大厦管理得井井有条呢。
最底层是内模式，这就像是大楼的内部装修细节。
它描述了数据在存储介质上的存储方式，就像大楼的水电线路怎么铺设、墙壁怎么装修一样。
这是最底层的物理存储，涉及到数据怎么在磁盘上存储、怎么索引以提高查询速度等很具体的问题。
对于我这个数据管理员来说，有时候处理内模式就像是在摆弄一堆复杂的小零件，要小心翼翼，一个不小心就可能影响整个数据库的性能。
那这两级映射又是什么呢？就像大楼里的楼梯和电梯一样，是连接不同楼层的通道。
外模式/概念模式映射，就像是每个小套房和大楼整体蓝图之间的连接通道。
它可以保证每个用户看到的数据是符合他们需求的，同时又能和整个数据库的逻辑结构相匹配。
当概念模式发生改变的时候，比如我们公司业务调整，要增加新的数据类型，通过这个映射，外模式可以不用大规模改动，就像大楼整体结构变了一点，但住户的小套房不用重新装修一样。
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。
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数据库的三级模式和二级映射的优缺点
电商1002邓超
摘要：为了有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性，人们为数据库设计了一个严谨的体系结构，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。
为保证数据数据库系统中有较高的逻辑独立性和物理独立性，数据库管理系统在在这三个模式之间提供了两层映像，即：外模式/模式映像、模式/内模式映像。
关键词：数据库三级模式二级映像
1978年美国国家标准协会(American National Standard Institute，ANSI)的数据库管理系统研究小组提出了标准化的建议（另说：数据库系统的三级模式结构最早是在1971年由DBTG给出，1975年列入美国ANSI/X 3/SPARC标准）将数据库结构分3级：面向用户或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。
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，此种描述是一种抽象的描述，它不涉及具体的硬件环境与平台，也与具体的软件环境无关，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(Data Description Language，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
外模式又称子模式，对应于用户级。
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。
用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Lang uage，DML)对这些数据记录进行。
外模式反映了数据库的用户观。
3．内模式
内模式又称存储模式，对应于物理级，它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，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翱物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。
内模式由内模式描述语言来描述、定义，它是数据库的存储观。
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，也是惟一的，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惟一的，也不可能是惟一的。
4．三级模式间的映射
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。
实际上，对于一个数据库系统而
言一有物理级数据库是客观存在的，它是进行数据库操作的基础，概念级数据库中不过是物理数据库的一种逻辑的、抽象的描述(即模式)，用户级数据库则是用户与数据库的接口，它是概念级数据库的一个子集(外模式)。
（1）外模式／模式映像对应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／模式映像，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。
（2）模式／内模式映像数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所以模式／内模式映像是惟一的，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。
5．三级模式的优点
（1）有利于数据共享，减少了数据冗余。
（2）有利于数据的安全性。
不同的用户在各自的外模式下根据要求操作数据，只能对限定的数据进行操作。
（3）简化了用户接口。
按照外模式编写应用程序或输入命令，而不需了解数据库全局逻辑结构和内部存储结构，方便用户系统。
6．二级映像的优点
用户应用程序根据外模式进行数据操作，通过外模式/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，当模式发生改变时，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保持不变,保证了数据与应用程序的逻辑独立性；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时，只需改变模式／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，保证了数据与应用程序的物理独立性。
7．缺点
三级模式和二级映像为数据库提供了一个严谨的结构，保障了数据的独立性。
但是在系统的开发和维护上提高了难度。
在传输数据时需要通过外模式／模式映像、模式／内模式映像，修改数据，降低了系统的效率。