数据库系统的三级模式结构
数据库的三级模式结构
数据库的三级模式结构
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。
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。
数据库系统三级模式
例如：学生记录定义为（学号、姓名、性别、系别、年龄）
5 外模式
外模式（External Schema）也称为子模式（Subschema）、用户模式（User Schema）或外视图，是用户观念下局部数据结构的逻辑描述，常把外视图称为用户 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。
6 内模式
内模式也称为存储模式（Storage Schema）、物理模式（Physical Schema）或 内视图，是数据物理结构和存储方式的底层描述，是数据在数据库内部的表示形式。
7 三级模式小结
在数据库系统中，外模式可有多个，而概念模式、内模式只能各有一个。 内模式是整个数据库实际存储的表示，而概念模式是整个数据库实际存储的抽象表 示，外模式是概念模式的某一部分的抽象表示。
数据库系统三级模式
Database System Three Level Mode
2
知识点内容概要
模式 外模式 内模式
3 数据库系统的三级模式结构
应用程序
应用程序
外模式1
应用程序
应用程序
应用程序
外模式2
外模式3
模式 内模式
外模式/模式映像 模式/内模式映像
数据库
4 模式
模式（Schema）也称为逻辑模式（Logical Schema）是对数据库全局逻辑结构 的描述，是所有用户的公共数据视图即全局视图，又称概念模式或概念视图。
8 拓展练习
请简述模式、外模式和内模式的区别。
数据库1.3.1
1．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指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级组成。
（1）外模式。
外模式也称子模式或用户模式，它是数据库用户（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。
一个数据库可以有多个外模式。
（2）模式。
模式也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公用数据视图。
一个数据库只有一个模式。
（3）内模式。
内模式也称存储模式，它是数据物理和存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式。
一个数据库只有一个内模式。
2．数据库的二级映像功能与数据独立性数据库系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。
正是这两层映像保证了数据库系统的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
模式描述的是数据的全局逻辑结构，外模式描述的是数据的局部逻辑结构。
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。
当模式改变时（例如，增加新的数据类型、新的数据项、新的关系等），由数据库管理员对各个外模式/模式的映像作相应改变，可以使外模式保持不变，从而应用程序不必修改，保证了数据的逻辑独立性。
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改变时（例如，采用了更先进的存储结构），由数据库管理员对模式/内模式映像作相应改变，可以使模式保持不变，从而保证了数据的物理独立性。
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。
简述数据库三级模式的内容。
简述数据库三级模式的内容。
数据库三级模式是数据库设计中的一个重要概念，它指的是数据库的三个层次：外模式、概念模式和内模式。
每个层次都有其独特的特点和功能，通过这三个层次的组合和协调，实现了数据库的高效管理和使用。
1. 外模式：外模式也叫用户模式，是用户看到和使用的数据库的逻辑结构，是面向用户的数据表示。
它是数据库中最接近用户的层次，用户通过外模式来操作和管理自己所需的数据。
外模式包括了用户对数据库的操作和查询的语法和语义。
每个用户可以定义自己的外模式来满足自己的需求，不同用户可以有不同的外模式，这样可以保护数据的安全性和隐私性。
外模式的定义是建立在概念模式之上的，它通过视图来实现，用户只能看到和操作他们被授权的部分数据，对于其他数据是不可见的。
2. 概念模式：概念模式也叫全局模式，是数据库的逻辑结构和特征的描述，是数据库整体的抽象表示。
它定义了数据库中所有数据的逻辑结构、关系和约束条件等，是数据库管理员和应用程序员所关注的层次。
概念模式中的数据是全局可见的，所有用户都可以访问和操作这些数据。
概念模式的定义是建立在内模式之上的，它可以看作是内模式和外模式之间的中介层。
概念模式的设计要考虑到数据的完整性、一致性和安全性等方面的要求。
3. 内模式：内模式也叫存储模式，是数据库的物理结构和存储方式的描述，是数据库在存储介质上的具体实现。
内模式定义了数据在存储介质上的存储方式、索引结构、存储分配等细节。
它是数据库系统的最底层，直接与存储介质进行交互。
内模式的设计要考虑到数据的存储效率和访问效率等因素，以提高数据库的性能和响应速度。
内模式对于用户来说是透明的，用户无法直接访问和操作内模式中的数据，只能通过外模式来进行。
总结起来，数据库三级模式是数据库设计中的一个重要概念，它分为外模式、概念模式和内模式三个层次。
外模式是用户看到和使用的数据库的逻辑结构，概念模式是数据库的逻辑结构和特征的描述，内模式是数据库的物理结构和存储方式的描述。
简述数据库系统三级模式结构及其两级映像
简述数据库系统三级模式结构及其两级映像数据库系统是现代计算机科学的重要分支之一，它是为了有效地管理大量数据而设计的系统。
数据库系统的基础是数据模型，而数据模型又分为三级模式结构，即外模式、概念模式和内模式。
本文将简述数据库系统三级模式结构及其两级映像。
一、外模式外模式是用户看到的数据库模型，也是数据库系统的最上层。
它描述了用户对数据库中数据的逻辑组织方式。
外模式可以由多个用户定义，每个用户可以定义自己独立的逻辑视图，即表格、视图、存储过程等。
每个用户只能看到他所定义的部分，而看不到其他用户的定义。
外模式的定义与应用程序的设计有关，它是数据库系统的最直接的用户接口。
外模式与概念模式之间的映像称为外概念映像。
外概念映像是一种逻辑映射，它将外模式中的数据和概念模式中的数据关联起来。
外概念映像可以有多个，每个用户可以定义自己的外概念映像。
二、概念模式概念模式是数据库系统的中间层，它描述了数据库中数据的逻辑组织方式，是数据库系统的核心。
概念模式是相对独立于具体应用的，它包括了数据的结构、属性、关系、完整性约束等信息，它是数据库系统设计的重要组成部分。
概念模式的定义是由数据库管理员完成的，它必须满足所有用户的需求，并且能够保证数据的完整性、安全性和一致性。
概念模式与内模式之间的映像称为概念内映像。
概念内映像是一种逻辑映射，它将概念模式中的数据和内模式中的数据关联起来。
概念内映像是数据库系统的核心，它保证了数据库系统的正确性和可靠性。
三、内模式内模式是数据库系统的最底层，它描述了数据库在物理存储器中的存储方式和访问方式。
内模式是相对独立于概念模式和外模式的，它包括了数据的存储结构、索引方式、数据分布方式等信息。
内模式的定义是由数据库管理员完成的，它必须满足数据库系统的性能要求。
内模式与外模式之间的映像称为内外映像。
内外映像是一种逻辑映射，它将内模式中的数据和外模式中的数据关联起来。
内外映像是数据库系统的最底层，它保证了外模式和概念模式的正确性和可靠性。
数据库三级模式结构
数据库三级模式结构数据库三级模式结构是指在数据库设计中，将数据库分为三个层次，分别是：模式 (Model)、外模式 (Outer Model) 和内模式 (Inner Model)。
这三个层次之间是相互依存的关系，其中模式是数据库的整体架构，定义了数据库中的所有表及其之间的关系，而外模式则描述了在模式中所定义的表之间的关系，内模式则是在模式和外模式的基础上，定义了数据库的访问方式和数据访问机制。
组成部分:1. 模式 (Model):模式是整个数据库的结构，包含了数据库中所有的表及其之间的关系。
模式定义了数据的组织方式和数据类型，包括数据表、列、关系、键、主键、外键等。
模式还可以包括其他模式元素，如规范化表达式、描述符等。
2. 外模式 (Outer Model):外模式是模式的补充，描述了在模式中所定义的表之间的关系。
外模式包括描述符 (Descriptions) 和访问机制 (Access Mechanism),用于描述模式中定义的表及其之间的关系，并提供了访问模式中定义的数据的方法。
3. 内模式 (Inner Model):内模式是外模式和模式之间的中介，描述了数据库的访问方式和数据访问机制。
内模式包括访问模式 (Access Patterns) 和数据访问机制 (Data Access Mechanism),用于实现外模式中定义的表之间的关系，并提供对数据的访问和控制。
具体含义:1. 模式 (Model):模式包含了数据库的所有数据表及其之间的关系，是数据库设计的核心。
模式定义了数据的组织方式和数据类型，包括数据表、列、关系、键、主键、外键等。
在模式中，每个表都有明确的主键和外键，这些键用于唯一标识表中的数据行，并建立了表之间的关系。
模式还定义了数据的访问方式和数据访问机制，包括访问模式和数据访问机制。
2. 外模式 (Outer Model):外模式描述了在模式中所定义的表之间的关系，是数据库设计的重要组成部分。
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.4. 1模式
2、模式(Scheme)
定义
模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
所有用户 的公共数 据视图
是型的描 述，不涉 及具体值
反映的是 数据的结 构及联系
一个数据 库只有一
个模式
模式是相 对稳定的
.4. 1模式
2、模式(Scheme)
学生选课数据库模式一
选课（学号，姓名，性别，专业，班级，课程号, 课 程名，学分，学时，成绩，学期）
课程成绩（学期，课程名，课程号，成绩） 已修学 分统计（学期，已修学分，不及格门次）
学生
丿
专业成绩排名（班级，学号，姓名，平均成绩，排名）
教务管理人员 __________________________________
丿
.4. 2外模式
1、外模式
.4. 2外模式
2、外模式与模式的关系
模式
学生（学号，姓名，年龄专业，班级） 课程（课程号，课程名，学分，学时） 选课（学号，课程号，成绩）
Database System
数据库系统概论
Introduction to Database Systems
主讲人：吴岩 河南理工大学
知 识
第一章 数据库概述
点
应用系统的数据管理需求
2,数据库基本概念
3＞数据库系统特点
(4,数据库系统的三级模式结构
数据库二级映像
1.4数据库系统的三级模式结构
模式
学生选课数据库模式二
学生（学号，姓名，性别，专业，班级） 课程（课程号，课程名，学分，学时） 选 课（学号，课程号，成绩，学期）
.4. 1模式
3、实例(I nstance)
模式的一 个具体值
同一个模 式可以很 多实例
反映数据 库某一时 刻的状态
实例随数 据的更新 而变动
.4. 1模式
3、实例(I nstance)
1.4.2外模式
根据不同用户的应用需求，提供不同的数据内容
(§) 学生成绩（专业，班级，学号，姓名，成绩） 成绩统计分析（专业，班级，平均成绩，最高分，最低分）
C语言任课老师 \_____________________________________________________________）
学生选课数据库实Байду номын сангаас一
2016年学生数据
、/
学生选课数据库实例二
学号
姓名
性别 年龄
专业
20170001 王丽
女
20170002 张晓云
女
18
计算机
18
网络工程
20160001 王静
女
20160002 张广涛
男
20
计算机
21
网络工程
20140030 程豪杰
男
20
软件工程
2017年学生数据
____________)
外模式一 外 二 外模式三
®®®
4
外模式通常是模式的子集 数据库可以有多个外模式
.4.3内模式
定义
内模式是数据物理结构和存储方式的描述
I I
是数据在数据库内部 的表示方式
数据库只有一^个 内模式
•数据库三级模式结构的划分反映了看待数据库
的三个角度。
•外模式：体现了数据库系统的用户观 •内模式：体现了数据库系统的物理观 •模 式：体现了数据库系统的整体观
外模式
内模式
• 1.4数据库系统的三级模式结构
数据库系统的三级模式结构：
.4. 1模式
1、“型”和“值”
对某一类数据的结构和属性的说明
是型的一个具体赋值
.4. 1模式
1、 “型”和“值”
1
学生记录： （学号,姓名，性别，年龄，系别,籍贯）
—个具体记录： （2015090130,李明，男，19,计算机系，江苏南京市）