資料庫的模式，資料庫模式

資料庫的模式，資料庫模式

     三級模式結構：外模式、模式和內模式

　　一、模式(Schema)

　　定義：也稱邏輯模式，是資料庫中全體資料的邏輯結構和特徵的描述，是所有使用者的公用資料檢視。

　　理解：

　　① 一個資料庫只有一個模式;

　　② 是資料庫資料在邏輯級上的視圖;

　　③ 資料庫模式以某一種資料模型為基礎;

　　④ 定義模式時不僅要定義資料的邏輯結構(如資料記錄由哪些資料項目構成，資料項目的名字、類型、取值範圍等)，而且要定義與資料有關的安全性、完整性要求，定義這些資料之間的聯絡。

　　二、外模式(External Schema)

　　定義：也稱子模式(Subschema)或使用者模式，是資料庫使用者(包括應用程式員和終端使用者)能夠看見和使用的局部資料的邏輯結構和特徵的描述，是資料庫使用者的資料檢視，是與某一應用有關的資料的邏輯表示。

　　理解：

　　① 一個資料庫可以有多個外模式;

　　② 外模式就是使用者視圖;

　　③ 外模式是保證資料安全性的一個有力措施。

　　三、內模式(Internal Schema)

　　定義：也稱儲存模式(Storage Schema)，它是資料物理結構和儲存方式的描述，是資料在資料庫內部的表示方式(例如，記錄的儲存方式是順序儲存、按照B樹結構儲存還是按hash方法儲存;索引按照什麼方式組織;資料是否壓縮儲存，是否加密;資料的儲存記錄結構有何規定)。

　　理解：

　　① 一個資料庫只有一個內模式;

　　② 一個表可能由多個檔案組成，如：資料檔案、索引檔案。

　　它是資料庫管理系統(DBMS)對資料庫中資料進行有效組織和管理的方法

　　其目的有：

　　① 為了減少資料冗餘，實現資料共用;

　　② 為了提高存取效率，改善效能。

　　1.概念模式(Conceptual Schema)

　　概念模式是資料庫系統中全域資料邏輯結構的描述，是全體使用者(應用)公用資料檢視，此種描述是一種抽象的描述，它不涉及具體的硬體環境與平台，也與具體的軟體環境無關。

　　概念模式主要描述資料的概念記錄類型及資料以及它們間的關係，它還包括一些資料間的語義約束，對它的描述可用DBMS中的DDL語言定義。

　　2.外模式(External Schema)

　　外模式也稱子模式(Subschema)或稱使用者模式(User’s schema)它是使用者的資料檢視，亦即是使用者所見到的模式的一個部分，它由概念模式推導而出，概念模式給出了系統全域的資料描述而外模式則給出每個使用者的局部描述。一個概念模式可以有若干個外模式，每個使用者只關心與它有關的模式，這樣可以屏蔽大量無關資訊且有利於資料保護，因此對使用者極為有利。在一般的DBMS中都提供有相關的外模式描述語言(外模式DDL)。

　　3.內模式(Internal Schema)

　　內模式又稱物理模式(Physical Schema)，它給出了資料庫實體儲存體結構與物理存取方法，如資料存放區的檔案結構、索引、集簇及hash等存取方式與存取路徑，內模式的物理性主要體現在作業系統及檔案級上，它還不深入到裝置級上(如磁碟及磁碟操作)，但近年來有向裝置級發展的趨勢(如原始磁碟、磁碟分塊技術等)，DBMS一般提供相關的內模式描述語言(內模式DDL)。

　　資料模式給出了資料庫的資料架構結構，而資料庫中的資料才是真正的實體，但這些資料必須按架構所描述的結構組織，以概念模式為架構所組成的資料庫叫概念資料庫(Conceptual Database)，以外模式為架構所組成的資料庫叫使用者資料庫(user’s Database)，以內模式為架構所組成的資料庫叫物理資料庫(Physical Database)，這三種資料庫中只有物理資料庫是真實存在於電腦外存中，其它兩種資料庫並不真正存在於電腦中，而是通過兩種映射由物理資料庫映射而成。

　　模式的三個層級層次反映了模式的三個不同環境以及它們的不同要求，其中內模式處於最低層，它反映了資料在電腦物理結構中的實際儲存形式，概念模式處於中層，它反映了設計者的資料全域邏輯要求，而外模式處於最外層，它反映了使用者對資料的要求。

　　資料庫系統的三級模式是對資料的三個層級抽象，它把資料的具體物理實現留給物理模式，使使用者與全域設計者能不必關心資料庫的具體實現與物理背景，同時，它通過兩級映射建立三級模式間的聯絡與轉換，使得概念模式與外模式雖然並不具物理存在，但是也能通過映射而獲得其存在的實體，同時兩級映射也保證了資料庫系統中資料的獨立性，亦即資料的物理組織改變與邏輯概念級改變，並不影響使用者外模式的改變，它只要調整映射方式而不必改變使用者模式。

　　1.概念模式到內模式的映射

　　該映射給出了概念模式中資料的全域邏輯結構到資料的實體儲存體結構間的對應關係，此種映射一般由DBMS實現。

　　2.外模式到概念模式的映射

　　概念模式是一個全域模式而外模式則是使用者的局部模式，一個概念模式中可以定義多個外模式，而每個外模式是概念模式的一個基本視圖。外模式到概念模式的映射給出了   外模式與概念模式的對應關係，這種映射一般由DBMS實現。

      需要注意的是：（1）要保證資料庫邏輯資料獨立性，需要修改的是  ：模式與外模式的映射。

     （2）要保證資料庫邏輯資料獨立性，需要修改的是：.模式與內模式的映射。

    （3）在資料庫的三個模式中：模式和內模式只有一個，而外模式可以有多個。