【数据库】数据库系统的结构
数据库系统模式的概念
模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及型的描述，不涉及具体的值。模式的一个具体值称为模式的一个实例。同一个模式可以有很多实例。
模式是相对稳定的，而实例是相对变动的。
数据库系统的结构
- 数据库系统的内部结构 — 模式结构
从数据库管理系统角度看，数据库系统通常采用三级模式结构，是数据库系统的内部结构。 数据库系统的外部结构 — 体系结构
从数据库最终用户角度看（数据库系统的体系结构），数据库系统的结构分为：- 单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/服务器
- 浏览器/应用服务器/数据库服务器多层结构等
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、模式和内模式三级构成，如下图所示。
1、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，是所有用户的公共数据视图。模式实际上是数据库数据在逻辑级上的视图，一个数据库只有一个模式。
数据库管理系统提供模式数据定义语言（模式DDL）来严格地定义模式。
2、外模式
外模式也称子模式或用户模式，它是数据库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。
外模式通常是模式的子集，一个数据库可以有多个外模式。另一方面，同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。
外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。
数据库管理系统提供外模式数据定义语言（外模式DDL）来严格定义外模式。
3、内模式
内模式也称存储模式，一个数据库只有一个内模式。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组织方式。
数据库的二级映像功能与数据独立性
数据库系统的三级模式是数据的三个抽象级别，它把数据的具体组织留给数据库管理系统管理，使用户能逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的具体表示方式与存储方式。为了能够在系统内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理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中的数据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。
1、外模式/模式映像
外模式/模式映象存在于外部级和概念级之间，用于定义外模式和概念模式之间的对应性。
由于这两级的数据结构可能不一致，即记录类型、字段类型的命名和组成可能不一样，因此，需要这个映象说明外部记录和概念记录之间的对应性。外模式/模式映象一般是放在外模式中描述的。
当模式改变时，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。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
2、模式/内模式映像
模式/内模式映象存在于概念级和内部级之间，用于定义概念模式和内模式之间的对应性。
由于这两级的数据结构可能不一致，即记录类型、字段类型的命名和组成可能不一样，因此，需要这个映象说明概念记录和内部记录之间的对应性。模式/内模式映象一般是放在内模式中描述的。
当数据库的存储结构改变时，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，从而应用程序也不必改变。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。
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