数据库三级体系结构-PPT.ppt

数据库三级体系结构数据库的结构分为三级：面向用户和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。数据库的三级模式u概念模式u内模式u外模式概念模式概念模式(Conceptual Schema)简称模式，又称数据库模式、逻辑模式。它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)。概念模式是数据库中全体数据的逻辑描述，而不是数据库本身，它是装配数据的一个结构框架。它是由数据库管理系统(DBMS)提供的数据模式描述语言(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反应了数据库系统(DBS)的整体观。定义概念模式时不仅要定义数据的逻辑结构(例如数据记录由哪些字段构成，字段的名称、类型、取值范围等)，还要定义数据之间的联系以及与数据有关的安全性、完整性等内容要求。一个数据库只能有一个概念模式，它是DBS三级模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节和硬件环境，也与具有的应用程序及设计程序语言无关。外模式外模式(External Schema)简称子模式，又称用户模式，是数据库用户(包含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，是用户与数据库系统之间的接口。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。一个数据库可以有多个外模式外模式是概念模式的一个逻辑子集内模式内模式(Internal Schema)也称存储模式。是数据库中全体数据的内部表示和底层描述，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和物理结构。一个数据库只有一个内模式，在内模式中定义了数据项、记录、键、索引和存取路径等所有数据的物理组织以及优化性能、响应时间和存储空间需求等信息，还规定了记录的位置、块的大小和溢出区等。数据是否加密、压缩存储等内容也可在内模式中加以说明。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，也是唯一的，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唯一的，也不可能是唯一的。两级映像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。数据库系统的三级结构之间往往差别很大，为了实现这3个抽象级别的联系和转换，DBMS在三级结构之间提供了两个层次的映像(Mapping)：外模式/概念模式映像、概念模式/内模式映像。所谓映像是一种对应规则，它指出了映像双方是如何进行转换的。外模式/概念模式映像外模式/概念模式定义了各个外模式与概念模式之间的映像关系。对应于同一个概念模式可以有多个外模式，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，它定义了该外模式与概念模式之间的对应关系。概念模式/内模式映像概念模式/内模式映像定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。用户应用程序根据外模式进行数据操作，通过外模式/概念模式映射，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，当模式放生改变时，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以保持不变；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使，只需要改变模式/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。