数据库三级模式结构及其优点

合集下载

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。

数据库系统的三级模式结构

数据库系统的三级模式结构
1 模式:
模式实际上就是我们对数据库建表时, 每⼀张表的结构称为这张表的模式, 模式中包含这张表的所有属性(字段)
模式, 就是⼀张表的结构, 因为考虑到表结构不能经常变动, 所以, 模式是基本上稳定的
2 外模式:
外模式实际上就是每⼀个应⽤程序的每⼀个功能只需要⼀张表(或多张表)中的部分字段, 所以根据⾃⼰独特的需要进⾏查询后⽣成的⼀张虚拟表结构(其实不会⽣成虚拟表, 我⾃⼰瞎说⽅便理解的)
如果做过项⽬就会知道, 每⼀次获取数据都需要我们⾃定义⼀个VO类来存储请求者需要的属性即可, ⽽不需要把所有的属性值都传递过去,
所以, 外模式就是根据需要临时⽣成的⼀张虚拟表结构
3 内模式:
内模式实际上就是数据库对所有信息的存储规则与存储⽅法
即, 按照什么样的顺序存储, 每⼀个应该怎么存。

简述数据库系统的三级模式结构以及两级映像的功能

简述数据库系统的三级模式结构以及两级映像的功能数据库系统的三级模式结构分为外模式、概念模式和内模式。

1. 外模式：也称为用户模式，是用户对数据库的抽象，它定义了用户能够看到和操作的数据的逻辑结构和访问方式。

外模式是根据用户需求和用户角色来定义的，每个用户可以拥有一个或多个独立的外模式。

外模式使得用户可以方便地使用数据库系统进行操作，而不需要了解数据库的内部结构。

2. 概念模式：也称为全局模式，是对数据库的全局逻辑结构和约束的描述。

概念模式用来定义数据库中实际存储的数据结构，包括实体、关系、属性以及它们之间的关系。

概念模式是所有用户共享的，它提供了对数据库的整体组织和结构的描述。

概念模式是数据库设计的核心，它反映了应用领域的知识和要求，并为数据库实现提供了指导。

3. 内模式：也称为存储模式，是对数据库中实际存储的数据的物理结构和存储方式的描述。

内模式定义了数据在磁盘上的存储方式、存储结构和索引方式等。

内模式是数据库管理系统最底层的层次，它提供了对物理存储的细节的控制和管理。

两级映像指的是外模式和概念模式之间的映像，以及概念模式和内模式之间的映像。

1. 外模式与概念模式的映像：外模式与概念模式之间的映像定义了用户对数据库的逻辑结构的描述与全局逻辑结构的对应关系。

外模式通过映像将用户的视图转换为概念模式中的实体和关系，从而实现用户对数据库的访问和操作。

2. 概念模式与内模式的映像：概念模式与内模式之间的映像定义了数据库中逻辑结构与物理结构之间的对应关系。

概念模式通过映像将全局逻辑结构转换为数据库实际的物理存储结构，包括数据的存储方式、存储位置、索引方式等。

这样可以在数据存储和检索时提高效率，并且对物理存储的改变不会对用户的逻辑结构造成影响。

两级映像的功能是将不同层次之间的结构和约束联系起来，实现了用户视图与数据存储之间的透明性。

用户只需要关注自己所需的数据以及相关的操作，而不需要了解底层的物理存储细节。

简述数据库的三级模式结构

简述数据库的三级模式结构
数据库的三级模式结构是一种用于管理关系型数据库的架构模式,由三个层次组成:关系模式、模式模式和模式。

每个层次都有其独特的功能和用途。

关系模式是数据库的第一层,用于定义数据库中的关系。

关系是由一组属性和关系类型组成的,其中属性是数据,关系类型是属性之间的关系。

关系模式定义了数据库中的关系,并为数据库中的每个关系提供一个唯一的标识符。

模式模式是数据库的第二层,用于定义关系模式。

模式模式是由一组模式组成的,每个模式都是一个特定的关系模式。

模式模式定义了数据库中的关系模式,并为数据库中的每个关系模式提供一个唯一的标识符。

模式是数据库的的第三层,用于定义关系模式之间的关系。

模式模式之间的关系定义了数据库中的关系之间的相互作用。

例如,模式模式之间的关系可以定义两个关系之间的依赖关系,或定义两个关系之间的转换规则。

三级模式结构的优点在于,它使得数据库管理更加简单和易于维护。

通过将数据库分为三个层次,可以更加清晰地管理和组织数据库中的信息。

此外,三级模式结构还可以提高数据库的可扩展性和可维护性。

三级模式结构的具体实现方式因不同的数据库管理系统而异。

例如,在Oracle数据库中,可以使用Oracle 存储过程和触发器来定义关系模式和模式模式。

在MySQL数据库中,可以使用MySQL 存储脚本和触发器来定义关系模式和模式模式。

总之,三级模式结构是一种用于管理关系型数据库的架构模式,它使得数据库管理更加简单和易于维护。

通过将数据库分为三个层次,可以更加清晰地管理和组织数据库中的信息。

简述数据库三级模式的内容

数据库三级模式的概述
一、什么是数据库三级模式
数据库三级模式是指数据库系统中的数据分为三个层次：外模式、概念模式和内模式。

外模式是数据库用户所见到的数据视图，概念模式是整个数据库的逻辑结构，内模式是数据库的物理存储结构。

三个层次之间通过映射进行转换，从而实现数据的存储和管理。

二、数据库三级模式的特点
1. 独立性：三级模式使得数据与应用程序相互独立，应用程序
可以独立地使用数据，而不需要了解数据的具体存储方式。

2. 灵活性：由于三级模式的存在，数据库管理员可以自由地对
数据进行修改、扩展和重构，而不会影响到应用程序的正常运行。

3. 可维护性：三级模式使得数据更加规范化，使得数据的维护
更加容易和高效。

4. 可靠性：三级模式可以保证数据的一致性、完整性和安全性，使得数据可以被正确地存储和管理。

三、数据库三级模式的应用场景
1. 大型系统：在大型系统中，数据的规模通常会很大，而且应
用程序的数量也很多。

采用三级模式可以更好地管理和维护数据，从而提高系统的性能和可靠性。

2. 多用户系统：在多用户系统中，多个用户可以同时访问数据。

采用三级模式可以保证数据的一致性和完整性，从而避免数据冲突和错误。

3. 复杂系统：在复杂系统中，数据的结构和关系通常会很复杂。

采用三级模式可以将数据进行抽象和概括，从而简化数据的管理和维护。

四、结论
数据库三级模式是数据库系统中的重要概念，可以提高数据的独立性、灵活性、可维护性、可靠性和一致性。

数据库教程（SQLServer）课后习题及答案

习题13、简述数据库系统的组成。

答：数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、数据库管理员（DataBase Administrator ，DBA ）和用户组成。

4、试述数据库系统的三级模式结构。

这种结构的优点是什么？答：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，同时包含了二级映像，即外模式/模式映像、模式/内模式映像，如下图所示。

数据库应用1……外模式A 外模式B 模式应用2应用3应用4应用5……模式外模式/模式映像模式/内模式映像数据库系统的这种结构具有以下优点：（1）保证数据独立性。

将外模式与模式分开，保证了数据的逻辑独立性；将内模式与模式分开，保证了数据的物理独立性。

（2）有利于数据共享，减少了数据冗余。

（3）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。

（4）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。

5、什么是数据的物理独立性与逻辑独立性？并说明其重要性。

答：（1）数据的物理独立性是指数据的物理结构（包括存储结构、存取方式等）的改变，存储设备的更换，物理存储的更换，存取方式改变等都不影响数据库的逻辑结构，从而不致引起应用程序的变化。

（2）数据的逻辑独立性是指数据库总体逻辑结构的改变，如修改数据模式，增加新的数据类型、改变数据间联系等，不需要相应修改应用程序。

（3）数据的独立性使得数据库中数据独立于应用程序而不依赖于应用程序，也就是说数据的逻辑结构、存储结构与存取方式的改变不影响应用程序。

相应的，数据的独立性也使得应用程序的编制不再依赖于数据的物理和逻辑结构，提高了应用程序的可移植性与鲁棒性。

从理论上说，数据的独立性可以使数据的组织和应用程序的编制完全分离。

8、什么是数据模型？答：数据模型（Data Model ）是一种抽象模型，是对现实世界数据特征的抽象。

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。

简述数据库系统的三级模式结构

简述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由著名的数据库系统的先驱者EdgarCodd提出的。

虽然它在1974年就被发表，但现在它仍然是全球多数数据库系统的实现基础。

三级模式结构的定义，让数据库能够成为一种可重复利用的资源，而且可以更有效地管理数据。

在这篇文章中，我们将讨论数据库系统的三级模式结构，以及其在实际应用中如何影响数据库系统的性能。

三级模式结构，也称为Edgar Codd模式，将数据库系统抽象成三个不同的层次：外部层、概念层和内部层。

外部层是和用户以及应用程序直接交互的一个层次，其中包括用户定义的表和属性，以及对数据库中数据的查询。

它可以轻松地以不同的风格来定义，并且可以被不同的应用程序使用。

概念层位于外部层之上，用来将外部层中的抽象数据模型转换成物化的表。

最后，内部层，也称为存储层，是将数据存储在计算机中的一个层次。

它是数据在真正的计算机系统中的一种可视化形式，也是存储和管理数据的基础。

在三级模式结构的实现中，数据库系统提供了一种抽象层，称为模式实例，它可以将数据库中的数据抽象成模式和实例的形式。

因此，外部层可以以模式实例的形式来表达数据，从而使用户可以更容易地查询和管理数据。

模式实例同时也允许用户和应用程序，使用更抽象的方式来与数据库进行交互。

基于三级模式结构，数据库系统具有一系列好处，首先它可以明显提高开发效率。

在三层模式结构的实现中，数据库系统提供了一种可重复使用的资源。

例如，一个应用程序可以使用外部层中的模式实例，从而在构建该应用程序的同时，其他应用程序也可以使用该模式实例，而无需重复开发过程。

另外，数据库系统基于三级模式结构，在管理数据方面也会非常有效。

这是因为，三级模式结构将数据库分解成几个层，使得数据可以高效地存储和管理。

而且，抽象的概念层和外部层也可以提供一定的安全层，从而防止用户恶意访问数据库系统中的数据。

最后，三级模式结构能够显著提高数据库系统的性能。

下面是层次数据模型的优点

下面是层次数据模型的优点：简单：由于数据库基于层次结构，所以各层之间的联系逻辑上（或概念上）简单并且层次数据库的设计也简单。

数据共享：因为所有数据都保存在公共数据库里，所以数据共享成为现实。

数据安全：层次模型是第一个由DBMS提供和强制数据安全的数据库模型。

数据独立性：DBMS提供了保持数据独立性的环境，这充分地降低了编程的难度，减少了对程序的维护工作量。

数据完整性：给定双亲/子女联系，在双亲段和它的子女段之间存在链接。

由于子女段是自动地引用它的双亲，所以这种模式保证了数据完整性。

高效率：当数据库包含大量一对多（1∶m）联系的数据并且用户在大量事务中所使用的数据的联系固定时，层次数据模型是非常高效率的。

可用的技术：由于已有许多大型计算机技术基础，因此经验丰富的编程人员可以加以有效利用。

可靠的商业应用程序：在主机环境内部存在大量可靠的商业应用程序。

2.层次数据模型的缺点实现复杂：虽然层次数据库概念简单、容易设计而且没有数据依赖性问题，但实现起来特别复杂。

DBMS要求数据存储的物理级知识，数据库设计者必须要具备一定的物理数据存储特性的知识。

数据库结构的任何变化(例如段位置的改变)，都要求所有访问数据库的应用程序随之改变。

因此，数据库设计的实现变得非常复杂。

不灵活：层次数据库缺乏灵活性。

新的联系或段的改变通常会带来非常复杂的系统管理任务。

一个段的删除可能会造成对其下面的所有段的无意识删除。

这样一个错误会造成较大的损失。

数据库管理问题：如果改变了层次数据库的数据库结构，那么必须修改所有访问数据库的应用程序。

这样，维护数据库和应用程序变得非常困难。

缺乏结构独立性：结构独立性是指数据库的结构发生改变而不会影响DBMS访问数据的能力。

层次数据库被称为导航式系统，这是因为数据访问要求使用前序遍历（一种物理存储路径）导航到适合的段。

因此，应用程序员应该掌握从数据库访问数据的相关访问路径。

物理结构的修改或变化会导致应用程序出现问题，这就要求必须修改应用程序。

数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用

数据库系统的三级模式结构及每级模式的作用
数据库系统的三级模式结构是指数据库系统的组成部分之间物理上的
结构，包括应用程序、操作系统、数据库管理系统三个层次。

依次为：
1. 应用程序层：这一层是用户和数据库系统的接口层，实现程序员将
用户需求以及应用程序的设计翻译成对数据库系统有意义的数据、规
则和操作。

2. 操作系统层：这一层提供数据维护操作，管理并实现数据系统的空
间管理和大量的文件操作，包括存储空间的管理、文件的建立、文件
的读写操作，以及文件之间的联系。

3. 数据库管理系统层：这一级是数据库技术的核心，用于管理和控制
各种数据库应用程序，负责组织和管理数据库数据，为用户提供较为
友好的数据库环境，实现数据安全和数据一致性等功能。

每个模块的作用如下：
1. 应用程序层：提供用户界面，实现用户和数据库系统的交互，在数
据库系统中提交、发出和处理数据查询，最终完成应用系统的执行。

2. 操作系统层：提供数据库和磁盘存储之间的接口，为数据库操作提
供基础环境，通过管理数据文件、空间管理和逻辑操作，保证数据库
系统运行的完好性和安全性。

3. 数据库管理系统层：主要任务是对数据库中的数据进行管理，提供
较为友好的数据库环境，并实现数据访问安全和一致性等功能。

此外，还提供储存、查询和维护等功能，使用户可以轻松的使用数据库系统。

数据库课程结课报告-数据库系统三级模式结构和两层映像结构的好处

1．引言模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及到型的描述，不涉及到具体的值。

模式的一个具体值称为一个实例。

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，因为数据库中的数据是在不断更新。

模式反映的是数据的结构及其联系，而实例反映的是数据库某一时刻的状态。

.虽然实际的数据库管理系统产品种类很多，它们支持不同的数据模式，使用不同的数据库语言，建立在不同的操作系统之上，数据的存储结构也各不相同，但它们在体系结构上通常具有相同的特征，即采用三级模式结构并提供两级映像功能。

2．三级模式结构为了有效地组织、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，它包括外部模式、概念模式和内部模式。

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，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。

这个结构称为“数据库的三级模式结构”，如下图所示：2.1概念模式概念模式，是对数据库全局逻辑结构的描述，是对所有用户的公共数据视图。

概念模式以某一种数据模型为基础，综合考虑了所有用户的需求，并将这些需求有机的集成为一个逻辑整体。

一个数据库只有一个概念模式，它是数据库系统三级模式结构的中间层，既不涉及数据的物理存储细节、访问技术细节，也与具体的应用程序和程序设计语言无关。

只有这样，概念模式才能达到“数据独立性”。

数据库系统三级模式结构和两层映像结构的好处摘要: 本文分别介绍了数据库系统的三级模式结构和两层映像结构, 并分析了采用这两种结构的好处, 使数据库系统具有数据独立性,减小了应用系统维护的开销.关键词: 数据库, 三级模式结构, 两层映射结构, 数据独立性The Advantage of Three-level Model and Two-stage Image Structure Abstract: This paper introduces the Three-level Model Structure and the Two-stage Image Structure, and the advantageof both of them.Key Words: Database System, Three-level Model Structure, Two-stage Image Structure2.2外部模式外部模式也称子模式或用户模式，是用户观念下局部数据的逻辑描述，是数据库用户（包括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。

数据库的体系结构

数据库的体系结构1。

三级模式结构数据库的体系结构分为三级：外部级、概念级和内部级（图5。

1)，这个结构称为数据库的体系结构，有时亦称为三级模式结构或数据抽象的三个级别。

虽然现在DBMS的产品多种多样,在不同的操作系统下工作，但大多数系统在总的体系结构上都具有三级结构的特征。

从某个角度看到的数据特性，称为数据视图(Data View)。

外部级最接近用户，是单个用户所能看到的数据特性,单个用户使用的数据视图的描述称为外模式。

概念级涉及到所有用户的数据定义,也就是全局性的数据视图，全局数据视图的描述称概念模式.内部级最接近于物理存储设备,涉及到物理数据存储的结构，物理存储数据视图的描述称为内模式。

图5。

1 三级模式结构数据库的三级模式结构是对数据的三个抽象级别。

它把数据的具体组织留给DBMS去做，用户只要抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的表示和存储，这样就减轻了用户使用系统的负担.三级结构之间往往差别很大，为了实现这三个抽象级别的联系和转换，DBMS在三级结构之间提供两个层次的映象(Mapping）：外模式／模式映象，模式／内模式映象.这里的模式是概念模式的简称。

数据库的三级模式结构,即数据库系统的体系结构如图5。

2所示.图5.2 数据库系统的体系结构2.三级结构和两级映象(1）概念模式概念模式是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。

它由若干个概念记录类型组成，还包含记录间联系、数据的完整性安全性等要求。

数据按外模式的描述提供给用户,按内模式的描述存储在磁盘中,而概念模式提供了连接这两级的相对稳定的中间点，并使得两级中任何一级的改变都不受另一级的牵制。

概念模式必须不涉及到存储结构、访问技术等细节，只有这样，概念模式才能达到物理数据独立性.概念模式简称为模式。

（2)外模式外模式是用户与数据库系统的接口，是用户用到的那部分数据的描述。

外模式由若干个外部记录类型组成。

用户使用数据操纵语言(DML）语句对数据库进行操作,实际上是对外模式的外部记录进行操作.有了外模式后，程序员不必关心概念模式，只与外模式发生联系，按照外模式的结构存储和操纵数据.（3)内模式内模式是数据库在物理存储方面的描述,定义所有内部记录类型、索引和文件的组织方式，以及数据控制方面的细节.（4)模式／内模式映象模式／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。

简述数据库系统的三级模式结构

简述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的外模式、概念模式和内模式三个层次结构。

这种结构对于数据库的设计和管理非常重要，可以实现数据的独立性和灵活性，提高数据库系统的效率和可维护性。

1. 外模式（External Schema）外模式也叫用户模式，是用户与数据库系统进行交互的界面。

外模式是建立在概念模式之上的，与现实世界中实际的应用相关联。

每个用户可以定义和使用自己特定的外模式，以满足其特定的需求和操作。

外模式通常以用户观察到的数据的方式来表示，包括数据的组织结构、查询操作和数据类型等。

不同用户可以有不同的外模式，以便于不同用户使用不同的数据视图，对数据进行不同的操作和处理。

外模式的设计需要考虑用户的需求、操作习惯和访问权限等。

2. 概念模式（Conceptual Schema）概念模式也叫全局模式或逻辑模式，是数据库系统中所有用户的外模式的集合。

概念模式描述了数据库中的所有数据对象、数据之间的关系和约束条件等。

概念模式是中介模式，将外模式与内模式连接起来，将实际的数据存储和管理与用户的操作分离开来。

概念模式描述了数据库的整体逻辑结构，是数据库设计的核心。

通过概念模式，用户可以对数据进行有目的地描述、访问和操作。

概念模式还能够实现数据的独立性，使得外部模式和内部模式的变化不会影响到用户的数据操作和使用。

3. 内模式（Internal Schema）内模式也叫存储模式或物理模式，是数据库的存储结构和物理组织方式。

内模式描述了数据在存储介质上的实际存储方式、存储结构和存取方法。

内模式是数据库管理系统直接管理的对象，用于实现数据的存储、索引和检索等底层操作。

内模式与外模式和概念模式是分离的，一个数据库可以有多个不同的概念模式和外模式，但只有一个内模式。

内模式对于用户来说是不可见的，用户只能通过概念模式和外模式来访问和操作数据。

数据库管理员可以根据内部存储的特点来对内模式进行优化和调整，以提高数据库的性能和效率。

数据库体系的三级模式

数据库体系的三级模式数据库系统的特性1.允许使⽤数据定义语⾔，建⽴新的数据库，指定它的模式，2.可以查询数据和更新数据，通常称为“查询语⾔”或者“数据库操作语⾔”3.⽀持存储⼤量的数据，并且经过很长⼀段时间以后仍然保证安全使其免遭意外和⾮授权的使⽤，同时允许对数据库查询和更新的有效访问4.控制多⽤户的同时访问，使⼀个⽤户的访问不影响其它⽤于，并且不会损坏数据。

数据库管理系统（DBMS）就是通过这三级模式来实现计算机中处理的⼆进制表⽰到具体的概念的数据之间。

数据库体系结构的三级模式：外模式、概念模式和内模式。

内模式：⼜称存储模式，是对数据的物理结构和存储⽅式的描述。

内模式是由数据库系统提供的数据定义语⾔定义的。

例如：数据记录如何存储，是顺序存储还是按照索引存储，索引以什么⽅式组织。

概念模式：⼜称数据库模式，是数据库中全部数据的逻辑结构的描述。

概念模式以某种数据模型为基础，并⽤模式定义语⾔定义这些内容，它可以看作是现实世界中的实体在具体数据库系统中的实现，概念模式与具体的应⽤程序⽆关，同时也不涉及数据的存储细节和硬件环境。

外模式：⽤户模式或者⼦模式，通常由概念模式导出，是概念模式的⼦集，其主要功能是定义允许⽤户操作的数据，我们可以将外模式理解为⽤户看到的数据视图，即与某⼀应⽤有关的数据的逻辑表⽰，由于⽤户的需求不同，使⽤的数据内容也不同，对数据的保密要求不同，因此不同数据的外模式是不同的。

内模式/概念模式映射：内模式到概念模式之间的映射保证了数据的物理独⽴性，当数据的物理结构发⽣变化时，如对数据增加索引、改变数据的存储模式、改变存储设备等，不影响数据的逻辑结构。

当数据库管理⼈员根据应⽤程序对数据的存储要求对数据的物理组织进⾏优化以后，并不需要对概念模式和外模式进⾏重新定义，也不需要修改应⽤程序。

外模式/概念模式映射：概念模式到外模式之间的映射保证数据的逻辑独⽴性，当数据的整体逻辑结构发⽣变化时，如在概念模式中增加新的数据类型、在原有的记录类型间增加新的联系等，可以通过修改概念模式到外模式之间的映射⽽外模式不受影响。

数据库原理及应用教程(第三版)部分简答题答案--陈志伯

计算机硬件系统
为存储和运行数据库系统提供硬件设备支持。包括 CPU、内存、大容量的存储设备、输入输出设备、外部设备等。
计算机软件系统
对数据库的数据进行存取、维护和管理，为用户操作数据库提供界面和接口。包括DBMS及其开发工具、 OS和应用系统。
6
7. 试述数据库三级模式结构，说明三级模式结构的优点是什么。（P11、13）
数据库系统内部的体系结构从逻辑上分为三级：外模式、模式和内模式。
模式（逻辑模式、概念模式）是数据库中全体数据的逻辑结构的特征的描述。一个数据库只有一个模式。外模式（子模式、用户模式）是与应用有关的数据的逻辑表示，是数据库终端用户能够看到幵允许使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述。内模式（存储模式）是对数据库存储结构的描述，是数据在数据库内部的表示方式。
等值连接与自然连接的区别
自然连接要求相等属性值的属性名相同，而等值连接不要求自然连接是去掉重复列的等值连接
等值连接与自然连接的联系
在等值连接的情况下，当连接属性X与Y具有相同属性组时，把连接结果中重复的属性列去掉，就可得到自然连接的结果。
15
6. 已知关系R，S，T如图2-12所示，求下列关系代数的运算结果：
（1）R∩ S A B （2）R∪S a1 b1 （3）R- S （4）∏A（S） a1 b2 a2 b2 （5）R*T ∏ （S）（6）R∞T A ＜C （7）R.A=‘a2’ (R ×T) A
R
A
A S A a1 a1 a2 R -S B b2 b3 b2 A a1 a1 R ∪S a1 a2
第3章作业
P.134 三、设计题
2
P.135 四、简答题
5

数据库的三级模式结构

数据库的三级模式结构首先，外模式是数据库的最上层，也是用户最直接接触的层次。

它是数据库中用户的视图，用户通过外模式来操作数据库中的数据和信息。

每个用户可以定义自己的外模式，从而根据自己的需求访问数据库。

外模式定义了用户如何看待数据库中的数据，包括数据的组织方式、数据的存储格式以及对数据的操作方式。

外模式可以有多个，每个用户可以有多个外模式，且每个外模式只能是模式的子集。

其次，模式是数据库的中间层，它描述了整个数据库的逻辑结构。

模式是由数据库管理员创建和定义的，它定义了数据库中所有数据的逻辑组织方式、数据之间的关系以及数据的完整性约束。

模式即是数据库的全局视图，它实现了数据库中数据的整合和共享。

多个外模式可以映射到同一个模式上，实现了用户之间的数据共享。

最后，内模式是数据库的最底层，它包含了数据库中数据在磁盘上的实际存储方式和存储结构。

内模式是数据库的物理视图，它描述了数据在磁盘上的组织方式、数据的排列顺序、数据的存储格式等。

内模式与上层的模式和外模式是独立的，数据库管理员可以根据需要对内模式进行调整和优化，以提高数据库的性能和存储效率。

三级模式结构的设计原则是将数据的逻辑组织和物理存储相分离，使得用户和应用程序可以独立于底层的物理存储结构进行操作。

这样可以提高数据库的灵活性和可扩展性，同时也方便了数据库的管理和维护。

总结起来，数据库的三级模式结构提供了一个层次化的组织方式，使得用户可以根据自己的需求来定义外模式，数据库管理员可以定义模式来实现数据的整合和共享，而内模式则用于描述数据在磁盘上的存储方式。

这种结构化的组织方式使得数据库更加灵活和易于管理，提高了数据库的性能和可扩展性。

数据库的三大范式

数据库的三大范式
数据库范式是一组规则，用于设计关系型数据库中的表结构，以减少数据冗余和提高数据存储的效率。

目前，关系型数据库的三大范式是：
1. 第一范式（1NF）：
•数据表中的每一列都包含原子性的数据，不可再分。

•该范式消除了重复的数据，确保每个字段都是单一值。

2. 第二范式（2NF）：
•数据表必须符合第一范式。

•所有非主键字段完全依赖于主键（候选键）而不是部分依赖。

•这防止了在表中出现部分依赖，确保表的每一列都与主键相关，而不是仅与主键的一部分相关。

3. 第三范式（3NF）：
•数据表必须符合第二范式。

•所有非主键字段之间不存在传递依赖关系。

换句话说，非主键字段之间不能有直接或间接的传递依赖关系。

•这有助于进一步减少数据冗余，确保数据的独立性。

在实践中，根据具体的需求和业务场景，有时可能需要在设计数据库时权衡这些范式。

有时候为了查询性能或其他方面的考虑，可能会允许一定程度的冗余。

但总体来说，三大范式提供了一个设计数据库结构的基本框架，有助于保持数据的一致性和有效性
1/ 1。

数据库三级模式及优点

数据库三级模式的结构及优点数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级构成的。

（1）模式模式也称逻辑模式或概念模式，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。

定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构，而且要定义数据之间的联系，定义与数据有关的安全性、完整性要求。

（2）外模式外模式也称用户模式，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。

应用程序都是和外模式打交道的。

外模式是保证数据库安全性的一个有力措施。

每个用户只能看见和访问所对应的外模式中的数据，数据库中的其余数据对他们是不可见的。

（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表示方式。

例如，记录的存储方式是顺序结构存储还是B树结构存储；索引按什么方式组织；数据是否压缩，是否加密；数据的存储记录结构有何规定等。

2. 数据库的二级映像功能与数据独立性为了能够在内部实现数据库的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。

（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。

当模式改变时，由数据库管理员对各个外模式／模式映像作相应的改变，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，从而应用程序可以不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性。

（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。

当数据库的存储结构改变时，由数据库管理员对模式/内模式映像做相应改变，可以使模式保持不变，从而应用程序也不必修改。

数据库的三级结构

数据库的三级结构好啦，今天咱们来聊聊数据库的三级结构。

听起来可能有点复杂，但其实呢，说白了，就是数据库是怎么“分层次”管理咱们那些数据的。

你别看它在后台这么复杂，实际上每一层都像是有着不同任务的“职员”，各自都有各自的职责，让数据在庞大的系统里井然有序地“运转”。

其实啊，咱们的数据库就像一个大公司，每一层都在做着不同的工作。

有时候你觉得它们离得很远，但其实它们是环环相扣，互相合作，才能保证整个系统不出问题。

先说说“外部模式”。

这个就像是公司的“前台接待”。

前台接待的工作就是接待每一位顾客，给他们最直接的服务。

你要做的事情越简单，前台接待就越方便；你想要了解的内容越复杂，前台就会根据你不同的需求，告诉你不同的信息。

这个层次其实就是对外的，它负责和用户打交道。

简单来说，就是把那些复杂的数据库内容转化为用户看得懂的形式。

比如说，某个公司想要了解每个月的销售数据，前台接待就会把这些数据按照销售额、时间等方式整理好，直接告诉你。

这个过程是不会让你感受到数据库的“复杂性”的。

接下来是“概念模式”，它是数据库的“大脑”。

它负责决定所有数据应该如何组织，哪些数据属于同一个类别，哪些数据之间有关系，哪些数据应该存储在哪个地方。

这个就像是一个公司的中层管理，负责所有人、所有事的分配与管理。

它知道每一个部门需要什么资源，如何协调工作，如何确保各个环节不会出错。

如果说“外部模式”是和用户对接的前台接待，那“概念模式”就像是内部的经理，负责统筹安排，把所有的事情按部就班地搞定。

通过它的指挥，咱们才可以把数据分门别类地存储和使用。

最后是“内部模式”。

这个就像是公司的“后勤部”，它负责具体的操作和存储。

它关心的是数据是如何在硬盘上存储的，存储的方式是否高效，如何减少存储空间的浪费。

你想啊，如果数据库里的数据像一个个小物品，那“内部模式”就像仓库管理员，知道每一件物品该放在哪个地方，如何摆放最节省空间，如何在需要时最快速地找到它们。