說三級模式之前,先了解數據庫系統模式的概念
模式,是對數據庫邏輯結構的描述,是對型的描述,不涉及具體值。(如學生表,這張表的結構由Sno,sname等等屬性構成)如下:
例子:“學生選課數據庫”的模式
在這裡介紹一下實例:
是數據庫某一時刻的狀态——模式的一個具體值。(一個模式在不同的時刻可以有不同的實例)
同一個模式可以有多個實例。(學生選課數據庫,有兩個實例。分别是13年和14年的實例)
實例随數據庫中的數據的更新而變動(随着時間的變化,會有新的學年新的學生選課實例)
一、從數據庫管理系統角度看
在數據庫系統中,用戶看到的數據和計算機從存放的數據是兩回事。但二者之間是有聯系的,實際上它們之間已經通過了兩次變換:第一次是系統為了減少冗餘,實現數據共享,把所有用戶的數據進行綜合,抽象成一個統一的數據視圖(概念模型);第二次是為了提高存取效率,改善性能,把全局視圖的數據按照物理組織的最優形式存放(物理模型)起來。
美國國家标準委員會(ANSI)所屬的标準計劃合要求委員會(Standards Planning and Requirements Committee,SPARC)于1975年公布了關于數據庫标準的報告,提出了數據庫的三級組織結構,稱為SPARC分級結構,分别為内模式、模式、外模式。
數據庫的三級模式是數據庫系統内部的系統結構。1.模式
模式也稱為邏輯模式或概念模式,是對數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述、是對型的描述,不涉及具具體值、模式是相對穩定的,是數據庫系統模式結構的中間層,既不涉及數據庫存儲細節和硬件環境,也不涉及具體的應用程序、所使用的應用開發工具和高級程序設計語言。
一個數據庫隻有一種模式。數據庫模式以某種數據模型為基礎,統一綜合地考慮了所有用戶的需求,并将這些需求有機地結合成一個邏輯整體。
模式是數據項值的框架。數據庫系統的模式通常還包含訪問控制、保密定義、完整性檢查等方面的内容。
2.外模式
外模式也稱為子模式或用戶模式,它是用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述,是用戶的數據視圖,是與某一應用有關的數據的邏輯表示。
外模式一般是模式的子集,一種模式可以由多種外模式。由于它是各個用戶的數據視圖,所以,如果不同的用戶在應用需求、看待數據的方式、對數據保密的要求等各方面存在差異,則對外模式的描述就是不同的。即使是模式中的同一數據,其在外模式中的結構、類型、長度、保密級别等也可以不同。另外,同一外模式也可以為某一用戶的多個應用系統所用,但是一個應用程序隻能使用一種外模式。
外模式是保證數據庫安全的一種有力措施,用戶隻能看見和訪問所對應的外模式中的數據,數據庫中的其他數據是不可見的。
3.内模式
内模式也稱為存儲模式,它是數據庫在物理存儲器上具體實現的描述,是數據在數據庫内部的表示方法,也是數據物理結構和存儲方式的描述。一個數據庫隻有一種内模式。
4.模式之間的映射
數據庫系統的三級模式是數據庫在三個級别上的抽象,把數據的具體組織留給數據庫管理系統,用戶就能夠邏輯地處理數據,而不必關心數據在計算機中的具體表示方式和存儲方式。為了能夠在内部實現這三個抽象層次的聯系和轉換,數據庫管理系統在這三級模式之間提供了兩層映射:
(1)外模式/模式之間的映射
(2)模式/内模式之間的映射
二、從構件角度看,數據庫系統由硬件、軟件等部分組成
三、從最總用戶的角度來看
數據庫系統的結構有:
單用戶結構
主從式結構
分布式結構
客戶--服務器
浏覽器--數據庫服務器
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