人們為數據庫設計了一個嚴謹的體系結構,數據庫領域公認的標準結構是三級模式結構,它包括外模式、模式和內模式,有效地組織、管理數據,提高了數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性。用戶級對應外模式,概念級對應模式,物理級對應內模式,使不同級別的用戶對數據庫形成不同的視圖。所謂視圖,就是指觀察、認識和理解數據的范圍、角度和方法,是數據庫在用戶“眼中"的反映,很顯然,不同層次(級別)用戶所“看到”的數據庫是不相同的。

中文名

數據庫三級模式

提出

美國國家標準協會

提出時間

1978年

簡介

美國家標準協會(American National Standard Institute, ANSI)的數據庫管理系統研究小組于1978年提出了標準化的建議,將數據庫結構分為3級:面向用戶或應用程序員的用戶級、面向建立和維護數據庫人員的概念級、面向系統程序員的物理級。[1]

三級模式

1、模式

模式又稱概念模式或邏輯模式,對應于概念級。它是由數據庫設計者綜合所有用戶的數據,按照統一的觀點構造的全局邏輯結構,是對數據庫中全部數據的邏輯結構和特征的總體描述,是所有用戶的公共數據視圖(全局視圖)。它是由數據庫管理系統提供的數據模式描述語言(Data Description Language,DDL)來描述、定義的,體現、反映了數據庫系統的整體觀。[2]

2、外模式

外模式又稱子模式或用戶模式,對應于用戶級。它是某個或某幾個用戶所看到的數據庫的數據視圖,是與某一應用有關的數據的邏輯表示。外模式是從模式導出的一個子集,包含模式中允許特定用戶使用的那部分數據。用戶可以通過外模式描述語言來描述、定義對應于用戶的數據記錄(外模式),也可以利用數據操縱語言(Data Manipulation Language,DML)對這些數據記錄進行。外模式反映了數據庫的用戶觀。

3、內模式

內模式又稱存儲模式,對應于物理級,它是數據庫中全體數據的內部表示或底層描述,是數據庫最低一級的邏輯描述,它描述了數據在存儲介質上的存儲方式和物理結構,對應著實際存儲在外存儲介質上的數據庫。內模式由內模式描述語言來描述、定義,它是數據庫的存儲觀。

在一個數據庫系統中,只有唯一的數據庫, 因而作為定義 、描述數據庫存儲結構的內模式和定義、描述數據庫邏輯結構的模式,也是唯一的,但建立在數據庫系統之上的應用則是非常廣泛、多樣的,所以對應的外模式不是唯一的,也不可能是唯一的。

三級模式間的映射

數據庫的三級模式是數據庫在三個級別 (層次)上的抽象,使用戶能夠邏輯地、抽象地處理數據而不必關心數據在計算機中的物理表示和存儲。實際上 ,對于一個數據庫系統而言一有物理級數據庫是客觀存在的,它是進行數據庫操作的基礎,概念級數據庫中不過是物理數據庫的一種邏輯的、抽象的描述(即模式),用戶級數據庫則是用戶與數據庫的接口,它是概念級數據庫的一個子集(外模式)。

用戶應用程序根據外模式進行數據操作,通過外模式一模式映射,定義和建立某個外模式與模式間的對應關系,將外模式與模式聯系起來,當模式發生改變時,只要改變其映射,就可以使外模式保持不變,對應的應用程序也可保持不變;另一方面,通過模式一內模式映射,定義建立數據的邏輯結構(模式)與存儲結構(內模式)間的對應關系,當數據的存儲結構發生變化時,只需改變模式一內模式映射,就能保持模式不變,因此應用程序也可以保持不變。