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数据库三大范式举例,解释数据库模式和数据库实例

时间:2023-05-06 09:31:11 阅读:162876 作者:3313

三级模式结构:外模式、模式、内模式

  一、模式(Schema)

定义:又称逻辑模式,是数据库中所有数据的逻辑结构和特征的描述,是所有用户的通用数据视图。

理解:

一个数据库只有一个模式

数据库数据的逻辑级视图

数据库模式基于某种数据模型

定义模式时,不仅要定义数据的逻辑结构(如数据记录由哪些数据项构成、数据项名称、类型、可取值范围等),还要定义数据的安全性、完整性要求,并定义这些数据之间的关系

  二、外模式(External Schema)

定义:也称为子架构或用户架构,是一种本地数据的逻辑结构和特征的描述,可供包括APP应用程序编程人员和最终用户在内的数据库用户查看和使用,是数据库用户的数据视图,与某个APP应用程序相关联

理解:

一个数据库可以有多种外部模式

外模式为用户视图

外模式是确保数据安全的有力措施。

三.内模式(Internal Schema )。

定义:也称为存储模式(Storage Schema ),是数据的物理结构和保存方法的一种描述,是数据库内部数据的表示方法)。例如,记录的保存方法可以是顺序保存、b树结构保存或按散列方法保存; 索引是如何组织的; 数据是压缩的还是加密的; 数据的存储记录结构是如何规定的?)。

理解:

一个数据库只有一种内部模式

数据文件、索引文件等1个表可能由多个文件构成。

数据库管理系统(DBMS )有效地组织和管理数据库中数据的方法

其目的是:

为了减少数据冗余,实现数据共享

为了提高访问效率,改善性能。

  1.概念模式(Conceptual Schema)

概念模型是数据库系统内全局数据逻辑结构的描述,是全体用户(APP )共同的数据视图。 该描述是抽象的描述,与特定的硬件环境和平台无关,也与特定的软件环境无关。

概念模型主要描述数据的概念记录类型和数据以及它们之间的关系,包括数据之间的语义约束,其描述可以用DBMS的DDL语言定义。

  2.外模式(External Schema)

外部模式也称为子模式(Subschema )或用户模式(user’s schema )。 这是用户的数据视图,也是用户查看的模式的一部分,从概念模式中导出。 概念模式提供系统范围的数据描述,外部模式提供每个用户的本地描述。 概念模型有几个外部模型,每个用户只能对与其相关的模型感兴趣。 这对用户非常有利,因为它可以屏蔽大量无关的信息,有利于数据保护。 典型的DBMS提供了相关的外部架构描述语言(外部架构DDL )。

  3.内模式(Internal Schema)

内部模式也称为物理模式(Physical Schema ),它提供数据存储的文件结构、索引、群集、散列等访问方法以及数据库的物理存储结构和物理访问方法(如访问路径)。 内模物理性能主要体现在操作系统和文件层面,还没有深入到设备层面(磁盘和磁盘操作),但近年来有向设备层面发展的趋势)原始磁盘、磁盘等

数据模式提供了数据库的数据框架结构,数据库中的数据才是真实的实体,但这些数据必须按照框架中描述的结构来组织。 以概念架构为框架构成的数据库为概念数据库(Conceptual Database ),其他架构为框架构成的数据库为用户数据库(user’s database )。 内部模式由框架组成的数据库称为物理数据库(Physical Database )。 这三种类型的数据库中,只有物理数据库实际存在于计算机的外部存储器中,而其他两种类型的数据库实际不在计算机上,而是通过两种类型的映射从物理数据库进行映射。

模式的三个层次反映了模式的三个不同环境及其不同要求,其中内部模式处于底层,它反映了计算机物理结构中数据的真实存储形式,概念模式处于中层,它是设计者数据的全局逻辑要求

数据库系统的三级模式是数据的三级抽象,将数据的具体物理实现保留为物理模式,使得用户和全局设计者无需在意数据库的具体实现和物理背景。 同时,通过二级映射建立三级模式之间的关系和变换,使概念模式和外模是物理上不存在的,但通过映射获得其存在的实体。 同时,两阶段映射保证了数据库系统中数据的独立性,即数据的物理组织变化和逻辑概念水平的变化不会影响非用户模式的改变,调整映射方式不需要改变用户模式。

1 .概念模式到内部模式的映射

该映射展示了概念模型中数据的全局逻辑结构和数据的物理存储结构之间的对应关系,这种映射一般通过DBMS实现。

2 .外模式到概念模式的映射

概念模式是全局模式,外部模式是用户的本地模式。 概念模式可以定义多种外部模式,每个外部模式都是概念模式的基本视图。 外部模式到概念模式的映射提供外部模式到概念模式的对应关系,这种映射通常由DBMS来实现。

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