模式是在数据描述语言中精确定义的数据模型。 数据模式的三个层次：外部层、概念层、内部层构成数据库系统三个层次的模式结构，如图2-2所示。 无论数据库管理系统功能如何变化，无论操作系统平台如何不同，无论数据模型如何不同，数据库系统三级模式结构的特点基本不变。
图2-2数据库系统三级架构结构
数据库的三级架构结构是数据的三个抽象级别。 为了在这三个抽象层次之间实现数据的转换，数据库管理系统需要提供两个层次的映射功能：外部模式和概念模式的映射，概念模式和内部模式的映射。
外部模式也称为用户模式，在传统数据库系统中定义为子模式，子模式是概念模式的子集。 外部模式还可以为每个用户视图定义数据，并从概念模式导出。
概念模型也称为逻辑模型，是现实世界和数据存储之间的双绞线。 概念模型是为实现数据库数据共享而进行数据库设计后，得到的全局数据逻辑关系的抽象和描述，它独立于数据的物理存储结构，是所有用户通用的逻辑数据视图。
内部模式也称为物理模式，描述如何存储和访问数据库中的数据。
的所有这些模式都必须在使用数据库之前定义。 数据库管理系统提供模式描述语言DDL，严格描述一个数据库中所有实体的定义，编译后存入数据库。 外部模式与每个特定的APP应用程序及其使用的高级编程语言相关联。 内部模式与数据的物理存储(操作系统)和硬件相关。 概念模型独立于具体应用和物理环境，是数据库中所有数据的逻辑表示。
数据库设计的过程是综合外部模式，生成概念模式，基于所使用的DBMS生成物理模式。 从概念模型中导出用户视图将成为用户看到的逻辑数据。
例外模式和概念模式的映射定义了例外模式和概念模式之间的对应关系，并且通常被描述为例外模式。 此映射的作用是实现逻辑数据的独立性。 数据的整体逻辑结构发生变更的情况下，如果某个外部模式没有变更，则需要变更对应的外部模式和概念模式的映射关系，所以不需要变更与该外部模式对应的APP应用。
概念模型和内部模型的映射存在于概念层，通过DBMS建立两者之间的逐一对应关系。 此映射的作用是实现物理数据的独立性。 如果数据库的物理存储模式发生了变化(例如，存储设备和访问方法发生了变化)，概念模式不会发生变化，需要更改相应的内部模式和概念模式之间的映射关系，而无需更改APP应用。
图2-3数据模式的层次和映射
数据库的三层架构结构的优点如下
保证了数据的独立性：分离概念模式和内部模式，保证数据的物理独立性，分离外部模式和概念模式，保证数据逻辑独立性
简化用户界面：用户无需了解数据库的实际存储情况，也无需了解数据库的存储结构，只需在外部模式下创建APP表即可访问数据库。
有利于数据共享：所有用户使用统一概念模型导出的不同外部模型有利于减少数据冗馀，并在多个APP应用程序之间共享数据。
有利于数据安全：每个用户只能操作属于自己的外带模式的数据视图，不能对数据库其他部分进行修改，保证了数据的安全。