三級模式結構：外模式、模式和內模式

一、模式（Schema）
定義：也稱邏輯模式，是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描述，是所有用戶的公共數據視圖。

理解：

① 一個數據庫只有一個模式；

② 是數據庫數據在邏輯級上的視圖；

③ 數據庫模式以某一種數據模型為基礎；

④ 定義模式時不僅要定義數據的邏輯結構（如數據記錄由哪些數據項構成，數據項的名字、類型、取值范圍等），而且要定義與數據有關的安全性、完整性要求，定義這些數據之間的聯系。

二、外模式（External Schema）
定義：也稱子模式（Subschema）或用戶模式，是數據庫用戶（包括應用程序員和最終用戶）能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是數據庫用戶的數據視圖，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。

理解：

① 一個數據庫可以有多個外模式；

② 外模式就是用戶視圖；

③ 外模式是保證數據安全性的一個有力措施。

三、內模式（Internal Schema）
定義：也稱存儲模式（Storage Schema），它是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在數據庫內部的表示方式（例如，記錄的存儲方式是順序存儲、按照B樹結構存儲還是按hash方法存儲；索引按照什么方式組織；數據是否壓縮存儲，是否加密；數據的存儲記錄結構有何規定）。

理解：

① 一個數據庫只有一個內模式；

② 一個表可能由多個文件組成，如：數據文件、索引文件。

它是數據庫管理系統(DBMS)對數據庫中數據進行有效組織和管理的方法
其目的有：
① 為了減少數據冗余，實現數據共享；
② 為了提高存取效率，改善性能。

據庫的三級模式結構是對數據的三個抽象級別。在這三個抽象級別之間，為了實現數據的轉換，數據庫管理系統必須提供兩層映射功能，即外模式和概念模式的映射，概念模式和內部模式的映射。
　　外模式又稱用戶模式, 在傳統的數據庫系統中定義為子模式，子模式是概念模式的子集。外模式按用戶視圖定義數據，也可以從概念模式中導出。
　　概念模式又稱邏輯模式, 是現實世界和數據存儲之間的扭帶。概念模式是為了實現數據庫數據的共享進行數據庫設計之后，得到的全局性數據邏輯關系的抽象和描述，它獨立于數據的物理存儲結構，是所有用戶的共同的邏輯數據視圖。
　　內模式又稱物理模式，用以描述數據在數據庫中的存儲和存取方式。

DBMS?提供內模式描述語言（內模式 DDL）來定義內模式。

在數據庫系統中，外模式可有多個，而概念模式、內模式只能各有一個。

內模式是整個數據庫實際存儲的表示，而概念模式是整個數據庫實際存儲的抽象表示.外模式是概念模式的某一部分的抽象表示。

　　所有的這些模式都必須在使用數據庫之前進行定義。數據庫管理系統提供模式描述語言 DDL，用以嚴格地描述一個數據庫中所有實體的定義，經編譯之后存儲在數據庫中。外模式是與每個具體的應用程序和它使用的高級編程語言相關聯的。內模式與數據的物理存儲(操作系統)和硬件有關。概念模式是獨立于具體應用和物理環境的，是數據庫中全體數據的邏輯表示。
　　數據庫設計的過程就是綜合外模式, 產生概念模式，根據使用的DBMS產生物理模式。再由概念模式導出用戶視圖, 就是用戶看到的邏輯數據。

三級結構的優點

（1）保證數據的獨立性。將模式和內模式分開，保證了數據的物理獨立性；將外模式和模式分開，保證了數據的邏輯獨立性。

（2）簡化了用戶接口。按照外模式編寫應用程序或敲入命令，而不需了解數據庫內部的存儲結構，方便用戶使用系統。

（3）有利于數據共享。在不同的外模式下可有多個用戶共享系統中數據，減少了數據冗余。

（4）利于數據的安全保密。在外模式下根據要求進行操作，不能對限定的數據操作，保證了其他數據的安全。

外模式和概念模式的映射，定義了外模式和概念模式之間的對應關系，通常在外模式中給出描述。這層映射的作用是實現邏輯數據的獨立性。當數據的整體邏輯結構改變時，如果某個外模式保持不變，相應的外模式和概念模式的映射關系需要改變，因而該外模式對應的應用程序不用改變。

概念模式和內部模式的映射，存在于概念層，由DBMS建立兩者之間的逐一對應關系。這層映射的作用是實現物理數據的獨立性。當數據庫的物理存儲模式修改時，如改變存儲設備和存取方法時，概念模式可以保持不變，相應的內模式和概念模式的映射關系需要改變，應用程序也不用改變。

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總結

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