数据库的三级模式结构

为了有效地组织和管理数据，提高数据库在逻辑和物理上的独立性，人们为数据库设计了严格的体系结构。数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，包括外部模式、内部模式和外部模式。

——美国国家标准协会(ANSI)数据库管理系统研究。在1 9 78年，研究组提出了标准化的建议，将数据库结构分为三个层次:用户层用于用户或应用程序员，概念层用于建立和维护数据库的人，物理层用于系统程序员。用户级对应外部模式，概念级对应内部模式，物理级对应内部模式，这样不同级别的用户就可以对数据库形成不同的看法。所谓视图，是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户眼中的反映。显然，不同层次(级别)的用户“看到”的数据库是不一样的。

1模式。
模式又称为概念模式或逻辑模式，对应的是概念层次。它是数据库设计者将所有用户的数据按照统一的观点进行整合而构建的一种全局逻辑结构，是对数据库中所有数据的逻辑结构和特征的一般描述，是所有用户共同的数据视图(全局视图)。它由数据库管理系统提供的数据描述语言(DDL)来描述和定义，体现和反映了数据库系统的整体视图。

2.外部模式
外部模式也称为子模式，对应用户级。它是一个或几个用户看到的数据库的数据视图，是与应用程序相关的数据的逻辑表示。模式是从模式派生的子集，它包含模式中允许特定用户使用的数据部分。用户可以通过外部模式描述语言来描述和定义与用户对应的数据记录(外部模式)，也可以对这些数据记录使用数据操作语言(DML)。外部模式反映了数据库的用户视图。

3.内部模式
内部模式也称为存储模式，对应于物理层。它是数据库中所有数据的内部表示或底层描述，是数据库最底层的逻辑描述。它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构，对应的是实际存储在外部存储介质上的数据库。内部模式由内部模式描述语言描述和定义，是数据库的存储视图。

在一个数据库系统中，只有一个数据库，所以作为定义和描述数据库存储结构的内部模式和定义和描述数据库逻辑结构的模式也是唯一的。但是基于数据库系统的应用是非常广泛和多样的，所以对应的外部模式不是唯一的，也不可能是唯一的。

4.三级模式之间的映射
数据库的三级模式是数据库在三个层次(级别)上的抽象，它使用户能够逻辑地、抽象地处理数据，而不必关心数据在计算机中的物理表示和存储。实际上，对于一个数据库系统来说，物理数据库是客观存在的，它是数据库操作的基础。概念数据库只是物理数据库的逻辑抽象描述(即模式)，而用户数据库是用户与数据库的接口，是概念数据库的子集(外部模式)。

用户应用程序根据外部模式操作数据，通过外部模式-模式映射定义并建立外部模式与模式的对应关系，将外部模式与模式链接起来。当模式改变时，只有改变其映射，外部模式才能保持不变，相应的应用程序也能保持不变。另一方面，通过模式一的内部模式映射，定义已建立数据的逻辑结构(模式)和存储结构(内部模式)的对应关系。当数据的存储结构发生变化时，只需要改变模式一的内部模式映射就可以保持模式不变，所以应用程序可以保持不变。