(3)数据库系统 | 易学教程

重点划分

一、两层映射

三级模式结构：外模式、模式和内模式

一、概念模式（Schema）

定义：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

理解：

① 一个数据库只有一个模式；

② 是数据库数据在逻辑级上的视图；

③ 数据库模式以某一种数据模型为基础；

④ 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，数据项的名字、类型、取值范围等），而且要定义与数据有关的安全性、完整性要求，定义这些数据之间的联系。

二、外模式（External Schema）

定义：也称子模式（Subschema）或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

理解：

① 一个数据库可以有多个外模式；

② 外模式就是用户视图；

③ 外模式是保证数据安全性的一个有力措施。

三、内模式（Internal Schema）

定义：也称存储模式（Storage Schema），它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式（例如，记录的存储方式是顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储；索引按照什么方式组织；数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定）。

理解：

① 一个数据库只有一个内模式；

② 一个表可能由多个文件组成，如：数据文件、索引文件。

它是数据库管理系统(DBMS)对数据库中数据进行有效组织和管理的方法

其目的有：

① 为了减少数据冗余，实现数据共享；

② 为了提高存取效率，改善性能。

例1

数据的独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。数据的独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。数据的物理独立性是指当数据库的内模式发生改变时，数据的逻辑结构不变。为了保证应用程序能够正确执行，需要通过修改概念模式/内模式之间的映像。数据的逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。数据的逻辑结构发生变化后，用户程序也可以不修改。但是，为了保证应用程序能够正确执行，需要修改外模式/概念模式之间的映像

例2

二、数据库设计过程

例1

段中，数据库设计人员采用一定的辅助工具对应用对象的功能、性能、限制等要求所进行的科学分析，并形成需求说明文档、数据字典和数据流程图。用户需求分析阶段形成的相关文档用以作为概念结构设计的设计依据。

三、E-R模型

并的目的在于解决分E-R图中相互间存在的冲突，消除分E-R图之间存在的信息冗余，使之成为能够被全系统所有用户共同理解和接受的统一的、精炼的全局概念模型。分E-R图之间的冲突主要分为结构冲突、属性冲突和命名冲突三类。
因为结构冲突是指同一实体在不同的分E-R图中有不同的属性，同—对象在某一分E-R图中被抽象为实体而在另一分E-R图中又被抽象为属性，需要统一。
因为属性冲突是指同一属性可能会存在于不同的分E-R图，由于设计人员不同或是出发点不同，对属性的类型、取值范围、数据单位等可能会不一致，这些属性对应的数据将来只能以一种形式在计算机中存储，这就需要在设计阶段进行统一。
因为命名冲突是指相同意义的属性在不同的分E-R图上有着不同的命名，或是名称相同的属性在不同的分E-R图中代表着不同的意义，这些也要进行统一