模式(Schema)是數據庫中全體數據的邏輯結構和特征的描寫敘述。又稱概念模式或概念視圖。視圖可理解為一組記錄的值,用戶或程序猿看到和使用的數據庫的內容。
模式處於三級結構的中間層。它是整個數據庫實際存儲的抽象表示,也是對現實世界的一個抽象,是現實世界某應用環境(企業或單位)的全部信息內容集合的表示,也是全部個別用戶視圖綜合起來的結果,所以又稱用戶共同視圖。
所謂模式是指用數據描寫敘述語言精確定義的數據模型。數據模式的三個層次:外部層、概念層和內部層。構成數據庫系統的三級模式結構,無論數據庫管理系統的功能怎樣變化、操作系統的平台怎樣不同、數據模型怎樣不同等,數據庫系統的三級模式結構的特征基本上保持不變。
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,也能夠從概念模式中導出。
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寫敘述,它獨立於數據的物理存儲結構,是全部用戶的共同的邏輯數據視圖。
內模式又稱物理模式,用以描寫敘述數據在數據庫中的存儲和存取方式。
DBMS 提供內模式描寫敘述語言(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、內模式僅僅能各有一個。
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。
全部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寫敘述語言 DDL。用以嚴格地描寫敘述一個數據庫中全部實體的定義。經編譯之后存儲在數據庫中。外模式是與每一個詳細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。概念模式是獨立於詳細應用和物理環境的。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,依據使用的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。
數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。
外模式和概念模式的映射,定義了外模式和概念模式之間的相應關系,通常在外模式中給出描寫敘述。這層映射的作用是實現邏輯數據的獨立性。當數據的總體邏輯結構改變時,假設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須要改變。因而該外模式相應的應用程序不用改變。
概念模式和內部模式的映射,存在於概念層,由DBMS建立兩者之間的逐一相應關系。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改動時,如改變存儲設備和存取方法時。概念模式能夠保持不變,相應的內模式和概念模式的映射關系須要改變。應用程序也不用改變。
三級結構的長處:
(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。
依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)有利於數據共享。
在不同的外模式下可有多個用戶共享系統中數據,降低了數據冗余。
(4)利於數據的安全保密。在外模式下依據要求進行操作,不能對限定的數據操作,保證了其它數據的安全。