數據庫模式（三級模式+兩級映射）

        美國國家標准協會(American National Standard Institute, ANSI)的數據庫管理系統研究小組於1978年提出了標准化的建議，將數據庫結構分為3級：面向用戶或應用程序員的用戶級、面向建立和維護數據庫人員的概念級、面向系統程序員的物理級。

一、數據庫有哪三級模式？

人們為數據庫設計了一個嚴謹的體系結構，數據庫領域公認的標准結構是三級模式結構，它包括外模式、概念模式、內模式，有效地組織、管理數據，提高了數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性。

1.1 用戶級--> 外模式(反映了數據庫系統的用戶觀)

外模式又稱子模式或用戶模式，對應於用戶級。它是某個或某幾個用戶所看到的數據庫的數據視圖，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。外模式是從模式導出的一個子集，包含模式中允許特定用戶使用的那部分數據。用戶可以通過外模式描述語言來描述、定義對應於用戶的數據記錄(外模式)，也可以利用數據操縱語言(Data Manipulation Language，DML)對這些數據記錄進行操作。

1.2 概念級--> 概念模式（反映了數據庫系統的整體觀）

概念模式又稱模式或邏輯模式，對應於概念級。它是由數據庫設計者綜合所有用戶的數據，按照統一的觀點構造的全局邏輯結構，是對數據庫中全部數據的邏輯結構和特征的總體描述，是所有用戶的公共數據視圖(全局視圖)。它是由數據庫管理系統提供的數據模式描述語言(Data Description Language，DDL)來描述、定義的。

1.3 物理級 --> 內模式（反映了數據庫系統的存儲觀）

內模式又稱存儲模式，對應於物理級。它是數據庫中全體數據的內部表示或底層描述，是數據庫最低一級的邏輯描述，它描述了數據在存儲介質上的存儲方式和物理結構，對應着實際存儲在外存儲介質上的數據庫。內模式由內模式描述語言來描述、定義的。

總結：

總之，數據按外模式的描述提供給用戶；按內模式的描述存儲在磁盤上；而概念模式提供了連接這兩級模式的相對穩定的中間層，並使得兩級中任意一級的改變都不受另一級的牽制。

 

二、數據庫的兩級映射

數據庫系統在三級模式之間提供了兩級映像：模式/內模式的映像、外模式/模式的映像。

• 模式/內模式的映像：實現概念模式到內模式之間的相互轉換。
• 外模式/模式的映像：實現外模式到概念模式之間的相互轉換。

數據的獨立性是指數據與程序獨立，將數據的定義從程序中分離出來，由DBMS（數據庫管理系統）負責數據的存儲，從而簡化應用程序，大大減少應用程序編制的工作量。

數據的獨立性是由DBMS的二級映像功能來保證的。數據的獨立性包括數據的物理獨立性和數據的邏輯獨立性。

什么是數據的物理獨立性？

答：數據的物理獨立性是指當數據庫的內模式發生改變時，數據的的邏輯結構不變。由於應用程序處理的只是數據的邏輯結構，這樣物理獨立性可以保證，當數據的物理結構改變了，應用程序不用改變。但是，為了保證應用程序能夠正確執行，需要修改概念模式/內模式之間的映像。

什么是數據的邏輯獨立性？

答：數據的邏輯獨立性是指用戶的應用程序與數據庫結構是相互獨立的。數據的邏輯結構發生變化后，用戶程序也可以不修改。但是，為了保證應用程序能夠正確執行，需要修改外模式/概念模式之間的映像。

一句話總結一下：

通俗來講就是如果改變了某個模式，只需要修改上一層的映像。即改變內模式，只需要修改模式/內模式映像（物理獨立性），改變概念模式（邏輯結構），只需要修改外模式/模式映像（邏輯獨立性）