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為了有效地組織、管理數據庫中的數據，提高數據庫的邏輯獨立性和物理獨立性，人們為數據庫設計了三級模式結構，即外模式（External Schema）、模式（Schema）和內模式（Internal Schema）
模式
定義：模式也稱為邏輯模式（Logic Schema），它是由數據庫設計者綜合所有的數據需求，從全局的角度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即全局視圖。
它是數據庫模式結構的中間層，既不涉及數據的物理存儲細節和硬件環境，也與具體的應用程序、所使用的應用開發工具及高級程序設計語言無關。
- 模式通過模式DDL定義。定義模式時不僅要定義數據的邏輯結構（如數據的型、數據類型、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。
- 以邏輯模式為框架的數據庫稱為概念數據庫。
外模式
- 定義：外模式也稱為子模式（Subschema）或用戶模式（User Schema），是程序員和最終用戶能看見和使用的局部數據的邏輯結構和特征的描述，是與某一應用有關的數據的邏輯表示。
- 外模式通常是模式的子集。
- 由於外模式是面向程序員和最終用戶的，因此又稱為用戶數據視圖。可以有多個外模式。另一方面，同一外模式也可以為某一用戶的多個應用系統所使用，但一個應用程序只能使用一個外模式。
- 外模式主要通過外模式DDL定義，也有一些外模式通過DML描述。
- 以用戶模式為框架的數據庫稱為用戶數據庫。
- 使用外模式可以帶來幾點好處
- 數據庫設計者和用戶不必關心整個數據庫的數據，而只關心與自己的局部應用有關的一部分數據，並且不需了解它們的物理存儲結構，這就使得程序設計和數據使用工作都得到了簡化。
- 由於使用外模式，用戶只能操作與其有關的數據，而不能操作與其無關的數據，這有利於數據的安全保密。
- 由於同一模式可以派生出多個外模式，故有利於數據獨立性和數據共享
內模式
- 定義：內模式也稱為存儲模式（Storage Schema）或物理模式（Physical Schema），它是數據物理結構和存儲方式的底層描述，包括記錄的存儲方式、索引組織方式、數據是否壓縮和加密。
- 一個數據庫只有一個內模式，內模式通過內模式DDL定義。
- 以物理模式為框架的數據庫稱為物理數據庫
三種數據庫的關系
概念數據庫、用戶數據庫與物理數據庫的相互關系：在數據庫系統中，只有物理數據庫才是真正存在的，它是存放在計算機外存上的數據文件。概念數據庫、用戶數據庫在計算機外存上是不存在的。概念數據庫是物理數據庫的邏輯抽象形式，物理數據庫是概念數據庫的具體實現。用戶數據庫是概念數據庫的子集，即是物理數據庫子集的邏輯抽象形式。
數據庫的二級映像技術
- 定義：數據庫的二級映像技術是指外模式與模式映像、模式與內模式映像技術。二級映像技術不僅在三級模式之間建立聯系，同時保證了數據獨立性。
- 外模式/模式映像：外模式/模式映像定義並保證了外模式與模式之間的對應關系。外模式/模式映像定義通常保存在外模式中。外模式/模式映像保證了數據的邏輯獨立性。
- 外模式/模式映像保證了數據的邏輯獨立性。即當模式改變時，DBA可以通過修改外模式/模式映像的手段使外模式不變。由於應用程序是根據外模式設計的，即使模式改變了，只要外模式不變，應用程序不必修改仍可照常運行。因此外模式/模式映像保證了數據與應用程序的邏輯獨立性。
- 模式/內模式映像：模式/內模式映像定義並保證了模式與內模式之間的對應關系。它描述了數據的記錄、數據項在計算機內部是如何組織和表示的。
- 模式/內模式映像保證了數據的物理獨立性。即當數據庫的物理模式改變了，通過修改模式/內模式映像的手段使模式不變。由於應用程序和用戶是根據模式訪問數據的，即使物理模式改變了，只要模式不變，應用程序或用戶的訪問方式不必修改仍可照常訪問數據。因此模式/內模式映像保證了數據與應用程序的物理獨立性。