手机网站样式代码,网站是怎样制作的,兼职网站开发团队工作项目总结,有了页游源代码如何做网站三级模式结构与两级映像 什么是数据库的三级模式结构#xff1f;1. 模式#xff08;Conceptual Schema#xff0c;概念模式#xff09;定义特点作用示例 2. 外模式#xff08;External Schema#xff0c;外部模式#xff09;定义特点作用举例 3. 内模式#xff08;Inte… 三级模式结构与两级映像 什么是数据库的三级模式结构1. 模式Conceptual Schema概念模式定义特点作用示例 2. 外模式External Schema外部模式定义特点作用举例 3. 内模式Internal Schema内部模式定义特点作用举例 三级模式结构的关系和映射1. 外模式与模式的映射外模式与模式的关系映射机制举例电商系统中的用户视图与模式权限控制 映射的意义 2. 模式与内模式的映射模式与内模式的关系映射机制举例电商系统中的存储优化映射逻辑 映射的意义 3. 外模式与内模式的间接关系总结映射在三级模式结构中的作用扩展三级模式映射的类比 三级模式的作用总结举例假设我们有一个图书馆系统 三级模式的优点 什么是数据库的三级模式结构
三级模式结构是数据库系统架构的基础用来管理和组织数据的视图和存储。它把数据库的整体结构划分为外模式、模式和内模式三个层次。 这种结构的目的是为了实现数据的抽象化管理让用户不用关心复杂的底层存储方式也可以根据不同需求灵活定义数据的呈现方式同时保障数据的安全性和一致性。
数据库的三级模式结构就像一栋大楼
外模式用户看到的房间样子每个人只能进到他有钥匙的房间。模式概念模式大楼的总体设计图包括房间布局、水电线路等。内模式大楼的建筑材料钢筋、水泥以及具体的施工方式。 1. 模式Conceptual Schema概念模式
定义
模式是数据库的核心层描述了整个数据库的逻辑结构。它定义了数据库中有哪些数据、数据之间的关系以及如何保证数据的一致性和完整性。
特点
全局视图描述的是数据库的整体结构是所有用户和应用共享的。逻辑层面关注数据的逻辑组织方式而不是物理存储方式。保证一致性它负责维护数据的完整性约束和一致性如主键约束、外键约束等。
作用
为数据库定义一个统一的数据结构。屏蔽数据的存储细节使得应用程序和用户不用关心数据是如何存储的。确保当数据库底层存储方式内模式变化时逻辑结构保持不变物理数据独立性。
示例
在一个电商系统中
用户表包含用户ID、姓名、邮箱等字段。商品表包含商品ID、名称、价格、库存等字段。订单表包含订单ID、用户ID、商品ID、下单时间等字段。数据关系订单表中的用户ID是用户表的外键商品ID是商品表的外键。
这些数据表和关系在概念模式中被定义。
2. 外模式External Schema外部模式
定义
外模式是数据库的用户视图为不同用户或应用程序提供不同的数据子集和访问方式。
特点
个性化视图每个用户或应用程序可以有自己的数据视图只能看到需要的数据其他数据被屏蔽。安全性通过外模式控制用户的访问权限保障数据安全。多样性允许不同用户同时访问数据库而彼此的视图可以完全不同。
作用
让用户只看到他们需要的数据屏蔽不必要的复杂性。实现逻辑数据独立性当概念模式数据结构变化时用户视图可以保持不变。
举例
在一个电商系统中
买家视图只看到商品列表商品名称、价格和自己的订单信息。卖家视图可以看到商品库存、销售情况。管理员视图可以查看和修改所有数据。
比如 买家只需要知道“我买了什么花了多少钱”而卖家需要知道“商品库存还剩多少”。这两个用户的需求不同数据库通过外模式给他们提供了不同的数据视图。
3. 内模式Internal Schema内部模式
定义
内模式描述了数据在数据库中的物理存储方式包括存储结构、索引方式、文件组织等。
特点
与硬件相关关注数据的底层物理存储具体到硬盘上的存储文件、索引等。存储优化为了提升性能内模式需要选择合适的数据结构如B树索引、哈希索引和存储方式如压缩、分区。不可见性用户和应用程序无法直接接触到内模式。
作用
定义数据的存储方式和存取路径。屏蔽硬件存储的细节为上层提供统一的逻辑数据结构。
举例
在电商系统中
用户表的实际存储可能是一个以用户ID为索引的B树。商品表的数据可能分区存储在不同的硬盘上。日志数据可能存储在压缩文件中。 三级模式结构的关系和映射
在三级模式结构中外模式、模式和内模式之间通过映射来建立联系。这些映射的作用是屏蔽层级之间的变化实现数据的独立性和灵活性。
映射机制分为两种
外模式与模式的映射负责连接用户的视图外模式和数据库的逻辑结构模式。模式与内模式的映射负责连接逻辑结构模式和数据的物理存储内模式。
1. 外模式与模式的映射
外模式与模式的关系
外模式是从 模式中派生出来的它是用户或应用程序需要的数据子集。映射用来描述外模式和模式之间的数据对应关系。它的作用是将用户的视图翻译为数据库的逻辑结构并保证当模式发生变化时外模式不受影响逻辑数据独立性。
映射机制
用户视图到模式的映射 外模式的字段列如何对应到模式中的字段。外模式可能只包含模式中的部分字段甚至会对字段重命名或计算处理。 权限控制 映射过程还会对用户的权限进行限制比如用户无法看到某些敏感字段。 数据转换 如果外模式中的字段与模式中的字段格式不同映射会对数据进行转换如单位换算、日期格式化等。
举例
电商系统中的用户视图与模式
假设一个电商数据库的模式中定义了如下表结构
用户表User用户ID、姓名、邮箱、密码、手机号、余额。商品表Product商品ID、名称、库存、价格。
外模式的需求
普通买家视图外模式1需要看到“用户姓名、邮箱、手机号、余额”。管理员视图外模式2需要看到所有字段包括用户密码。
映射逻辑
外模式1从用户表中筛选姓名、邮箱、手机号、余额四个字段。外模式2直接对用户表提供完整的字段视图。
权限控制
普通买家不能访问“密码”字段这就是通过外模式与模式的映射实现的权限屏蔽。
映射的意义
数据定制化每个用户或应用只需要关心自己使用的数据。屏蔽逻辑变化当模式比如新增了一个字段发生变化时通过调整映射用户的视图可以保持不变。数据安全映射可以通过控制外模式来限制用户访问敏感数据。
2. 模式与内模式的映射
模式与内模式的关系
模式描述数据库的逻辑结构如表结构、字段属性和数据关系。内模式描述数据在存储设备上的组织方式如文件结构、索引、分区方式等。映射用来描述逻辑结构如何对应到物理存储结构。它的作用是当存储方式发生变化时不影响模式概念模式从而实现物理数据独立性。
映射机制
逻辑结构到存储结构的映射 模式中的表、字段如何对应到物理存储的文件、块。 存储优化 映射过程会选择最佳的存储方式如索引、压缩。 数据存取路径 定义如何通过索引、哈希等方式快速检索数据。
举例
电商系统中的存储优化
假设电商数据库的模式定义了如下逻辑表结构
商品表Product商品ID、名称、库存、价格。
在内模式中该逻辑表可能以不同方式存储
对于频繁查询商品价格的场景 内模式中使用B树索引按价格排序存储以加快检索速度。 对于库存数据非常大的商品表 内模式中将商品表按照库存进行分区低库存商品存储在SSD上高库存商品存储在机械硬盘上。 如果需要减少存储占用 内模式中使用压缩存储库存字段。
映射逻辑
商品表的逻辑结构与存储结构之间的映射定义了 哪个字段作为主键存储。索引的类型和范围。存储文件的组织方式如分区。
映射的意义
存储优化根据数据访问特点选择最优的存储结构。屏蔽存储细节即使底层的存储方式发生变化比如从B树改成哈希索引概念模式和外模式都不需要改变。提高性能通过索引、分区等优化存取路径加快数据访问速度。
3. 外模式与内模式的间接关系
由于外模式和内模式之间没有直接的映射关系它们的联系必须通过模式概念模式来建立
外模式定义了用户对数据的需求。模式概念模式充当中介把外模式的需求翻译成具体的逻辑结构。内模式负责根据逻辑结构组织数据的存储。
这个分层的设计非常重要
外模式与内模式隔离用户不需要关心数据的存储细节只需通过外模式操作逻辑结构。统一管理概念模式统一管理数据库的逻辑结构和数据关系保障数据的一致性。
总结映射在三级模式结构中的作用
映射类型作用实现的数据独立性外模式与模式的映射将用户的视图映射到概念模式控制用户能访问的数据子集。逻辑数据独立性模式与内模式的映射将概念模式映射到物理存储结构优化数据存储方式和访问路径。物理数据独立性
扩展三级模式映射的类比
我们可以把三级模式映射比喻成一个大图书馆的管理流程
外模式与模式的映射 用户比如学生、老师只想借某些类型的书籍比如小说、教科书而图书管理员根据用户需求外模式从图书馆系统模式里筛选出对应的书籍。模式与内模式的映射 图书馆里有很多书架书的摆放方式可能按照类别、作者姓名或编号排列。管理员只关心书架编号内模式不需要重新设计书的逻辑分类模式。 三级模式的作用总结
层次作用面向对象外模式提供个性化视图保障数据安全性屏蔽数据库逻辑和存储的复杂性用户和应用程序模式统一数据库逻辑结构确保数据的一致性屏蔽存储的物理细节数据库的全局逻辑视图内模式定义数据的物理存储方式优化存储和访问性能屏蔽硬件和存储细节数据存储硬件相关 举例
假设我们有一个图书馆系统
模式图书馆的管理系统描述了所有书籍的信息如书名、作者、ISBN号、借阅记录、书籍的分类关系。外模式 普通读者视图只能看到有哪些书可以借哪些书。管理员视图可以查看书籍的库存、借阅情况还能新增或删除书籍。 内模式书籍信息在数据库中以何种方式存储比如使用B树索引存储书名ISBN号为主键借阅记录分区存储等。 三级模式的优点
逻辑独立性用户的视图不会因为数据结构的变化而改变。物理独立性数据的存储方式可以改变不影响上层逻辑。安全性不同用户可以定义不同视图保障数据访问安全。灵活性多用户、多应用同时访问时能够提供不同的外模式视图。
