数据模式的三要素是什么(数据独立性是指什么)

一、基础知识

数据库(DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的。可共享的数据集合。

数据库系统（DBS）从广义上讲是由数据库、硬件、软件和人员组成，管理的对象是数据。

数据库管理系统（DBMS）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维和数据库。主要功能有数据定义、数据库操作、数据库运行管理、数据组织、存储和管理、数据库的建立与维护及其他功能。

DBMS通常分为三类：关系DBS，对象关系DBS，面向对象的DBS

数据库的结构与模式：

数据库结构的基础是数据模型，是用来描述数据的一组概念和定义。

数据模型的三要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件

二、三级模式-两级映射

三级模式-两级映射属于层次型架构设计，保证数据库中数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性

1、内模式：

内模式又称存储模式，对应于物理级，它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式及物理结构（顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储），对应着实际存储在外存储介质上的数据库。内模式由内模式描述语言来描述、定义，它是数据库的存储观。

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。

2、概念模式：

模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图(全局视图)。它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。

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。

3、外模式：

外模式又称子模式，对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Language，DML)对这些数据记录进行处理。外模式反映了数据库的用户观（视图、查出数据的表）。

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。

4、外模式一模式映射：

定义和建立某个外模式与概念模式间的对应关系，将外模式与模式联系起来，当模式发生改变时，只要改变其映射，就可以使外模式保持不变，对应的应用程序也可保持不变

5、概念模式一内模式映射：

定义建立数据的逻辑结构(概念模式)与存储结构(内模式)间的对应关系，当数据的存储结构发生变化时，只需改变概念模式一内模式映射，就能保持概念模式不变，因此应用程序也可以保持不变

通过外模式-模式映射和模式-内模式映射这两个映射保证了数据库系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。