三級(jí)模式兩級(jí)映象結(jié)構(gòu)圖

概念

三級(jí)模式

• 內(nèi)模式：也稱為存儲(chǔ)模式，是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)部的表示方式。定義所有的內(nèi)部記錄類型、索引和文件組織方式，以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。
• 模式：又稱概念模式，就是我們通常使用的基本表。概念模式的一個(gè)具體值稱為模式的一個(gè)實(shí)例，同一個(gè)模式可以有很多實(shí)例。概念模式反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及其聯(lián)系，所以是相對(duì)穩(wěn)定的；而實(shí)例反映的是數(shù)據(jù)庫(kù)某一時(shí)刻的狀態(tài)，是相對(duì)變動(dòng)的。
• 外模式：對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的視圖，將表進(jìn)行一定處理后再提供給用戶使用。也稱用戶模式或子模式，是用戶與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的接口，是用戶需要使用的部分?jǐn)?shù)據(jù)的描述。

兩級(jí)映象

• 外模式/概念模式映象（邏輯映象）：是表和視圖之間的映象，存在于概念模式和外模式之間；若表中的數(shù)據(jù)發(fā)生了修改，只需修改此映象，而無(wú)需修改應(yīng)用代碼。
• 概念模式/內(nèi)模式映象（物理映象）：是表和數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)之間的映象，存在于概念模式和內(nèi)模式之間；若修改了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式，只需要修改此映象，而無(wú)需修改應(yīng)用代碼

抽象

• 視圖層（View Level）：最高層次的抽象，描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的某個(gè)部分的數(shù)據(jù)，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的很多用戶并不關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有信息，而只關(guān)心所需要的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。可以通過(guò)構(gòu)建視圖層來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶的數(shù)據(jù)需求，這樣不僅使用戶與系統(tǒng)交互簡(jiǎn)化，而且還可以保證數(shù)據(jù)的保密性和安全性。
• 邏輯層（Logical Level）：比物理層更高一層的抽象，描述數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)間存在的關(guān)系。邏輯層通過(guò)相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)（表）描述了整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。盡管邏輯層簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)涉及了復(fù)雜的物理層結(jié)構(gòu)，但邏輯層用戶不必知道這些復(fù)雜性。
• 物理層（Physical Level）：最低層次的抽象，描述數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中是如何存儲(chǔ)的。物理層詳細(xì)地描述復(fù)雜的底層結(jié)構(gòu)。

為什么要使用三級(jí)模式兩級(jí)映象？

1. 屏蔽復(fù)雜性：對(duì)用戶屏蔽復(fù)雜性，簡(jiǎn)化用戶與系統(tǒng)的交互。
2. 解耦：不同層次的抽象，任何改動(dòng)可以通過(guò)修改映象而無(wú)需修改應(yīng)用程序。
3. 有助于提高數(shù)據(jù)庫(kù)管理的效率和可靠性。
   • 提高存儲(chǔ)效率：通過(guò)將邏輯映象和物理映象分離，DBMS可以有效的管理存儲(chǔ)。例如，他可以將數(shù)據(jù)對(duì)象放在不同的物理設(shè)備上以平衡負(fù)載；他可以使用不同的存儲(chǔ)方法來(lái)優(yōu)化訪問(wèn)速度。
   • 提高性能：數(shù)據(jù)庫(kù)兩級(jí)映象可以有效優(yōu)化查詢性能。DBMS使用查詢優(yōu)化器來(lái)生成物理計(jì)劃，優(yōu)化查詢的執(zhí)行方式，提高性能。
   • 維護(hù)數(shù)據(jù)一致性：由于邏輯映像和物理映像分離，DBMS可以執(zhí)行一些維護(hù)操作，而不會(huì)影響到用戶和應(yīng)用程序。例如，它可以重構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)而不需要更改應(yīng)用程序。還可以使用備份和還原技術(shù)來(lái)保護(hù)數(shù)據(jù)不受災(zāi)難性故障影響。
   • 提高安全性：數(shù)據(jù)庫(kù)兩級(jí)映像提高了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。DBMS可以使用各種安全功能，如訪問(wèn)控制和加密，以保護(hù)數(shù)據(jù)免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。此外，如果數(shù)據(jù)庫(kù)受到攻擊或損壞，備份可以幫助恢復(fù)數(shù)據(jù)。
   • 提高可移植性：通過(guò)將邏輯映像和物理映像分離，DBMS可以使數(shù)據(jù)庫(kù)更易于在不同的平臺(tái)和操作系統(tǒng)上移植。邏輯映像是與特定平臺(tái)無(wú)關(guān)的，因此可以在不同的操作系統(tǒng)和硬件上運(yùn)行。此外，物理映像可以輕松移植到不同的存儲(chǔ)設(shè)備上，例如磁帶和光盤。