试述数据库系统中数据抽象的三级模式(什么是模式,外模式,内模式)

三级模式结构：外模式、概念模式和内模式

一、概念模式（schema）

定义：也称逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。

理解：

①

一个数据库只有一个概念模式；

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。

二、外模式（external

schema）

定义：也称子模式（subschema）或用户模式，是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

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。

三、内模式（internal

schema）

定义：也称存储模式（storage

schema），它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式（例如，记录的存储方式是顺序存储、按照b树结构存储还是按hash方法存储；索引按照什么方式组织；数据是否压缩存储，是否加密；数据的存储记录结构有何规定）。

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。

它是数据库管理系统(dbms)对数据库中数据进行有效组织和管理的方法

其目的有：

①

为了减少数据冗余，实现数据共享；

②

为了提高存取效率，改善性能。

数据库的概念模型是面向对象数据库系统是为了满足新的数据库应用需要而产生的新一代数据库系统。面向对象是一种认识方法学，也是一种新的程序设计方法学。

数据库概念模型实际上是现实世界到机器世界的一个中间层次。数据库概念模型用于信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象，是数据库设计人员进行数据库设计的有力工具，也是数据库设计人员和用户之间进行交流的语言。

扩展资料：

建立数据概念模型，就是从数据的观点出发，观察系统中数据的采集、传输、处理、存储、输出等，经过分析、总结之后建立起来的一个逻辑模型，它主要是用于描述系统中数据的各种状态。这个模型不关心具体的实现方式（例如如何存储）和细节，而是主要关心数据在系统中的各个处理阶段的状态。 实际上，数据流图也是一种数据概念模型。

参考资料来源：百度百科-数据库概念模型

参考资料来源：百度百科-面向对象数据库系统

数据库模型 数据库模型（Database Model）是描述客观事物及其联系的一种手段，这种描述包括数据内容的描述和各类型实体数据之间的描述，它是数据库设计的基础。常用的数据库模型有三种：层次模型（Hierarchical Model）、网络模型（Network Model）、关系模型（Relational Mode）。

数据模型是数据库系统中用于提供信息表示和 *** 作手段的形式构架，是现实世界的模拟和抽象。

数据模型的作用是模拟现实世界，使人容易理解，便于在计算机上实现。

数据模型三要素：数据结构、数据 *** 作、数据的约束条件。

：

1数据结构是所研究的对象类型的集合。这些对象是数据库的组成成分，数据结构指对象和对象间联系的表达和实现，是对系统静态特征的描述。

2数据 *** 作是对数据库中对象的实例允许执行的 *** 作集合，主要指检索和更新两类 *** 作。数据模型必须定义这些 *** 作的确切含义、 *** 作符号、 *** 作规则以及实现 *** 作的语言，数据 *** 作是对系统动态特性的描述。

3数据完整性约束是一组完整性规则的集合，规定数据库状态及状态变化所应满足的条件，以保证数据的正确性、有效性和相容性。

4作用是空间数据模型是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法。

层次模型、网状模型、关系模型

层次模型（格式化模型）

定义和限制条件：有且仅有一个节点，无父节点，此节点为树的根；其他节点有且仅有一个父节点；

优点：

①数据结构简单清晰；

②利用指针记录边向联系，查询效率高；

③良好的完整新支持；

缺点：

①只能表示1：N的联系。尽管有许多辅助手段实现M：N的联系，但比较复杂，不易掌握。

②层次模型的树是有序树（层次顺序）。对任一结点的所有子树都规定了先后次序，这一限制隐含了对数据库存取路径的控制。

③树中父子结点之间只存在一种联系，因此，对树中的任一结点，只有一条自根结点到达它的路径。

网状模型（格式化模型）

网状模型的2个特征：允许一个以上的节点无双亲；一个节点可以有多于一个的双亲；

优点：

①可以更加清晰表达现实，符合现实中的数据关系；

②可以很快存取 *** 作；

缺点：

①结构复杂；

②不易掌握，网状模型的DDL，DDM复杂，并且并且要嵌入某一种高级语言（COBOL，c），用户不易掌握；

③应用程序复杂，记录之间的联系通过存取路径实现的，应用程序在访问数据时必须选择合适的存取路径，因此用户必须了解系统结构的细节，加重编写应用程序的负担；

关系模型

单一的数据结构——关系

现实世界的实体以及实体间的各种联系均用关系来表示，从用户角度看，关系模型中数据的逻辑结构是一张二维表。

优点：

①数据结构单一，关系模型中，不管是实体还是实体之间的联系，都用关系来表示，而关系都对应一张二维数据表，数据结构简单、清晰。

②关系规范化，并建立在严格的理论基础上，构成关系的基本规范要求关系中每个属性不可再分割，同时关系建立在具有坚实的理论基础的严格数学概念基础上。

③概念简单， *** 作方便，关系模型最大的优点就是简单，用户容易理解和掌握，一个关系就是一张二维表格，用户只需用简单的查询语言就能对数据库进行 *** 作。

缺点：

①查询效率不如格式化数据模型；

②为了提高性能，数据库管理系统需要优化用户查询，增加了数据库管理系统的开发难度；

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