一、数据库系统引论

基本概念

• 概念
• 型（Type）
  • 对某一类数据的结构和属性的说明
• 值（Value）
  • 是型的一个具体赋值
• 例子
• 学生记录（学号，姓名，性别，系别，年龄，籍贯）

• 一个记录值（201315130，李明，男，计算机系，19，江苏南京市）

• 模式（Schema）

• 数据库逻辑结构和特征的描述
• 是型的描述，不涉及具体值
• 反映的是数据的结构及其联系
• 模式是相对稳定的
• 实例（Instance）
• 模式的一个具体值
• 反映数据库某一时刻的状态
• 同一个模式可以有很多实例
• 实例随数据库中的数据的更新而变动

三级模式结构

模式

• 模式（也称逻辑模式）
• 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述
• 所有用户的公共数据视图
• 一个数据库只有一个模式
• 模式的地位：是数据库系统模式结构的中间层
• 模式的定义
• 数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）
• 数据之间的联系
• 数据有关的安全性、完整性要求

外模式

• 外模式（也称子模式或用户模式）
• 数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述
• 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
• 外模式的地位：介于模式与应用之间
• 模式与外模式的关系：一对多
• 外模式与应用的关系：一对多

内模式

• 内模式（也称存储模式）
• 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
• 记录的存储方式（例如，顺序存储，按照B树结构存，按hash方法存等）
• 索引的组织方式
• 数据是否压缩存储
• 数据是否加密
• 数据存储记录结构的规定
• 一个数据库只有一个内模式

二级映射与数据独立性

• 三级模式是对数据的三个抽象级别
• 二级映象在数据库管理系统内部实现这三个抽象层次的联系和转换
• 外模式／模式映像
• 模式／内模式映像

外模式／模式

• 模式：描述的是数据的全局逻辑结构
• 外模式：描述的是数据的局部逻辑结构
• 同一个模式可以有任意多个外模式
• 每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映象，定义外模式与模式之间的对应关系
• 映象定义通常包含在各自外模式的描述中
• 保证数据的==逻辑独立性==
• 当模式改变时，数据库管理员对外模式／模式映象作相应改变，使外模式保持不变
• 应用程序是依据数据的外模式编写的，应用程序不必修改，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性

模式／内模式映像

• 模式／内模式映象定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系
• 例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的
• 数据库中模式／内模式映象是唯一的
• 该映象定义通常包含在模式描述中
• 保证数据的==物理独立性==
• 当数据库的存储结构改变了（例如选用了另一种存储结构），数据库管理员修改模式／内模式映象，使模式保持不变。
• 应用程序不受影响。保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。