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考察數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)可以有多種不同的層次或角度兴想。（這里說的數(shù)據(jù)庫不局限于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫）
1. 如果從DBMS角度來看扔茅，數(shù)據(jù)庫通常采用三級模式結(jié)構(gòu)，也就是說DBMS內(nèi)部的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是三級模式結(jié)構(gòu)
2. 如果從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度來看裕寨，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為：單用戶結(jié)構(gòu)、主從式結(jié)構(gòu)派继、分布式結(jié)構(gòu)宾袜、客戶/服務(wù)器、瀏覽器/應(yīng)用服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多層結(jié)構(gòu)等驾窟。這是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)外部體系結(jié)構(gòu)庆猫。
1. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的模式（Schema）
數(shù)據(jù)模型中有“型”和“值”的概念，如：學(xué)生（學(xué)號绅络，性別月培，班級）是“型”，而：張三（20160310001恩急，1杉畜，3年2班）是“值”。
模式（Schema）是數(shù)據(jù)庫中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述衷恭，它僅僅描述型此叠，而并不包括值。模式的值稱為模式的一個實例（Instance）匾荆，同一個模式可以有多個實例拌蜘。
雖然實際的DBMS系統(tǒng)種類很多杆烁，他們支持的數(shù)據(jù)模式不盡相同，使用不同的語言简卧，建立在不同的OS上兔魂，數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)也各不相同，但他們在體系結(jié)構(gòu)上通常具有相同的特征举娩，即采用三級模式結(jié)構(gòu)并提供兩級影像功能
2. 三級模式
數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)是指：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由外模式析校、模式和內(nèi)模式三級構(gòu)成，如圖：
2.1 模式（Schema）
模式也稱為：邏輯模式铜涉，它是DB中全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述智玻，是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。模式層是數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)的中間層芙代，既不涉及到數(shù)據(jù)的物理存儲細節(jié)和硬件環(huán)境吊奢，也與具體的應(yīng)用程序、應(yīng)用開發(fā)工具以及高級程序設(shè)計語言無關(guān)（C纹烹、C++页滚、JAVA等）。
模式就是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯上的視圖铺呵，且一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式裹驰。實際工作中，模式就等同于程序員創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫的全部操作片挂，如：這是一個MySQL數(shù)據(jù)庫幻林，有2張表，每個表的名字音念，屬性的名字沪饺、類型、取值范圍闷愤，主鍵随闽，外鍵，索引肝谭，其他完整性約束等等。
DBMS提供模式描述語言（模式DDL）來嚴(yán)格地定義模式蛾扇。
2.2 外模式
外模式也稱為：子模式(subschema)/用戶模式攘烛，它是數(shù)據(jù)庫用戶（應(yīng)用程序員、最終用戶）能夠看到的使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述镀首，是數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)視圖坟漱，是與某一個應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯表示。
外模式通常是模式的子集更哄。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式芋齿。同一個外模式可以為某一用戶的多個應(yīng)用系統(tǒng)所使用腥寇，但一個應(yīng)用系統(tǒng)只能使用一個外模式。
外模式是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有力措施觅捆。每個用戶只能看見和訪問所對應(yīng)的外模式中的數(shù)據(jù)赦役，數(shù)據(jù)庫中的其余數(shù)據(jù)是不可見的。
DBMS提供子模式描述語言（子模式DDL）來嚴(yán)格地定義子模式栅炒。
2.3 內(nèi)模式
內(nèi)模式也稱為：存儲模式(Storage schema)掂摔，一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式。它是數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述赢赊，是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的表示方式乙漓。如：記錄的存儲方式是堆存儲，還是按照某些屬性值的升（降）存儲释移，還是按照屬性值聚簇（cluster）存儲叭披；索引按照什么方式組織，是B+樹索引玩讳，還是hash索引等等涩蜘。
DBMS提供內(nèi)模式描述語言（內(nèi)模式DDL/存儲模式DDL）來嚴(yán)格定義內(nèi)模式。
三級模式在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的對應(yīng)實現(xiàn)
三級模式是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通常采用的結(jié)構(gòu)锋边，但這并不意味著你必須按照三級模式結(jié)構(gòu)設(shè)想的那樣來編程皱坛。這是因為，各種類型數(shù)據(jù)庫（層次豆巨、網(wǎng)狀剩辟、關(guān)系）和各個具體數(shù)據(jù)庫對三級模式的提供的支持是不完善和不一致的。
可以看到三級模式都是DDL（Data Definition language）來定義的往扔，那么在RDBMS中三種模式的定義都包含在可以使用的DDL語句中：
外模式（DDL中的Subschema DDL部分）
在RDBMS中就只有一個視圖（View）來支持
當(dāng)然視圖提供的也只是一定程度的數(shù)據(jù)邏輯獨立性贩猎。因為對于視圖的更新是有條件的，因此當(dāng)應(yīng)用程序有需要修改數(shù)據(jù)的語句時萍膛，仍然不得不去操作基本表吭服。所以如果基本表改變了，那么應(yīng)用程序還是要變…
模式（DDL中的Schema DDL部分）
模式就是基本表蝗罗，但我覺得除了視圖和索引組織方式等等之外都是模式的范圍艇棕。表、字段串塑、索引沼琉、存儲過程、觸發(fā)器等等
內(nèi)模式（DDL中的Storage DDL部分）
內(nèi)模式是存儲文件桩匪，但存儲文件的存儲方式和結(jié)構(gòu)可以被定義打瘪，這一部分能操作的情況比較少，舉一個例子如MySQL中創(chuàng)建table并且制定使用MEMORY引擎、使用hash索引
CREATE TABLE testhash (?
? ? fname VARCHAR(50) NOT NULL,?
? ? lname VARCHAR(50) NOT NULL,?
? ? KEY USING HASH(fname)?
) ENGINE=MEMORY;
3. 二級映像功能和數(shù)據(jù)的獨立性
數(shù)據(jù)庫的3級模式是對數(shù)據(jù)的3個抽象級別闺骚。它使得用戶能夠邏輯地抽象地處理數(shù)據(jù)彩扔，而不必再去關(guān)心數(shù)據(jù)在計算機中的具體表示方式與存儲方式。實際上僻爽，為了能夠?qū)崿F(xiàn)在這3個抽象層次之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換虫碉，DBMS在這三級模式之間設(shè)計了兩層映像：
外模式/模式映像
模式/內(nèi)模式映像
這兩層映像保證了數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)能夠具有較高的邏輯獨立性和物理獨立性。
3.1 外模式/模式映像
由上可知：一個DB只有一個模式进泼，但可以有多個外模式蔗衡。
所以，對于每一個外模式乳绕，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都有一個外模式/模式映像绞惦，它定義了這個外模式與模式的對應(yīng)關(guān)系。外模式的描述中通常包含了這些映像的定義洋措。
當(dāng)模式改變時（增加新的關(guān)系济蝉、新的屬性、改變屬性的數(shù)據(jù)類型等）菠发，由數(shù)據(jù)庫管理員對各個外模式/模式映像作相應(yīng)的改變王滤，可以使得外模式保持不變。而又由于應(yīng)用程序應(yīng)該是依據(jù)外模式編寫的滓鸠，從而應(yīng)用程序不必修改雁乡，這就保證了數(shù)據(jù)與程序的邏輯獨立性。
總結(jié)：外模式/模式映像保證了當(dāng)模式改變時糜俗，外模式不用變 — 邏輯獨立性踱稍。
3.2 模式/內(nèi)模式映像
由上可知：一個DB只有一個模式，也只有一個內(nèi)模式悠抹，所有模式/內(nèi)模式映像是唯一的珠月，它定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)之間的對應(yīng)關(guān)系。
當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲結(jié)構(gòu)改變時（例如選用了另一個存儲結(jié)構(gòu)）楔敌，由數(shù)據(jù)庫管理員對模式/內(nèi)模式映像作出相應(yīng)的改變啤挎，可以使得模式保持不變，從而應(yīng)用程序也不必改變卵凑。這就保證了數(shù)據(jù)和程序的物理獨立性庆聘。
總結(jié)：模式/內(nèi)模式映像保證了當(dāng)內(nèi)模式改變時，模式不用變 — 物理獨立性勺卢。
TIPS
兩級映像只是在系統(tǒng)設(shè)計層面上掏觉，在每一個模式上保證了它底層模式（地基）的穩(wěn)定性。就如描述的那樣：模式變了外模式不用變值漫，內(nèi)模式變了模式不用變。
但是织盼，一定要記住兩級映像僅僅是也只能是在系統(tǒng)理論設(shè)計層面上的保證杨何，如果你應(yīng)用需求本身發(fā)生變化了那可能什么都需要改變酱塔。
