數據抽象有多少級別

❶ 什麼是資料庫系統的體系結構

三級結構的組織形式稱為資料庫的體系結構或數據抽象的三個級別。這個結構是於1975年在美國ANSI/X3/SPARC（美國國家標准協會的計算機與信息處理委員會中的標准計劃與需求委員會）資料庫小組的報告中提出的。

1.1.4.1三級數據視圖
數據抽象的三個級別又稱為三級數據視圖，是不同層次用戶（人員）從不同角度所看到的數據組織形式。
(1) 外部視圖 第一層的數據組織形式是面向應用的，是應用程序員開發應用程序時所使用的數據組織形式，是應用程序員所看到的數據的邏輯結構，是用戶數據視圖，稱為外部視圖。外部視圖可有多個。這一層的最大特點是以各類用戶的需求為出發點，構造滿足其需求的最佳邏輯結構。
(2) 全局視圖 第二層的數據組織形式是面向全局應用的，是全局數據的組織形式，是資料庫管理人員所看到的全體數據的邏輯組織形式，稱為全局視圖，全局視圖僅有一個。這一層的特點是對全局應用最佳的邏輯結構形式。
(3) 存儲視圖第三層的數據組織形式是面向存儲的，是按照物理存儲最優的策略所組織形式，是系統維護人員所看到的數據結構，稱為存儲視圖。存儲視圖只有一個。這一層的特點是物理存儲最佳的結構形式。
外部視圖是全局視圖的邏輯子集，全局視圖是外部視圖的邏輯匯總和綜合，存儲視圖是全局視圖的具體實現。三級視圖之間的聯系由二級映射實現。外部視圖和全局視圖之間的映射稱為邏輯映射，全局視圖和存儲視圖之間的映射稱為物理映射。

1.1.4.2 三級模式
三級視圖是用圖、表等形式描述的，具有簡單、直觀的優點。但是，這種形式目前還不能被計算機直接識別。為了在計算機系統中實現數據的三級組織形式，必須用計算機可以識別的語言對其進行描述。DBMS提供了這種數據描述語言（Data Description Language 簡記為DDL）。我們稱用DDL精確定義數據視圖的程序為模式（Scheme）。與三級視圖對應的是三級模式。
（1） 子模式 定義外部視圖的模式稱外模式，也稱子模式。它由對用戶數據文件的邏輯結構描述以及和全局視圖中文件的對應關系的描述組成，用DBMS提供的子模式DDL定義。一個子模式可以由多個用戶共享，而一個用戶只能使用一個子模式。
（2） 模式 定義全局視圖的模式稱邏輯模式，簡稱模式。它由對全局視圖中全體數據文件的邏輯結構描述以及和存儲視圖中文件的對應關系的描述組成，用DBMS提供的模式DDL定義。邏輯結構的描述包括記錄的型（組成記錄的數據項名、類型、取值范圍等），還有記錄之間的聯系，數據的完整性、安全保密要求等。
（3） 內模式 定義存儲視圖的模式稱內模式，又稱物理模式。它由對存儲視圖中全體數據文件的存儲結構的描述和對存儲介質參數的描述組成，用DBMS提供的內模式DDL定義。存儲結構的描述包括記錄值的存儲方式（順序存儲、hash方法、B樹結構等），索引的組織方式等。
三級模式的結構如圖1.8所示。
三級模式所描述的僅僅是數據的組織框架，而不是數據本身。在內模式這個框架填上具體數據就構成物理資料庫，它是外部存儲器上真實存在的數據集合。模式框架下的數據集合是概念資料庫，它僅是物理資料庫的邏輯映像。子模式框架下的數據集合是用戶資料庫，它是概念資料庫的邏輯子集。

❷ 如何理解資料庫的三級模式二級映射

三級模式是對資料庫的結構的三個抽象級別：外模式（用戶模式）、模式（邏輯模式）、內模式（存儲模式）；二級映象是在DBMS內部實現這三個抽象層次的聯系和轉換。

二級映象：外模式/模式映象：定義外模式與模式之間的對應關系。每一個外模式對應一個映像，映象定義（外模式與模式之間對應關系）包含在各自外模式的描述中即呈現給用戶的視圖中。用途是：保證數據邏輯獨立性ex.模式變了，修改外模式/模式映象映像即可，不會影響應用程序。

模式/內模式映象：定義數據全局邏輯結構與儲存結構的對應關系。一個資料庫只有一個此映象。映象定義包含在模式描述中。

三級模式各模式解析

1、外模式：（一個應用只能對應一個外模式，一個外模式可對應多個應用）是對應用程序需要的數據的邏輯結構、特徵的描述，以視圖的方式呈現給應用程序使用者（用戶）。外模式是模式的子集，且外模式之間可以有交叉的部分。

外模式的作用：簡化了數據，用戶可以只看自己想看的數據； 保障了資料庫的安全性，不同的用戶擁有的許可權不一樣，只能看到他有授權的部分。

2、模式：（一個資料庫只有一個模式，模式是數據的邏輯結構）是對資料庫中全體數據的邏輯結構（數據項的名字、類型、取值范圍等）和特徵的描述。

有著所有用戶的公共數據視圖，展示了有什麼數據以及數據間的關系；提出了有關數據的安全性和完整性的要求，以確保用戶可以安全地、有效地、正確地使用這個共享數據資源。

3、內模式：是資料庫內部的表示：數據存儲方式、索引組織方式、數據是否加密、是否壓縮、存儲記錄結構的規定。

❸ 資料庫的三級模式和二級映像

一、資料庫的三級模式：

1、模式

模式是由資料庫設計者總和所慧搜有用戶的數據，按照統一的觀點構造的全局邏輯結構，是對資料庫中全部數據的邏輯結構和特徵的總體描述，是所有用戶的公共數據視圖。

2、外模式

外模式對應於用戶級，它是某個或某幾個用戶看到的資料庫的數據視圖，是與某一應用有關的數據邏輯的表示。外模式是從模式導出的一個子集，包含模式中允許特定用戶使用的那部分數據。

3、內模式

內模式對應於物理級，它是資料庫中全部數據的內部表示或底層描述，是資料庫最低一級的邏輯描述，它描述了數據在存儲介質上存儲方式的物理結構，對應著實際存儲在外存儲介質上的資料庫。

二、資料庫的二級映像：

資料庫系統的三級模式是對數據的3個抽象，它把數據的具體組織留給DBMS管理，為了能夠在內部實現著3個抽象層次的練習和轉換，DBMS在這3個級別之間提供了兩層映像：外模式/模式映像和模式/內模衫羨式映像。

1、外模式/模式映像使數據具有較高的邏輯獨立性。它定義了外模式和模式之間的對應關系。這些映像定義通常包含在各自外模式的描述。

2、模式/內模式映像使數據具有較高的物理獨立性。它定義了資料庫全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。該映像定義通常包含在模式描述中。

(3)數據抽象有多少級別擴展閱讀：

資料庫的三級模式和二級映像的特性：

1、中間模式（概念模式）相對穩定的反映數據的結構和屬性關系，是DB的關鍵和中心，全局的邏輯結構，獨立於其他層次，故設計DB模式結構時應先確定DB邏輯模式。

2、模式的實例是動態反映數據的時效性。定義模式時要考慮邏輯結構，還要考慮數據的聯系，考慮數據的安全性完整性。

3、內模式獨立於用戶視圖（外模式），依賴全局邏輯結構（模式），組織存儲數據實現存儲時提高空間和時間效率。

4、外模式特定應用程序是在外模式數據結構上編制的，依賴於外模式，獨立於模式和內模式，不同的應用可以公用一個外模式。

5、二級映像保證DB外模式穩定性，是在底層保證應用程序穩定性，除非應用自身變化，否則不會修改。

❹ 資料庫的三級模式和二級映像

一、資料庫系統的三級模式：外模式、模式、內模式。

1、模式（邏輯模式、概念模式）：實際上是資料庫數據在邏輯級上的視圖。描述的是全局邏輯結構。一個資料庫只要一個模式。模式是資料庫的中心與關鍵，它獨立與其他層次。設計資料庫模式結構時應首先確定資料庫的邏輯模式。DBMS提供模式描述性語言來嚴格定義模式。

2、外模式（子模式、用戶模式）：資料庫用戶能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特徵，是資料庫用戶的數據視圖。描述的是局部邏輯結構。是模式的一個子集。一個資料庫可以有多個資料庫內模式。每個用戶只能看見和訪問對應的外模式中的數據，資料庫中的其餘數據是不可見的。

是保證資料庫安全性的有力措施。同一外模式也可以為用戶的多個應用程序使用，但一個應用程序只能使用一個外模式。它定義在邏輯模式之上，但獨立於存儲模式和存儲設備。當應用需求發生較大變化，相應外模式不能滿足其視圖要求，該外模式就應該做出相應的改變。

設計外模式的時候應充分考慮到應用的擴展性。DBMS提供子模式描述性語言來嚴格定義子模式。

3、內模式（存儲模式）：一個資料庫只有一個內模式。它是數據物理結構和存儲方式哪臘慧的描述，是資料庫內部的表示方法。比如記錄什麼存儲方法存儲，索引按照什麼方式組織。數據是否壓縮存儲，是否加密。資料庫存儲記錄結構有何規定。

它依賴於全局邏輯結構，但獨立於資料庫的用戶視圖和存儲設備。它將全局邏輯結構中所定義的數據結構及其聯系按照一定的物理存儲策略進行組織，以實現達到較好的時間與空間效率的目的。DBMS提供內模式描述性語言來嚴格定義內模式。

二、二級映像：

1、外模式/模式映像：資料庫系統都有一個外模式/模式映像。它定義了該外模式與模式之間的對應關系。這些映像通常包含在各自外模式的描述中。

當模式改變時（增加新的關系、新的屬性、改變屬性李答的數據類型），需要資料庫管理員對各個外模式/模式的映像做相應改變，也可以是外模式保持不變。應用程式是依據數據的外模式編寫的。因此應用程序也不必修改，這保證了數據與程序的邏輯獨立性，簡稱數據的邏輯獨立性。

2、模式/內模式映像：模式/內模式映像是唯一的，它定義了數據全局邏輯結構與存儲結構之間的對應關系。比如說明邏輯記錄和欄位在內部是如何表示。

該映像定義通常包含在模式描述中。當資料庫的存儲結構改變時，由資料庫管理員對模式/內模式映像做相應改變。可以使模式保持不變，因此應用程序也不必改變，這就保證了數據與程序的物理獨立性，簡稱數據的物理獨立性。

(4)數據抽象有多少級別擴展閱讀：

資料庫的三級模式是資料庫在三個級別 (層次)上的抽象，使用戶局爛能夠邏輯地、抽象地處理數據而不必關心數據在計算機中的物理表示和存儲。

實際上 ，對於一個資料庫系統而言一有物理級資料庫是客觀存在的，它是進行資料庫操作的基礎，概念級資料庫中不過是物理資料庫的一種邏輯的、抽象的描述(即模式)，用戶級資料庫則是用戶與資料庫的介面，它是概念級資料庫的一個子集(外模式)。

用戶應用程序根據外模式進行數據操作，通過外模式一模式映射，定義和建立某個外模式與模式間的對應關系，將外模式與模式聯系起來，當模式發生改變時，只要改變其映射，就可以使外模式保持不變，對應的應用程序也可保持不變；

另一方面，通過模式一內模式映射，定義建立數據的邏輯結構(模式)與存儲結構(內模式)間的對應關系，當數據的存儲結構發生變化時，只需改變模式一內模式映射，就能保持模式不變，因此應用程序也可以保持不變。