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2023-10-28
数据库映像及独立性-信息系统与数据库技术
【摘要】：在数据库的三级模式结构中，数据库模式，即全局逻辑结构是数据库的中心与关键，它独立于数据库的其他层次。数据库的两级映像保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。数据库的三级模式和两级映像保证了数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。
数据库系统的三级模式是由模式、外模式和内模式三级构成，为了能够在内部实现这三个抽象层次的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像：
1）外模式／模式映像
模式描述的是数据的全局逻辑结构。同一个模式可以对应有任意多个外模式。对于每一个模式，数据库系统的库系统都提供了一个外模式／模式映像，它定义了该外模式与模式之间的对应关系。这些映像定义通常包含在各自外模式的描述中。
当模式改变时，可由数据库管理员对各个外模式／模式的映像做相应的改变，从而保持外模式不变。由于应用程序是依据数据的外模式编写的，因此应用程序就不必修改了，保证了数据与程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。
2）模式／内模式映像
数据库中只有一个模式，也只有一个内模式，所有模式／内模式映像是唯一的，它定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。当数据库的存储结构改变时（例如选用了另一种存储结构），为了保持模式不变及应用程序保持不变，可由数据库管理员对模式／内模式映像做相应改变。这样，就保证了数据与程序的物理独立性，简称数据的物理独立性。(www.chuimin.cn)
在数据库的三级模式结构中，数据库模式，即全局逻辑结构是数据库的中心与关键，它独立于数据库的其他层次。因此设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式。
数据库的内模式依赖于它的全局逻辑结构，但独立于数据库用户视图即外模式，也独立于具体的存储设备。它是将全局逻辑结构中所定义的数据结构及其联系按照一定的物理存储策略进行组织，以达到较好的时间与空间效率。
数据库的外模式面向具体的应用程序，它定义在逻辑模式之上，但独立于存储模式和存储设备。当用户需求发生较大变化，相应外模式不能满足其视图要求时，该外模式就要做相应的改动，所以设计外模式时应充分考虑应用的扩充性。
特定的应用程序是在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立。不同的应用程序有时可以共用同一个外模式。数据库的两级映像保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。
数据库的三级模式和两级映像保证了数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。另外，由于数据的存取由DBMS管理，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改量。
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