人們為資料庫設計了一個嚴謹的體系結構，資料庫領域公認的標準結構是三級模式結構，它包括外模式、概念模式、內模式，有效地組織、管理數據，提高了資料庫的邏輯獨立性和物理獨立性。用戶級對應外模式，概念級對應概念模式，物理級對應內模式，使不同級別的用戶對資料庫形成不同的視圖。所謂視圖，就是指觀察、認識和理解數據的範圍、角度和方法，是資料庫在用戶“眼中"的反映，很顯然，不同層次（級別）用戶所“看到”的資料庫是不相同的。
基本介紹
- 中文名：資料庫系統三級結構
- 外文名：Tertiary structure database system
- 類型：體系結構
- 抽象級：用戶級、概念級、物理級
- 提出時間：1975年
- 三級模式：外模式、概念模式、內模式
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概述
資料庫技術中採用分級的方法，將資料庫的結構劃分為多個層次。最著名的是美國ANSI/SPARC資料庫系統研究組1975年提出的三級劃分法。
資料庫系統劃分為3個抽象級：用戶級、概念級、物理級。
用戶級資料庫
用戶級資料庫對應於外模式，是最接近於用戶的一級資料庫，是用戶看到和使用的資料庫，又稱為用戶視圖。用戶級資料庫主要由外部記錄組成，不同用戶視圖可以互相重疊，用戶的所有操作都是針對用戶視圖進行的。
概念級資料庫
概念級資料庫對應於概念模式，介於用戶級和物理級之間，是所有用戶視圖的最小並集，是資料庫管理員看到和使用的資料庫，又稱為DBA視圖。概念級資料庫由概念記錄組成，一個資料庫可有多個不同的用戶視圖，每個用戶視圖由資料庫某一部分的抽象表示所組成。一個資料庫套用系統只存在一個DBA視圖，它把資料庫作為一個整體的抽象表示。概念級模式把用戶視圖有機地結合成一個整體，綜合平衡考慮所有用戶要求，實現數據的一致性、最大限度地降低數據冗餘度、準確地反映數據間的聯繫。
物理級資料庫
物理級資料庫對應於內模式，是資料庫的低層表示，它描述數據的實際存儲組織，又稱內部視圖。物理級資料庫由內部記錄組成，物理級資料庫並不是真正的物理存儲，而是最接近於物理存儲的一個抽象級。
三級模式
概念模式
概念模式(模式、邏輯模式)用以描述整個資料庫中資料庫的邏輯結構，描述現實世界中的實體及其性質與聯繫，定義記錄、數據項、數據的完整性約束條件及記錄之間的聯繫，是數據項值的框架。
資料庫系統概念模式通常還包含有訪問控制、保密定義、完整性檢查等方面的內容，以及概念/物理之間的映射。
概念模式是資料庫中全體數據的邏輯結構和特徵的描述，是所有用戶的公共數據視圖。一個資料庫只有一個概念模式。
外模式
外模式(子模式、用戶模式)用以描述用戶看到或使用的那部分數據的邏輯結構，用戶根據外模式用數據操作語句或用應用程式運算元據庫中的數據。外模式主要描述組成用戶視圖的各個記錄的組成，相互關係、數據項的特徵、數據的安全性和完整性約束條件。
外模式是資料庫用戶(包括程式設計師和最終用戶)能夠看見和使用的局部數據的邏輯結構和特徵的描述，是資料庫用戶的數據視圖，是與某一套用有關的數據的邏輯表示。一個資料庫可以有多個外模式。一個應用程式只能使用一個外模式。
內模式
內模式是整個資料庫的最底層表示，不同於物理層，它假設外存是一個無限的線性地址空間。內模式定義的是存儲記錄的類型．存儲域的表示、存儲記錄的物理順序，指引元、索引和存儲路徑等數據的存儲組織。
內模式是數據物理結構和存儲方式的描述，是數據在資料庫內部的表示方式。一個資料庫只有一個內模式。
三級模式的關係
(1)模式是資料庫的中心與關鍵。
(2)內模式依賴於模式，獨立於外模式和存儲設備。
(3)外模式面向具體的套用，獨立於內模式和存儲設備。
(4)應用程式依賴於外模式，獨立於模式和內模式。
