数据库二级映射

A. 如何理解数据库的三级模式二级映射

三级模式是对数据库的结构的三个抽象级别：外模式（用户模式）、模式（逻辑模式）、内模式（存储模式）；二级映象是在DBMS内部实现这三个抽象层次的联系和转换。

二级映象：外模式/模式映象：定义外模式与模式之间的对应关系。每一个外模式对应一个映像，映象定义（外模式与模式之间对应关系）包含在各自外模式的描述中即呈现给用户的视图中。用途是：保证数据逻辑独立性ex.模式变了，修改外模式/模式映象映像即可，不会影响应用程序。

模式/内模式映象：定义数据全局逻辑结构与储存结构的对应关系。一个数据库只有一个此映象。映象定义包含在模式描述中。

三级模式各模式解析

1、外模式：（一个应用只能对应一个外模式，一个外模式可对应多个应用）是对应用程序需要的数据的逻辑结构、特征的描述，以视图的方式呈现给应用程序使用者（用户）。外模式是模式的子集，且外模式之间可以有交叉的部分。

外模式的作用：简化了数据，用户可以只看自己想看的数据； 保障了数据库的安全性，不同的用户拥有的权限不一样，只能看到他有授权的部分。

2、模式：（一个数据库只有一个模式，模式是数据的逻辑结构）是对数据库中全体数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等）和特征的描述。

有着所有用户的公共数据视图，展示了有什么数据以及数据间的关系；提出了有关数据的安全性和完整性的要求，以确保用户可以安全地、有效地、正确地使用这个共享数据资源。

3、内模式：是数据库内部的表示：数据存储方式、索引组织方式、数据是否加密、是否压缩、存储记录结构的规定。

B. 什么是数据库的三级模式和二级映像它有什么优点

三级模式-两级映射属于层次型架构设计，保证数据库中数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

1、内模式：

内模式又称存储模式，对应于物理级，它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述，它描述了数据在存储介质上的存储方式及物理结构（顺序存储、按照B树结构存储还是按hash方法存储），对应着实际存储在外存储介质上的数据库。

① 一个数据库只有一个内模式；

② 一个表可能由多个文件组成，如：数据文件、索引文件。

2、概念模式：

模式又称概念模式或逻辑模式，对应于概念级。它是由数据库设计者综合所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图(全局视图)。

它是由数据库管理系统提供的数据模式描述语言(Data Description Language，DDL)来描述、定义的，体现、反映了数据库系统的整体观。

① 一个数据库只有一个模式；

② 是数据库数据在逻辑级上的视图；

③ 数据库模式以某一种数据模型为基础；

④ 定义模式时不仅要定义数据的逻辑结构（如数据记录由哪些数据项构成，数据项的名字、类型、取值范围等），而且要定义与数据有关的安全性、完整性要求，定义这些数据之间的联系。

3、外模式：

外模式又称子模式，对应于用户级。它是某个或某几个用户所看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。

用户可以通过外模式描述语言来描述、定义对应于用户的数据记录(外模式)，也可以利用数据操纵语言(Data Manipulation Language，DML)对这些数据记录进行处理。外模式反映了数据库的用户观（视图、查出数据的表）。

① 一个数据库可以有多个外模式；

② 外模式就是用户视图；

③ 外模式是保证数据安全性的一个有力措施。

4、外模式一模式映射：

定义和建立某个外模式与概念模式间的对应关系，将外模式与模式联系起来，当模式发生改变时，只要改变其映射，就可以使外模式保持不变，对应的应用程序也可保持不变

5、概念模式一内模式映射：

定义建立数据的逻辑结构(概念模式)与存储结构(内模式)间的对应关系，当数据的存储结构发生变化时，只需改变概念模式一内模式映射，就能保持概念模式不变，因此应用程序也可以保持不变。

优点：

通过外模式-模式映射和模式-内模式映射这两个映射保证了数据库系统中的数据具有较高的逻辑独立性和物理独立性。

(2)数据库二级映射扩展阅读：

基本知识

数据库(DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的。可共享的数据集合。

数据库系统（DBS）从广义上讲是由数据库、硬件、软件和人员组成，管理的对象是数据。

数据库管理系统（DBMS）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维和数据库。主要功能有数据定义、数据库操作、数据库运行管理、数据组织、存储和管理、数据库的建立与维护及其他功能。

DBMS通常分为三类：关系DBS，对象关系DBS，面向对象的DBS

数据库的结构与模式：

数据库结构的基础是数据模型，是用来描述数据的一组概念和定义。

数据模型的三要素：数据结构、数据操作、数据的约束条件

C. 数据库的三层模式、两种映射、事务处理是什么意思。

数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由模式、外模式和内模式三级构成的
数据库的二级映像功能与数据独立性 为了能够在内部实现数据库的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。
事务处理（TRANSACTION）是由一个或多个SQL语句序列结合在一起所形成的一个逻辑处理单元。事务处理中的每个语句都是完成整个任务的一部分工作，所有的语句组织在一起能够完成某一特定的任务。DBMS在对事务处理中的语句进行处理时，是按照下面的约定来进行的，这就是“事务处理中的所有语句被作为一个原子工作单位，所有的语句既可成功地被执行，也可以没有任何一个语句被执行”。DBMS负责完成这种约定，即使在事务处理中应用程序异常退出，或者是硬件出现故障等各种意外情况下，也是如此。在任何意外情况下，DBMS都负责确保在系统恢复正常后，数据库内容决不会出现“部分事务处理中的语句被执行完”的情况。

D. 数据库的三级模式和二级映像

一、数据库的三级模式：

1、模式

模式是由数据库设计者总和所有用户的数据，按照统一的观点构造的全局逻辑结构，是对数据库中全部数据的逻辑结构和特征的总体描述，是所有用户的公共数据视图。

2、外模式

外模式对应于用户级，它是某个或某几个用户看到的数据库的数据视图，是与某一应用有关的数据逻辑的表示。外模式是从模式导出的一个子集，包含模式中允许特定用户使用的那部分数据。

3、内模式

内模式对应于物理级，它是数据库中全部数据的内部表示或底层描述，是数据库最低一级的逻辑描述，它描述了数据在存储介质上存储方式的物理结构，对应着实际存储在外存储介质上的数据库。

二、数据库的二级映像：

数据库系统的三级模式是对数据的3个抽象，它把数据的具体组织留给DBMS管理，为了能够在内部实现着3个抽象层次的练习和转换，DBMS在这3个级别之间提供了两层映像：外模式/模式映像和模式/内模式映像。

1、外模式/模式映像使数据具有较高的逻辑独立性。它定义了外模式和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。

2、模式/内模式映像使数据具有较高的物理独立性。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。该映像定义通常包含在模式描述中。

(4)数据库二级映射扩展阅读：

数据库的三级模式和二级映像的特性：

1、中间模式（概念模式）相对稳定的反映数据的结构和属性关系，是DB的关键和中心，全局的逻辑结构，独立于其他层次，故设计DB模式结构时应先确定DB逻辑模式。

2、模式的实例是动态反映数据的时效性。定义模式时要考虑逻辑结构，还要考虑数据的联系，考虑数据的安全性完整性。

3、内模式独立于用户视图（外模式），依赖全局逻辑结构（模式），组织存储数据实现存储时提高空间和时间效率。

4、外模式特定应用程序是在外模式数据结构上编制的，依赖于外模式，独立于模式和内模式，不同的应用可以公用一个外模式。

5、二级映像保证DB外模式稳定性，是在底层保证应用程序稳定性，除非应用自身变化，否则不会修改。