数据库三级模式

数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、模式和内模式，有效地组织、管理数据，提高了数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式，概念级对应模式，物理级对应内模式，使不同级别的用户对数据库形成不同的视图。所谓视图，就是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中"的反映，很显然，不同层次（级别）用户所“看到”的数据库是不相同的。

　　　　来着百度百科的图片：

 详细理解：

1、模式

2、外模式

3、内模式

　　　　从上图中可以看到用户应用视图根据外模式进行数据操作，通过外模式一模式映射，定义和建立某个外模式与模式间的对应关系，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；

         另一方面，通过模式一内模式映射，定义建立数据的逻辑结构(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，只需改变模式一内模式映射，就能保持模式不变，因此应用程序也可以保持不变。

        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。

当数据库模式发生变化时，例如关系数据库系统中增加新的关系、改变关系的属性数据类型等，可以调整外模式/模式间的映像关系，保证面向用户的各个外模式不变。应用程序是依据数据的外模式编写的，从而应用程序不必修改，保证了数据与应用程序的逻辑独立性，简称数据的逻辑独立性。      
      当数据库中数据物理存储结构改变时，即内模式发生变化，例如定义和选用了另一种存储结构，可以调整模式/内模式映像关系，保持数据库模式不变，从而使数据库系统的外模式和各个应用程序不必随之改变。这样就保证了数据库中数据与应用程序间的物理独立性，简称数据的物理独立性。

数据库—模式的分解｜的理解

1.为什么要研究数据库关系模式的分解？

答：因为现有的模式可能会存在一些数据增删改的弊端，比如说：数据冗余太大，更新异常，插入异常，删除异常。因此为了完善数据库的增删改查的功能，需要寻找一种等价的关系模式，使得以上弊端得以解决。

2.如何实现关系模式的分解？

答：以上的这种等价关系需要满足两个条件：1》保持无损连接性。A.解释：在分解之后，n个分解关系通过自然连接（自然连接是在等值连接的基础上去掉相同的列，如果自然连接中找不到等值信息那么自然连接就等价于笛卡尔积）形成的二维表和没分解之前关系的二维表是等价的（元组没有增加也没有减少），则称这种分解形成的关系模式保持无损连接性；B.如何判断无损连接性：对于分解为多个关系模式的方法如列1（适用于所有情况），对于只分解为二个关系模式的还可以使用列2的方法；

例1：已知R，U={ A, B, C, D, E }，F={AB→C , D→E, C→D}，R的一个分解ρ={R1(A,B,C),R2(C,D),R3(D,E)}。判定分解ρ是否为无损连接的分解。

解： (1) 构造初始表：

---------》

关系模式R的一个分解 ρ ={ R11,F1>，R22,F2>}如果U1∩U2 → U1－U2属于F+的子集或 U1∩U2 → U2－U1属于F+的子集 ，那么ρ具有无损连接性。

此定理可用于一分为二的模式分解无损连接性的判定

例2：学生关系S( Sno, Sname, Ssex, Dept, DeptManager )分解为 S(Sno, Sname, Ssex, Sdept) 和D(Dept, DeptManager),D∩S= Dept ,D－S= DeptManager, Dept→DeptManager为原关系中的函数依赖，此分解为无损连接的分解。

2》保持函数依赖性。解释：若分解之后的关系模式中仍然存在和没分解之前属性的函数依赖关系则称保持分解的函数依赖性。列如在分解之前存在Sno->Mname而分解之后不存在该依赖关系，则称失去了分解的“保持函数依赖性”！

总结：关系模式的分解又称为关系模式的规范化过程，而这种规范化是建立在1NF，2NF，3NF，BCNF，4NF基础之上的；分解过程中要尽量保持无损连接性和函数依赖性，但也并非是规范化程度越高，分解的模式就越好，而必须结合应用环境和现实世界的具体情况合理的选择数据库模式。（列如：世界上最安全的飞机波音777它所使用的材料也并非是世界上最先进的材料和最昂贵的材料，而是结合现实环境合理的选择适合的材料）。那么如何合理的选择数据库的模式呢？--------这需要更多的实际设计经验和更多的知识水平。

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