数据库的三种模式不包括什么

数据库模式是数据库系统中用于描述数据结构和数据之间关系的一种抽象表示。它为数据库的设计、开发和管理提供了重要的基础。数据库的三种模式分别是外模式、模式和内模式，它们共同构成了数据库系统的三级模式结构，这种结构有助于实现数据的独立性和管理的高效性。理解这三种模式对于数据库专业人员至关重要，同时明确不包含在这三种模式中的内容也能加深对数据库模式概念的准确把握。接下来我们将详细探讨数据库三种模式的内涵以及不包括的内容。

外模式：用户视角的数据库呈现

外模式是数据库用户（包括应用程序员和最终用户）能够看见和使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，是数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。它通常是模式的子集。不同的用户因为需求不同，所以会有不同的外模式。例如，在一个企业的员工管理系统中，人力资源部门的员工可能关注员工的基本信息、考勤记录和薪资情况等，这些数据构成了他们的外模式；而财务部门的员工则更关心员工的薪资明细、奖金发放等，这又是另一种外模式。外模式通过视图机制来实现，视图是从一个或多个基本表（或视图）导出的表，它是一种虚表，只存放视图的定义，而不存放视图对应的数据。外模式使得用户能够按照自己的需求来访问和操作数据库中的数据，提高了数据的安全性和易用性。

外模式主要聚焦于用户与数据库交互的层面，它不包括数据库的物理存储细节。数据库的物理存储涉及到数据在磁盘、磁带等存储介质上的实际存储方式，如数据块的大小、存储位置的分配等，这些对于普通用户来说是透明的，用户无需关心数据是如何在物理层面存储的，他们只需要通过外模式获取到符合自己需求的数据即可。此外，外模式也不包括数据库内部的系统级信息，例如数据库的事务管理机制、并发控制机制等。这些系统级信息是为了保证数据库的正常运行和数据的一致性、完整性而存在的，与用户直接看到和使用的数据视图没有直接关系。

模式：数据库的核心逻辑结构

模式也称为概念模式或逻辑模式，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，是所有用户的公共数据视图。它处于数据库系统的中间层，既不涉及数据的物理存储细节，也不涉及用户的具体应用。模式定义了数据库中数据的基本结构，包括数据的类型、关系以及完整性约束等。例如，在一个学生管理数据库中，模式会定义学生表、课程表以及它们之间的关联关系，如学生可以选修多门课程，一门课程可以有多个学生选修。同时，模式还会规定数据的完整性约束，比如学生的学号必须唯一，课程的学分必须在一定范围内等。

模式主要关注的是数据库的整体逻辑结构，它不包括特定用户的个性化需求。每个用户可能因为自身业务的不同而有不同的需求，这些个性化需求会在外模式中体现，而模式是一个通用的、面向全体用户的逻辑结构描述。例如，有的用户可能希望在查询学生信息时按照成绩排名，而有的用户可能更关注学生的籍贯信息，这些个性化的查询需求不属于模式的范畴。另外，模式也不包括数据库的访问控制策略。访问控制策略是用于决定哪些用户能够访问数据库中的哪些数据以及以何种方式访问的规则，它主要是为了保障数据的安全性，与数据库的核心逻辑结构描述并无直接关联。

内模式：数据库的物理存储架构

内模式也称为存储模式，它是数据在数据库系统内部的表示，即对数据的物理结构和存储方式的描述。内模式规定了数据在存储介质上的存储组织方式，例如数据是按照顺序存储、索引存储还是散列存储等。它还涉及到数据存储的物理设备，如磁盘的分配、缓冲区的管理等。例如，在一个大型的企业数据库中，为了提高数据的访问速度，可能会将经常访问的数据存储在高速磁盘上，而将一些历史数据存储在低速磁盘上。内模式的设计直接影响到数据库的性能和存储效率。

内模式主要围绕数据的物理存储展开，它不包括数据的逻辑关系描述。数据的逻辑关系，如实体之间的关联、数据的层次结构等，是在模式中进行定义的。内模式只关心数据如何在物理层面进行存储和管理，而不关心数据之间的逻辑联系。例如，在存储学生和课程的数据时，内模式只关注如何将学生和课程的数据存储在磁盘上，而不关心学生和课程之间的选修关系是如何定义的。此外，内模式也不包括用户对数据的操作接口。用户对数据的操作接口，如SQL语句、应用程序接口等，是为了方便用户与数据库进行交互，它们属于外模式和应用程序层面的内容，与数据的物理存储架构没有直接关系。

数据库的三种模式各自承担着不同的职责，外模式关注用户视角的数据呈现，模式定义数据库的核心逻辑结构，内模式负责数据的物理存储架构。而不包含在这三种模式中的内容，如物理存储细节与用户个性化需求、访问控制策略以及逻辑关系描述与操作接口等，也从侧面进一步明确了三种模式的边界和功能。准确理解数据库三种模式以及不包括的内容，对于数据库的设计、开发、维护和优化都具有重要意义，能够帮助数据库专业人员更好地构建高效、安全、易用的数据库系统。

FAQ常见问题解答

1.数据库三种模式之间是如何相互关联的？

外模式基于模式构建，是模式的子集，它根据不同用户的需求从模式中选取部分数据进行呈现。模式则是内模式的逻辑抽象，它不依赖于具体的物理存储方式，但内模式要根据模式的定义来合理组织数据的物理存储。通过这种关联，实现了数据的逻辑独立性和物理独立性，使得数据库系统在面对用户需求变化和物理存储环境变化时能够保持相对稳定。

2.改变内模式会对模式和外模式产生什么影响？

改变内模式通常不会直接影响模式，因为模式是独立于物理存储的逻辑结构描述。只要内模式的改变没有影响到数据的逻辑关系和结构，模式就可以保持不变。对于外模式来说，如果内模式的改变没有导致模式的变化，一般也不会对外模式产生影响。但如果内模式的改变导致了数据访问性能的大幅变化，可能需要对外模式中的视图等进行调整，以保证用户能够正常高效地访问数据。

3.为什么要区分数据库的三种模式？

区分数据库的三种模式主要有以下几个原因。首先，提高数据的独立性，使得数据的逻辑结构和物理结构的变化不会相互影响，降低系统的维护成本。其次，增强数据的安全性，不同的用户通过外模式访问数据，只能看到和操作自己权限范围内的数据。最后，便于数据库的设计和管理，不同的模式由不同的人员负责，如数据库管理员负责模式和内模式的设计与维护，应用开发人员负责外模式的设计，提高了工作效率和专业性。

相关引用参考来源

1.《数据库系统概论》（第5版），王珊、萨师煊 编著
2.《数据库原理与应用教程》，陈志泊、王春玲 主编
3.《数据库技术及应用》，李雁翎 主编