数据库三大管理模式，数据库:数据库的三级模式结构

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一、数据库三大管理模式

数据库三大管理模式是指关系型数据库管理系统（RDBMS）、文档存储系统和键值存储系统。以下是关于这三种数据库管理模式的重点：

1.关系型数据库管理系统（RDBMS）：

RDBMS是一种基于关系模型的数据库管理系统，它将数据组织成表格的形式，每个表格包含行和列。这种模式适用于需要结构化查询和事务处理的应用程序。

2.文档存储系统：

文档存储系统将数据存储为半结构化的文档，如JSON或XML文件。它适用于需要灵活的数据模型和复杂的查询需求的应用程序，例如内容管理系统和社交媒体平台。

3.键值存储系统：

键值存储系统将数据存储为键值对的形式，其中键是独特的标识符，值是与之关联的数据。这种模式适用于需要快速访问和高并发性的应用程序，如缓存和分布式存储系统。

以上三种数据库管理模式各有优缺点，适用于不同的应用场景。关系型数据库管理系统适合处理结构化数据和复杂查询，文档存储系统适用于半结构化数据的灵活查询，而键值存储系统则适用于快速访问和高并发性的需求。

在选择数据库管理模式时，需要考虑数据的特性和应用程序的需求。如果数据具有明确的结构和固定的表结构，且需要进行复杂查询和事务处理，那么关系型数据库管理系统可能是一个合适的选择。如果数据是半结构化的，或者需要灵活的数据模型和复杂的查询需求，那么文档存储系统可能更适合。如果需要快速访问和高并发性，或者数据没有固定的结构，那么键值存储系统可能是一个不错的选择。

二、数据库系统通常采用什么级模式结构

数据库系统通常采用三级模式结构，分别是外模式（外部模式/视图）、概念模式（逻辑模式）和内模式（物理模式）。

1、外模式（外部模式/视图）：外模式是用户对数据库的可见部分，包括用户能够看到和访问的数据和操作。每个用户可以定义自己的外模式，根据自己的需求和访问权限，指定自己可见的数据和操作。外模式提供了对用户友好的接口，方便用户灵活地访问和操作数据库。

2、概念模式（逻辑模式）：概念模式是数据库的全局逻辑结构和组织方式的描述。它定义了数据库中的实体、关系、约束等。概念模式独立于具体用户，并且提供了对整个数据库的抽象视图。概念模式通常由数据库管理员（DBA）设计和管理，以满足整个组织或应用系统的需求。

3、内模式（物理模式）：内模式是数据库在物理存储层面的组织方式和结构描述。它定义了数据在磁盘上的存储方式、数据块和文件的组织结构等。内模式通常由数据库管理系统（DBMS）根据概念模式的要求自动创建和管理，对用户来说是不可见的。

通过三级模式结构，数据库系统可以实现数据的高度抽象和模块化，提高了用户和应用程序对数据库的访问便捷性和灵活性，同时还提供了对数据库的安全性和完整性的保护机制。除了三级模式结构，数据库系统还可以采用其他模式结构，例如：

1、ANSI/SPARC模式：也称为三级模式，与三层模式结构类似，包括外模式、概念模式和内模式。这种模式结构是数据库系统设计的经典模型，广泛应用于许多主流关系型数据库管理系统（RDBMS）。

2、主从模式（Master-Slave）：这种模式结构主要用于数据库复制和数据备份。主数据库用于写操作和主要查询操作，而从数据库则用于读操作和备份。

3、分布式模式：分布式数据库系统将数据分布在不同的物理节点上，形成一个逻辑上统一的数据库系统。其中，每个节点可以具有独立的数据存储和处理能力。

4、对等模式（Peer-to-Peer）：对等数据库系统中，每个节点都具有相同的权利和能力，它们可以相互通信、交换数据，共同完成数据库操作。这种模式结构通常用于构建分布式数据库或对等数据库网络。

5、元数据架构：元数据是描述数据的数据，元数据架构用于定义和组织元数据的结构和关系。它通常包括数据字典、数据目录、数据描述语言等。

需要根据不同的应用和需求选择合适的模式结构。其中，三级模式结构是最常见和广泛使用的模式之一，适用于大多数数据库系统的设计和开发。其他模式结构则根据具体情况和需求进行选择和应用。

数据库系统使用三级模式的注意事项

一、合理设计和规划外模式

1、确保外模式能够满足用户的需求，并提供易于使用和理解的接口。

2、避免冗余和重复定义的外模式，以减少开发和维护工作量。

3、控制用户权限，确保用户只能访问他们需要的数据和操作，保护数据的安全性和隐私。

二、良好的概念模式设计

1、确保概念模式能够准确地表示和描述组织或应用系统的数据需求。

2、建立适当的实体、关系、约束等，以确保数据库结构的完整性、一致性和准确性。

3、考虑数据的标准化和范式化，以消除冗余和提高数据存储效率。

三、优化内模式和物理存储

1、在设计内模式时，考虑数据的存储和访问性能。选择适当的存储结构、数据索引和分区策略。

2、学会利用性能调优技术，如数据库索引优化、查询优化等，以提高数据库的响应速度和效率。

3、定期进行数据库维护和性能监控，检查数据文件大小、磁盘空间等，及时优化和调整数据库的存储结构。

数据库：数据库的三级模式结构

数据库系统内部的结构划分为外模式（也称为用户模式或子模式）、模式（也称为概念模式或逻辑模式）和内模式（也称为存储模式）三个抽象结构，同时在三个模式中间提供二级映像功能。这些结构的划分反映了看待数据库的三个角度。

广义地讲：

外模式是面向每一类用户的信息需求而设计，是数据的外部视图，外模式可以有多个。

模式是面向全体用户的信息需求而设计的，在一个数据库应用中，所有的信息作为一个整体考虑，因此模式只有一个，它是数据在概念层的视图。

内模式描述的是数据的物理存储，它是数据的内部视图。

二、模式映像功能与数据独立性

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a在三个模式之间提供了两层映像。

外模式/模式映像

模式/内模式映像

在数据库的三级模式结构中，逻辑模式是数据库的中心与关键，它独立于数据库的其他层次。设计数据库时也是首先设计数据库的逻辑模式。

数据库的内模式依赖于数据库的全局逻辑结构，但独立于数据库的用户视图，也就是外模式，也独立于具体的存储结构。内模式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。当应用需求发生较大变化，相应的外模式不能满足用户的要求时，就需要调整外模式定义，以满足新的要求。

原则上，应用程序都是在外模式描述的数据结构上编写的，而且它应该只依赖于数据库的外模式，并与数据库的模式和存储结构独立（但目前很多应用程序都是直接针对模式进行编写的）。不同的应用程序有时可以共用同一个外模式。数据库管理系统提供的两级映像功能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来。另外，由于数据的存取由DBMS负责管理和实施，因此，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序的编写，减少了对应用程序的维护和修改工作。

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