模式/内模式映射：数据逻辑结构与存储结构之间的对应关系

Oracle的逻辑结构（2）_模式（Schema）是数据库用户创建的数据对象，如基表、视图、索引、存储过程、函数、触发器等逻辑数据库对象的总称。一个模式对应一个数据库用户，其模式对象逻辑上存储在表空间中，逻辑数据存储在一个或多个数据文件中。 索引是逻辑上和物理上独立于数据的，它们的建立或删除对表没有影响，所有应用可继续处理。索引是一种数据库对象，并不改变表的逻辑结构，而是在物理存储结构上增加一些辅助信息，以提高查询速度。

模式／内模式映象定义了数据库的全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。例如，它解释了逻辑记录和字段在内部如何表示。数据库中的模式／内模式映象是唯一的，并通常包含在模式描述中。

外模式／模式映象 定义外模式与模式之间的对应关系 外模式是指用户或应用程序与数据库交互的视图，模式则是数据库的逻辑结构。外模式／模式映象就是在这二者之间建立的一种对应关系，确保外部视图的数据保持一致性。 每一个外模式都对应一个外模式／模式映象 为了确保外模式中的数据能够正确映射到数据库的模式中，每个外模式都需要有一个对应的外模式／模式映象。 映象定义通常包含在各自外模式的描述中 映象的定义通常嵌入在每个外模式的描述中，以便在不同外模式之间切换时保持一致的数据库结构呈现。

内模式（续）：例如学生记录，如果按堆存储，则插入一条新记录总是放在学生记录存储的最后，如右图所示。这样的存储方式可能导致记录查找效率较低，因为每次插入都需要在现有记录的末尾进行操作，影响数据的检索速度。 在关系数据库中，内模式通常指的是数据库的物理存储结构，它直接影响数据的访问性能。堆存储虽然简单，但并不高效，尤其是在需要频繁检索或更新数据的情况下。因此，许多现代数据库采用其他更高效的存储结构，如B+树或哈希表，来优化数据存储和访问的效率。

在数据库领域，概念模式（也称为逻辑模式或模式）是指数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它是所有用户的公共数据描述，构成了数据库系统结构的中间层。概念模式通过模式定义语言进行表达。以关系数据库为例，这种模式定义了表头结构、属性的取值范围等内容。

外模式与模式映像概述 外模式 描述的是数据的局部逻辑结构，而 模式 则是数据的全局逻辑结构。在数据库中，同一个模式可以包含多个外模式，每个外模式都有其对应的外模式/模式映像。这种映像的作用在于建立数据局部逻辑结构与全局逻辑结构之间的映射关系。 外模式/模式映像的关键作用 当用户定义了一个外模式时，相应的外模式/模式映像也会随之定义。该映像的描述通常包含在各自的外模式定义中。比如，在现有记录类型间增加了新关系，或在某些记录类型中加入了新的数据项，数据库的总体逻辑结构发生变化，外模式/模式映像会随之调整，确保数据的局部逻辑结构保持不变。 保持数据与程序间的逻辑独立性 由于应用程序是基于数据的局部逻辑结构编写的，因此在局部结构不变的情况下，应用程序无需更改，从而实现了数据与程序之间的逻辑独立性。

数据库模式（Schema），又称逻辑模式，是数据库中描述全体数据逻辑结构和特征的方式。它是所有用户公共数据视图的综合，满足不同用户的需求。每个数据库只有一个模式，它作为数据库系统结构的中间层，与数据的物理存储细节和硬件环境无关，也与具体的应用程序、开发工具及高级程序设计语言无关。

当模式发生变化时，通过外模式/模式定义语句可以调整外模式/模式映射定义，从而保持外模式的稳定性。这种方式确保了数据与程序逻辑的独立性，是数据库设计中的重要策略。

定义关系模式可以形式化地表示为：tR（U，D，dom，F），其中tR是关系名，tU是组成该关系的属性名集合，tD是属性组U中属性所来自的域，tdom是属性向域的映射集合，tF是属性间的数据依赖关系集合。