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数据库系统的三级模式结构是指数据库系统是由外模式、模式和内模式三级构成，下图所示。
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模式也称逻辑模式，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。一个数据库只有一个模式，它是数据库系统模式结构的中间层，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、具体的开发工具及程序设计语言无关，它是数据库数据在逻辑级上的视图。数据库模式以某一种数据模型为基础，统一综合地考虑了所有用户的需求，并将这些需求有机地结合成一个逻辑整体。外模式也称子模式或用户模式，它是数据库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。外模式经常是模式的子集，当不同的用户在需求等方面要求不同的时候，其外模式描述是不同的。一个数据库可以有多个外模式，同一个外模式可以为某一用户的多个应用系统使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。内模式也称存储模式，它是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。
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为了在内部实现三级模式的联系和转换，数据库管理系统在这三级模式之间提供了两层映像：外模式／模式映像、模式／内模式映像。对于每一个外模式，数据库系统都有一个外模式／模式映像，定义该外模式与模式之间的对应关系，该映像通常包含在各自外模式的描述中。当模式改变时，数据库管理员对各个外模式／模式映像作相应改变，可以使外模式保持不变。由于应用程序是依据数据的外模式编写的，所以应用程序不需要修改，这就保证了数据与程序的逻辑独立性。由于数据库中模式和内模式都是唯一的，所以模式／内模式映像也是唯一的，它定义了数据库全局逻辑结构与存储结构之间的对应联系，该映像定义通常包含在模式描述中。当数据库的存储结构改变了，数据库管理员对模式／内模式作相应改变，则模式可以不变，从而应用程序也不必改变，这就保证了数据与程序的物理独立性。
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