根據 ANSI (American National Standards Institute) 的 Standards Planning and Requirements Committee (SPARC) 對於資料庫資料抽象程度的定義，資料模式 (model) 是用來描述和管理資料的抽象層次，目的是簡化資料庫設計和操作，並確保資料的一致性和完整性。這種架構通常被稱為三層架構 (Three-Schema Architecture)，分為三個主要層次：外部層、概念層和內部層。
三層架構的目的
- 資料抽象：提供不同層次的資料抽象，使得使用者和應用程序能夠以簡化的方式查看和操作資料，而不需要關注其實際的存儲細節。
- 獨立性：確保資料的邏輯結構與物理存儲的獨立性，允許對資料結構的修改不影響應用程序，反之亦然。
- 資料整合：提供統一的資料表示方式，支持多個視圖和資料整合，滿足不同使用者和應用的需求。
- 資料安全性：通過不同的抽象層次，實現對資料的存取控制，保護資料的安全和隱私。
三層架構的內容
1. 外部層 (External Level)
- 定義：外部層是資料庫中最上層，描述了不同使用者或應用程序對資料的視圖。
- 目的：提供個性化的資料視圖，使不同使用者能夠以最適合其需求的方式訪問資料。
- 特點：
- 每個使用者可以有多個外部模式 (External Schema)。
- 提供資料的子集或不同的表示方式，而不影響資料的存儲結構。
- 保護敏感資料，通過控制使用者能看到的資料範圍和格式來實現資料安全。
2. 概念層 (Conceptual Level)
- 定義：概念層是資料庫的中間層，描述了資料庫的邏輯結構和整體視圖。
- 目的：提供一個統一的資料表示方式，使得所有使用者和應用程序能夠在一致的邏輯框架下操作資料。
- 特點：
- 描述所有資料實體及其關係。
- 隱藏資料的物理存儲細節，提供邏輯上的資料整合。
- 確保資料的完整性和一致性，定義約束條件和業務規則。
3. 內部層 (Internal Level)
- 定義：內部層是資料庫的底層，描述了資料的物理存儲方式。
- 目的：管理資料的物理存儲和訪問方式，確保資料的有效存取和存儲效率。
- 特點：
- 定義資料在存儲設備上的物理結構和存取路徑。
- 包含索引、資料分片、壓縮等技術細節，以優化資料存取性能。
- 隱藏物理存儲的細節，提供一個抽象層給概念層。
總結
根據 ANSI/SPARC 的定義，資料庫的三層架構通過將資料抽象分為外部層、概念層和內部層，實現了資料的抽象化和分層管理。這種架構的主要目的是提供資料的抽象和獨立性，支持多個視圖，保證資料的完整性和安全性，並提高資料存取的效率。
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