ANSI/SPARC 三層綱要架構是由 ANSI/SPARC(American National Standards Institute / Standards Planning and Requirements Committee)發布的一個資料庫系統架構。這個架構將資料庫系統劃分為三個層次,每個層次都有其特定的功能和作用。這三層綱要是外部綱要(External Schema)、概念綱要(Conceptual Schema)和內部綱要(Internal Schema)。
1. 外部綱要(External Schema)
定義:外部綱要是資料庫系統的最高層次,面向最終使用者。它描述了資料庫的某一特定視圖,適合於特定應用程序或使用者群體。
特性:
- 視圖定義:每個外部綱要定義了一個特定的使用者視圖,這些視圖可以是資料庫的子集,也可以是對資料進行重新組織或轉換後的結果。
- 資料保護:通過外部綱要,資料庫系統可以提供資料保護,限制使用者只能訪問與其相關的資料。
- 定制化:不同的使用者或應用可以有不同的外部綱要,這些綱要可以隱藏不必要的細節,提供簡化和定制化的視圖。
2. 概念綱要(Conceptual Schema)
定義:概念綱要是資料庫系統的中間層,面向資料庫設計者和管理者。它描述了整個資料庫的邏輯結構和完整內容,無需關心資料的物理存儲細節。
特性:
- 全局性:概念綱要描述了資料庫的全局視圖,包含所有資料庫實體及其關係。
- 獨立性:提供邏輯資料獨立性,使資料庫的邏輯結構與其物理存儲方式分離。
- 一致性:確保不同外部綱要之間的一致性,並且資料的完整性約束和業務規則也在此層次上定義。
3. 內部綱要(Internal Schema)
定義:內部綱要是資料庫系統的最低層次,面向資料庫系統的設計者和管理者。它描述了資料的物理存儲結構,包括資料的實際存放方式、索引和存取方法。
特性:
- 存儲結構:內部綱要描述資料庫中的資料如何在物理介質上組織和存儲,包括文件結構、索引和存取路徑等。
- 效能優化:在內部綱要層次上進行效能優化,如資料壓縮、索引設置、分區和緩存策略等。
- 資料獨立性:提供物理資料獨立性,使物理存儲方式可以改變而不影響概念綱要和外部綱要。
總結
- 外部綱要:描述使用者視圖,面向最終使用者,提供簡化和定制化的資料視圖。
- 概念綱要:描述資料庫的邏輯結構,面向資料庫設計者和管理者,提供資料的一致性和邏輯資料獨立性。
- 內部綱要:描述資料的物理存儲結構,面向資料庫系統的設計者和管理者,提供物理資料獨立性和效能優化。
這三層綱要架構提供了資料庫系統的不同視角和層次,使資料庫設計和管理更加靈活和高效。