数据库系统概论（二）数据库设计--视图、模式
数据库设计的六个阶段
1.需求分析：分析用户需求，包括数据、功能和性能要求----建立数据字典
2.概念结构设计：主要采用E-R图进行设计，包括画E-R图-----产生概念模式（概念模式在很多说法中也就是逻辑模式）
1、2是与DBMS独立的设计阶段
3.逻辑结构设计：将E-R图转化为表，实现E-R概念模型到关系（数据）模型的转变-----产生逻辑模式/模式，并且在基本表的基础上建立视图（view），形成数据的外模式
4.物理结构设计：选择合适的存储结构和存取路径（建立索引）----形成数据库内模式
3、4与选用哪种DBMS密切相关
5.数据库实施：编程、测试、试运行
6.运行和维护：系统运行和数据库维护、评估调整
数据库三级模式+两级映像
1.模式（Schema）
模式也称为逻辑模式，是数据库中全体数据在逻辑上的图。通常以某种数据模型为基础，定义数据库中全部数据的逻辑结构如：数据记录的名称，数据项的名称，类型，值域等。
模式使开发者可以看见和使用全部的数据的逻辑结构和特征描述
注意：
模式不是数据本身，仅描述数据库的结构。不涉及硬件环境和物理存储细节，也不与任何计算机语言有关。
数据库管理系统提供模式描述语言（模式DDL）来定义模式。
模式DDL给出一个数据库逻辑定义的全部语言便构成了该数据库的模式
2.外模式（External Schema）
外模式面向具体的应用程序
外模式也称子模式（Sub Schema）或者用户模式，是个别用户组的数据库视图。每个外模式描述的是一个特定用户感兴趣的数据部分，隐藏了数据库其他部分
外模式可以使用户看见和使用局部数据的逻辑结构和特征的描述
注意：
外模式是模式的子集，不同用户的外模式是不同的（可互相覆盖）。
一个程序只能启用一个外模式，但一个外模式可被多个应用程序使用，每个应用程序只能调用它的外模式所涉及的数据，其余的数据它是无法访问的。
数据库管理系统提供外模式描述语言（Sub-DDL）来描述外模式。Sub-DDL给出的用以定义一个用户数据视图的全部语句称为此用户的外模式。
3.内模式（Internal Schema）
内模式也称存储模式（Storage Schema）。即数据库全体数据的物理结构、存储方法、存取策略（路径，包括索引）。内模式与数据存储的软件和硬件环境是有关的。
注意：
数据库管理系统提供内模式描述语言（内模式DDL）来描述和定义内模式。
对于一个数据库来说只有一个模式和一个内模式，但可以有多个外模式。实际的数据库与内模式对应，应用程序则与外模式有关。
模式/内模式映像是唯一的，但有多个外模式/模式映像，每一个外模式都有一个外模式/模式映像（包含在该外模式定义中）。
两级映像
数据的独立性是指数据与程序独立，将数据的定义从程序中分离出来，由DBMS（数据库管理系统）负责数据的存储，从而简化应用程序，大大减少应用程序编制的工作量
两级映像保证了数据的独立性，数据独立性分为物理独立性和逻辑独立性
1.外模式/模式映像---保证逻辑独立性
当数据库（逻辑）模式发生改变时，应用程序（外模式）不需改变。通过修改外模式/模式映像实现
2.模式/内模式映像---保证物理独立性
当数据库内模式发生改变时，逻辑模式不用改变，进而保证应用程序（外模式）不需改变。通过修改外模式/内模式映像实现
视图
视图是一个虚拟表，其查询的数据来自于视图定义时的 as select xx 查询语句。视图的列来自于一个表或多个表，所以视图不可以和表名重名
数据多用作查询，一般不会通过视图去修改数据
关系型数据库执行CREAT VIEW的时候，只是把视图定义存入数据字典，并不执行其中的SELECT
视图的作用
1.视图能简化用户的操作
我们可以为常用的sql语句创建一个视图，这样我们原来需要连多个表，现在操作一个表就好了。
当一个查询你需要频频的作为子查询使用时，视图可以简化代码，直接调用而不是每次都去重复写这个东西。
2.视图能够增加安全性
我们可以给不同的用户定义不同的视图，屏蔽了底层的表结构，从而更好的保护了数据的安全性。降低了如sql注入的风险。
3视图对重构数据库提供了一定程度的逻辑独立性
数据的物理独立性是指用户的应用程序不依赖于数据库的物理结构。数据的逻辑独立性是指当数据库重构造时，如增加新的关系或对原有的关系增加新的字段，用户的应用程序不会受影响。
【实例 】在 tb_students_info 表上创建一个名为 v_students_info 的视图，输入的 SQL 语句和执行结果如下所示。
mysql> CREATE VIEW v_students_info
-> (s_id,s_name,d_id,s_age,s_sex,s_height,s_date)
-> AS SELECT id,name,dept_id,age,sex,height,login_date
-> FROM tb_students_info;
Query OK, 0 rows affected (0.06 sec)
mysql> SELECT * FROM v_students_info;
+------+--------+------+-------+-------+----------+------------+
| s_id | s_name | d_id | s_age | s_sex | s_height | s_date |
+------+--------+------+-------+-------+----------+------------+
| 1 | Dany | 1 | 24 | F | 160 | 2015-09-10 |
| 2 | Green | 3 | 23 | F | 158 | 2016-10-22 |
| 3 | Henry | 2 | 23 | M | 185 | 2015-05-31 |
| 4 | Jane | 1 | 22 | F | 162 | 2016-12-20 |
| 5 | Jim | 1 | 24 | M | 175 | 2016-01-15 |
| 6 | John | 2 | 21 | M | 172 | 2015-11-11 |
| 7 | Lily | 6 | 22 | F | 165 | 2016-02-26 |
| 8 | Susan | 4 | 23 | F | 170 | 2015-10-01 |
| 9 | Thomas | 3 | 22 | M | 178 | 2016-06-07 |
| 10 | Tom | 4 | 23 | M | 165 | 2016-08-05 |
+------+--------+------+-------+-------+----------+------------+
10 rows in set (0.01 sec)
可以看到，view_students_info 和 v_students_info 两个视图中的字段名称不同，但是数据却相同。因此，在使用视图时，可能用户不需要了解基本表的结构，更接触不到实际表中的数据，从而保证了数据库的安全。
视图和表的区别与联系
区别：
1、视图是已经编译好的sql语句，而表不是。
2、视图没有实际的物理记录，而表有。
3、表是内容，视图是窗口。
4、表只用物理空间而视图不占用物理空间，视图只是逻辑概念的存在，表可以及时四对它进行修改，但视图只能有创建的语句来修改。
5、表是内模式，试图是外模式。
6、视图是查看数据表的一种方法，可以查询数据表中某些字段构成的数据，只是一些SQL语句的集合。从安全的角度说，视图可以不给用户接触数据表，从而不知道表结构。
7、表属于全局模式中的表，是实表；视图属于局部模式的表，是虚表。
8、视图的建立和删除只影响视图本身，不影响对应的基本表。
9、不能对视图进行update或者insert into操作。
联系：
视图（view）是在基本表之上建立的表，它的结构（即所定义的列）和内容（即所有数据行）都来自基本表，它依据基本表存在而存在。一个视图可以对应一个基本表，也可以对应多个基本表。视图是基本表的抽象和在逻辑意义上建立的新关系。
总结：
视图是一个子查询，性能肯定会比直接查询要低（尽管sql内部有优化），所以使用视图时有一个必须要注意的，就是不要嵌套使用查询。尤其是复杂查询。
