**外模式（External Schema）**，也称为 **子模式（Subschema）** 或 **用户模式（User Schema）**

1. 外模式的定义

外模式（External Schema）是数据库三级模式结构中的用户级视图，也称为子模式或用户模式。它描述了特定用户或用户组所看到的数据结构和内容，是与具体应用相关的逻辑表示。例如，一个学生管理系统中，教师可能只能查看学生成绩，而管理员可能能看到全部信息，这种差异通过外模式实现。

2. 外模式的核心作用

• 数据安全性：外模式限制用户只能访问其权限范围内的数据。例如，隐藏敏感字段（如薪资、身份证号），确保未授权用户无法查看或修改。
• 简化用户操作：通过外模式，用户无需了解底层复杂的数据结构。例如，将多表关联查询封装为视图，用户直接操作视图即可。
• 逻辑独立性：当数据库逻辑结构（模式）变化时，只需调整外模式与模式的映射关系，无需修改用户应用程序。

3. 如何通过外模式操作数据？

用户通过**外模式描述语言（DDL）定义视图，并使用数据操纵语言（DML）**操作数据：

1. 定义外模式（创建视图）：

   CREATE VIEW StudentView AS
   SELECT StudentID, Name, Grade
   FROM Students
   WHERE Department = 'Computer Science';
   

   此视图仅暴露计算机科学系学生的学号、姓名和成绩。

2. 操作数据：

   • 查询：SELECT * FROM StudentView WHERE Grade > 90;
   • 更新：UPDATE StudentView SET Grade = 85 WHERE StudentID = 'S001';
     （实际更新的是底层表Students的数据）

4. 外模式与模式、内模式的关系

• 模式（逻辑层）：全局逻辑结构，如完整的Students表定义（包含学号、姓名、成绩、家庭地址等字段）。
• 内模式（存储层）：数据的物理存储方式，如索引、文件组织。
• 外模式：从模式中抽取的子集（如仅展示学号、姓名、成绩），是模式与用户之间的桥梁。

示例场景

假设数据库中有一个完整的订单表Orders（模式层包含订单ID、客户ID、金额、支付状态等字段）。通过外模式：

• 财务人员可访问包含金额和支付状态的视图；
• 客服人员只能看到订单ID和客户ID的视图。

这种设计既保护了支付信息，又简化了不同角色的操作流程。
外模式（External Schema），也称为 子模式（Subschema） 或 用户模式（User Schema），是数据库系统三级模式结构中的一部分，用于描述用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构。外模式是用户与数据库系统之间的接口，用户根据外模式使用数据操作语句（如 SQL）或应用程序去操作数据库中的数据。

外模式的特点

1. 用户视图
   外模式是用户或应用程序看到的数据视图，是概念模式的一个子集。
2. 多样性
   一个数据库可以有多个外模式，每个外模式针对不同的用户或应用需求。
3. 独立性
   外模式独立于概念模式和内模式，用户无需关心数据的全局逻辑结构或物理存储细节。
4. 安全性
   外模式可以限制用户访问的数据范围，保护敏感数据。

外模式的作用

1. 提供用户视图
   外模式为用户或应用程序提供了定制化的数据视图，满足特定的需求。
2. 简化操作
   用户只需关注自己需要的数据，无需了解整个数据库的复杂结构。
3. 数据安全性
   通过外模式，可以限制用户访问的数据范围，防止未授权访问。
4. 逻辑独立性
   外模式实现了数据的逻辑独立性，即用户视图不受数据库全局逻辑结构变化的影响。

外模式与其他模式的关系

在数据库系统的三级模式结构中，外模式是用户与数据库之间的接口，连接用户和概念模式：

1. 外模式（External Schema）
   • 用户看到的数据视图。
   • 一个数据库可以有多个外模式。
2. 概念模式（Conceptual Schema）
   • 描述数据库中全体数据的逻辑结构。
   • 一个数据库只有一个概念模式。
3. 内模式（Internal Schema）
   • 描述数据的物理存储结构。
   • 一个数据库只有一个内模式。

外模式的表示

外模式通常通过 视图（View） 或 子集 的方式表示。例如，在关系数据库中，可以使用 SQL 语句创建视图来定义外模式：

CREATE VIEW StudentView AS
SELECT ID, Name, Age
FROM Student
WHERE Department = 'Computer Science';

在这个例子中，StudentView 是一个外模式，只显示计算机科学系学生的部分信息。

示例

假设有一个大学数据库，包含以下表：

• 学生表（Student）：学号（ID）、姓名（Name）、年龄（Age）、系别（Department）。
• 课程表（Course）：课程号（Code）、名称（Title）、学分（Credits）。
• 选课表（Enroll）：学号（ID）、课程号（Code）、成绩（Grade）。

可以为不同的用户定义不同的外模式：

1. 学生视图
   学生只能查看自己的信息和选课记录：

   CREATE VIEW StudentInfo AS
   SELECT ID, Name, Age
   FROM Student
   WHERE ID = CURRENT_USER;
   

2. 教师视图
   教师可以查看自己教授的课程及选课学生：

   CREATE VIEW TeacherCourse AS
   SELECT Course.Code, Course.Title, Student.Name, Enroll.Grade
   FROM Course
   JOIN Enroll ON Course.Code = Enroll.Code
   JOIN Student ON Enroll.ID = Student.ID
   WHERE Course.Teacher = CURRENT_USER;
   

3. 管理员视图
   管理员可以查看所有学生和课程的信息：

   CREATE VIEW AdminView AS
   SELECT * FROM Student;
   

总结

• 外模式是用户或应用程序看到的数据视图，是概念模式的一个子集。
• 一个数据库可以有多个外模式，每个外模式针对不同的用户或应用需求。
• 外模式通过视图或子集的方式表示，提供了数据的安全性、简化操作和逻辑独立性。

理解外模式的概念和作用，有助于设计出更灵活、更安全的数据库系统，满足不同用户的需求。

外模式（External Schema），也称为 子模式（Subschema） 或 用户模式（User Schema），是数据库系统三级模式结构中的一部分，用于描述用户看到或使用的那部分数据的逻辑结构。外模式是用户与数据库系统之间的接口，用户根据外模式使用数据操作语句（如 SQL）或应用程序去操作数据库中的数据。

外模式的特点

1. 用户视图
   外模式是用户或应用程序看到的数据视图，是概念模式的一个子集。
2. 多样性
   一个数据库可以有多个外模式，每个外模式针对不同的用户或应用需求。
3. 独立性
   外模式独立于概念模式和内模式，用户无需关心数据的全局逻辑结构或物理存储细节。
4. 安全性
   外模式可以限制用户访问的数据范围，保护敏感数据。

外模式的作用

1. 提供用户视图
   外模式为用户或应用程序提供了定制化的数据视图，满足特定的需求。
2. 简化操作
   用户只需关注自己需要的数据，无需了解整个数据库的复杂结构。
3. 数据安全性
   通过外模式，可以限制用户访问的数据范围，防止未授权访问。
4. 逻辑独立性
   外模式实现了数据的逻辑独立性，即用户视图不受数据库全局逻辑结构变化的影响。

外模式与其他模式的关系

在数据库系统的三级模式结构中，外模式是用户与数据库之间的接口，连接用户和概念模式：

1. 外模式（External Schema）
   • 用户看到的数据视图。
   • 一个数据库可以有多个外模式。
2. 概念模式（Conceptual Schema）
   • 描述数据库中全体数据的逻辑结构。
   • 一个数据库只有一个概念模式。
3. 内模式（Internal Schema）
   • 描述数据的物理存储结构。
   • 一个数据库只有一个内模式。

外模式的表示

外模式通常通过 视图（View） 或 子集 的方式表示。例如，在关系数据库中，可以使用 SQL 语句创建视图来定义外模式：

CREATE VIEW StudentView AS
SELECT ID, Name, Age
FROM Student
WHERE Department = 'Computer Science';

在这个例子中，StudentView 是一个外模式，只显示计算机科学系学生的部分信息。

示例

假设有一个大学数据库，包含以下表：

• 学生表（Student）：学号（ID）、姓名（Name）、年龄（Age）、系别（Department）。
• 课程表（Course）：课程号（Code）、名称（Title）、学分（Credits）。
• 选课表（Enroll）：学号（ID）、课程号（Code）、成绩（Grade）。

可以为不同的用户定义不同的外模式：

1. 学生视图
   学生只能查看自己的信息和选课记录：

   CREATE VIEW StudentInfo AS
   SELECT ID, Name, Age
   FROM Student
   WHERE ID = CURRENT_USER;
   

2. 教师视图
   教师可以查看自己教授的课程及选课学生：

   CREATE VIEW TeacherCourse AS
   SELECT Course.Code, Course.Title, Student.Name, Enroll.Grade
   FROM Course
   JOIN Enroll ON Course.Code = Enroll.Code
   JOIN Student ON Enroll.ID = Student.ID
   WHERE Course.Teacher = CURRENT_USER;
   

3. 管理员视图
   管理员可以查看所有学生和课程的信息：

   CREATE VIEW AdminView AS
   SELECT * FROM Student;
   

总结

• 外模式是用户或应用程序看到的数据视图，是概念模式的一个子集。
• 一个数据库可以有多个外模式，每个外模式针对不同的用户或应用需求。
• 外模式通过视图或子集的方式表示，提供了数据的安全性、简化操作和逻辑独立性。

理解外模式的概念和作用，有助于设计出更灵活、更安全的数据库系统，满足不同用户的需求。