三级 ANSI-SPARC体系结构

在数据库设计中，ANSI-SPARC体系结构是一种经典的三级架构，它将数据库系统的功能分为三层：外模式（用户视图）、模式（逻辑视图）和内模式（物理视图）。这种体系结构定义了不同级别的数据抽象和隔离，使得数据库的管理和维护更加灵活。

外模式（用户视图）

外模式是用户级别的数据抽象，描述的是用户如何去看待数据。通俗来说，就是用户可以看到哪些数据、如何操作、如何查询。因此，外模式是数据库系统对外部用户提供的数据视图，不同的用户可以有不同的视图来呈现相同的数据。这种数据抽象可以通过SQL语句来实现，比如创建视图或查询语句。

创建视图

可以使用CREATE VIEW语句来创建视图，如下所示：

CREATE VIEW view_name AS
SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
WHERE condition;

这种视图实际上是基于原有表的一种数据过滤，它可以屏蔽掉某些列或限制某些行，对于外部用户来说，似乎这就是一张全新的表。用户可以直接对这个视图进行操作，比如SELECT、UPDATE、INSERT、DELETE等。

查询语句

外部用户可以通过SELECT语句来查询数据，例如：

SELECT column1, column2, ...
FROM table_name
WHERE condition;

用户可以选择需要的列以及满足某些条件的行，实现所需的数据抽取。

模式（逻辑视图）

模式层是数据库系统的逻辑视图，描述了全局逻辑结构和约束条件，是抽象和概念化的数据视图。在该层中，数据被定义为实体、属性和它们之间的关系，这些都是独立于实际存储的细节的。通过定义模式层，我们可以定义数据的完整性约束、外部关系、以及视图和索引等。

完整性约束

一般地，我们会对数据库的数据进行各种各样的完整性约束，比如主键约束、外键约束、非空约束、唯一约束等。通过逻辑视图中的完整性约束，我们可以保证数据的完整性和一致性，防止出现数据冗余和不一致的情况。

外部关系

在模式层中，我们可以定义外部关系，将不同的表关联起来。通过建立外部关系，我们可以有效地减少数据冗余、提高数据一致性和简化查询过程。

视图和索引

在模式层中，我们还可以定义视图和索引。视图是一种逻辑表，它不实际存储任何数据，但是可以通过查询操作来获得某些特定的数据。索引则是一种数据结构，用于加速数据检索。

内模式（物理视图）

内模式是数据库系统的物理视图，它描述了数据在物理存储器上的存储方式和存取方法。在这一层中，数据被表示为一组存储在磁盘或其他外部存储器中的记录。通过定义内部视图，我们可以对数据分区、建立物理索引、选定存储结构等。

总而言之，三级 ANSI-SPARC体系结构提供了数据抽象和隔离的特性，允许多个用户独立地访问相同的数据，同时不影响彼此的操作。这种体系结构既适合单用户的应用，也可以接纳多用户的大型应用。