資料庫系統

資料庫系統

資料庫系統(database systems),是由資料庫及其管理軟體組成的系統。它是為適應數據處理的需要而發展起來的一種較為理想的數據處理的核心機構。它是一個實際可運行的存儲、維護和套用系統提供數據的軟體系統,是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體。

基本信息

概述

資料庫系統資料庫系統
資料庫系統(databasesystems),是由資料庫及其管理軟體組成的系統。它是為適應數據處理的需要而發展起來的一種較為理想的數據處理的核心機構。它是一個實際可運行的存儲、維護和套用系統提供數據的軟體系統,是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體。 資料庫系統DBS(DataBaseSystem,簡稱DBS)是一個實際可運行的存儲、維護和套用系統提供數據的軟體系統,是存儲介質、處理對象和管理系統的集合體。它通常由軟體、資料庫和數據管理員組成。其軟體主要包括作業系統、各種宿主語言、實用程式以及資料庫管理系統。資料庫由資料庫管理系統統一管理,數據的插入、修改和檢索均要通過資料庫管理系統進行。數據管理員負責創建、監控和維護整個資料庫,使數據能被任何有權使用的人有效使用。資料庫管理員一般是由業務水平較高、資歷較深的人員擔任。

資料庫系統的個體含義是指一個具體的資料庫管理系統軟體和用它建立起來的資料庫;它的學科含義是指研究、開發、建立、維護和套用資料庫系統所涉及的理論、方法、技術所構成的學科。在這一含義下,資料庫系統是軟體研究領域的一個重要分支,常稱為資料庫領域。

資料庫系統是為適應數據處理的需要而發展起來的一種較為理想的數據處理的核心機構。計算機的高速處理能力和大容量存儲器提供了實現數據管理自動化的條件。

資料庫研究跨越於計算機套用、系統軟體和理論三個領域,其中套用促進新系統的研製開發,新系統帶來新的理論研究,而理論研究又對前兩個領域起著指導作用。資料庫系統的出現是計算機套用的一個里程牌,它使得計算機套用從以科學計算為主轉向以數據處理為主,並從而使計算機得以在各行各業乃至家庭普遍使用。在它之前的檔案系統雖然也能處理持久數據,但是檔案系統不提供對任意部分數據的快速訪問,而這對數據量不斷增大的套用來說是至關重要的。為了實現對任意部分數據的快速訪問,就要研究許多最佳化技術。這些最佳化技術往往很複雜,是普通用戶難以實現的,所以就由系統軟體(資料庫管理系統)來完成,而提供給用戶的是簡單易用的資料庫語言。由於對資料庫的操作都由資料庫管理系統完成,所以資料庫就可以獨立於具體的應用程式而存在,從而資料庫又可以為多個用戶所共享。因此,數據的獨立性和共享性是資料庫系統的重要特徵。數據共享節省了大量人力物力,為資料庫系統的廣泛套用奠定了基礎。資料庫系統的出現使得普通用戶能夠方便地將日常數據存入計算機並在需要的時候快速訪問它們,從而使計算機走出科研機構進入各行各業、進入家庭。

構成

資料庫系統一般由4個部分組成:

①資料庫,即存儲在磁帶磁碟光碟或其他外存介質上、按一定結構組織在一起的相關數據的集合。

②資料庫管理系統(DBMS)。它是一組能完成描述、管理、維護資料庫的程式系統。它按照一種公用的和可控制的方法完成插入新數據、修改和檢索原有數據的操作。

③資料庫管理員(DBA)。

④用戶和應用程式。

分類

目前常見的資料庫系統有IBM的DB2、甲骨文的Oracle、微軟的SQL和Access、Sybase的Sybase、MySQLAB公司的MySQL等。不同的資料庫系統,有不同的特點,也有相對獨立的套用領域和用戶支持。
1.Oracle資料庫系統
Oracle公司為了最大限度地搶占市場,針對不同規模和套用需求的用戶推出了不同功能組合的版本,而且所支持的作業系統也可說是全面覆蓋,UNIX、Linux和Windows都可以,所以Oracle資料庫不僅適用大公司選擇,可以滿足各種不同規模的企業用戶選擇。當然對於不同的用戶,所選擇的作業系統平台也不一樣,大型企業一般選擇基於UNIX或者Linux作業系統,而中、小型企業則選擇基於Linux或者Windows作業系統。
2.DB2資料庫系統
DB2儘管是IBM開發的,但它與其他資料庫系統一樣,也不僅局限於自身的伺服器,而是同樣是採取了開放的政策。所以現在許多非IBM自有品牌伺服器也提供了對DB2資料庫系統支持。
先來看一下作業系統支持。在UNIX作業系統方面,除了IBM自己的AIX作業系統外,DB2有支持目前主流的SunSolrais和HP-UX作業系統的版本,其他的像主流版本的Linux和Windows系統,IBM都有提供了相應的DB2資料庫系統版本。
3.SQL/Access資料庫系統
因為它們與套用最為普通的Windows系統一樣,都是微軟公司的產品,所以SQL和Access的最佳作業系統環境就是微軟的Windows。而目前支持Windows作業系統的伺服器架構已非常普遍,可以說所有主流處理器架構都有很好的支持,包括IBM的Power處理器、Sun的UltraSparc處理器。所以在這方面,基於這兩大資料庫軟體的資料庫伺服器是沒有什麼限制的。
4.MySQL資料庫系統
MySQL是MySQLAB公司提供的一款開放而且免費的資料庫系統。雖然功能不是非常強大,性能也只能算是一般,但在各種中、小型套用中還是非常普及的,畢竟它比起針對小型辦公套用而設計的Acess來說還是非常有優勢的。

性能

①能夠保證數據的獨立性。數據和程式相互獨立有利於加快軟體開發速度,節省開發費用。

②冗餘數據少,數據共享程度高。

③系統的用戶接口簡單,用戶容易掌握,使用方便。

④能夠確保系統運行可靠,出現故障時能迅速排除;能夠保護數據不受非受權者訪問或破壞;能夠防止錯誤數據的產生,一旦產生也能及時發現。

⑤有重新組織數據的能力,能改變數據的存儲結構或數據存儲位置,以適套用戶操作特性的變化,改善由於頻繁插入、刪除操作造成的數據組織零亂和時空性能變壞的狀況。

⑥具有可修改性和可擴充性。

⑦能夠充分描述數據間的內在聯繫。

特點

數據的結構化,數據的共享性好,數據的獨立性好,數據存儲粒度小,數據管理系統,為用戶提供了友好的接口。 資料庫系統的核心和基礎,是數據模型,現有的數據庫系統均是基於某種數據模型的。

資料庫系統的核心是資料庫管理系統。

資料庫系統一般由資料庫、資料庫管理系統(DBMS)、套用系統、資料庫管理員和用戶構成。DBMS是資料庫系統的基礎和核心。

基本要求

對資料庫系統的基本要求是:

①能夠保證數據的獨立性。數據和程式相互獨立有利於加快軟體開發速度,節省開發費用。

②冗餘數據少,數據共享程度高。

③系統的用戶接口簡單,用戶容易掌握,使用方便。

④能夠確保系統運行可靠,出現故障時能迅速排除;能夠保護數據不受非受權者訪問或破壞;能夠防止錯誤數據的產生,一旦產生也能及時發現。

⑤有重新組織數據的能力,能改變數據的存儲結構或數據存儲位置,以適套用戶操作特性的變化,改善由於頻繁插入、刪除操作造成的數據組織零亂和時空性能變壞的狀況。

⑥具有可修改性和可擴充性。

⑦能夠充分描述數據間的內在聯繫。

組成

1.計算機硬體
計算機硬體是資料庫系統的物質基礎,是存儲資料庫及運行資料庫管理系統的硬體資源,主要包括主機、存儲設備、輸入輸出設備以及計算機網路環境。
2.計算機軟體
資料庫系統中的軟體包括作業系統、資料庫管理系統及資料庫套用系統等。
資料庫管理系統是資料庫系統的核心軟體之一。它提供數據定義、數據操作、資料庫管理、資料庫建立和維護以及通信等功能。DBMS提供對資料庫中數據資源進行統一管理和控制的功能,將用戶、應用程式與資料庫中數據相互隔離,是資料庫系統的核心,其功能的強弱是衡量資料庫系統性能優劣的主要指標。DBMS必須運行在相應的系統平台上,有作業系統和相關係統軟體的支持。DBMS功能的強弱隨系統而異,在大型系統中功能較強、較全,在小型系統中功能較弱、較少。目前較流行的資料庫管理系統有VisualFoxPro,Access,SQLServer,Oracle,Sybase等。
資料庫套用系統是指系統開發人員利用資料庫系統資源開發出來的,面向某一類實際套用的套用軟體系統。它分為兩類。
(1)管理信息系統。這是面向機構內部業務和管理的資料庫套用系統。例如,人事管理系統、教學管理系統等。
(2)開放式信息服務系統。這是面向外部、提供動態信息查詢功能,以滿足不同信息需求的資料庫套用系統。例如,大型綜合科技信息系統、經濟信息系統和專業的證券實時行情、商品信息系統。
3.資料庫
資料庫(DateBase,DB)是指資料庫系統中按照一定的方式組織的、存儲在外部存儲設備上的、能為多個用戶共享的及與應用程式相互獨立的相關數據集合。它不僅包括描述事物的數據本身,而且還包括相關事物之間的聯繫。
資料庫中的數據是面向多種套用,可以被多個用戶、多個應用程式共享。其數據結構獨立於使用數據的程式,對於數據的增加、刪除、修改和檢索由DBMS進行統一管理和控制,用戶對資料庫進行的各種操作都是DBMS實現的。
4.資料庫系統的有關人員
資料庫系統的有關人員主要有3類:最終用戶、資料庫套用系統開發人員和資料庫管理員(DataBaseAdministrator,DBA)。最終用戶指通過套用系統的用戶界面使用資料庫的人員,他們一般對資料庫知識了解不多。資料庫套用系統開發人員包括系統分析員、系統設計員和程式設計師。系統分析員負責套用系統的分析,他們和用戶、資料庫管理員相配合,參與系統分析;系統設計員負責套用系統設計和資料庫設計;程式設計師則根據設計要求進行編碼。資料庫管理員是數據管理機構的一組人員,他們負責對整個資料庫系統進行總體控制和維護,以保證資料庫系統的正常運行。

優點

1.數據共享
數據共享是指多個用戶可以同時存取數據而不相互影響,數據共享包括3個方面:所有用戶可以同時存取數據;資料庫不僅可以為當前的用戶服務,也可以為將來的新用戶服務;可以使用多種語言完成與資料庫的接口。
2.減少數據冗餘
數據冗餘就是數據重複,數據冗餘既浪費存儲空間,又容易產生數據的不一致。在非資料庫系統中,由於每個應用程式都有自己的數據檔案,所以數據存在著大量的重複。
資料庫從全局觀念來組織和存儲數據,數據已經根據特定的數據模型結構化,在資料庫中用戶的邏輯數據檔案和具體的物理數據檔案不必一一對應,從而有效地節省了存儲資源,減少了數據冗餘,增強了數據的一致性。
3.具有較高的數據獨立性
所謂數據獨立是指數據與應用程式之間的彼此獨立,它們之間不存在相互依賴的關係。應用程式不必隨數據存儲結構的改變而變動,這是資料庫一個最基本的優點。
在資料庫系統中,資料庫管理系統通過映像,實現了應用程式對數據的邏輯結構與物理存儲結構之間較高的獨立性。資料庫的數據獨立包括兩個方面。
(1)物理數據獨立:數據的存儲格式和組織方法改變時,不影響資料庫的邏輯結構,從而不影回響用程式。
(2)邏輯數據獨立:資料庫邏輯結構的變化(如數據定義的修改,數據間聯繫的變更等)不影響用戶的應用程式。
數據獨立提高了數據處理系統的穩定性,從而提高了程式維護的效益
4.增強了數據安全性和完整性保護
資料庫加入了安全保密機制,可以防止對數據的非法存取。由於實行集中控制,有利於控制數據的完整性。資料庫系統採取了並發訪問控制,保證了數據的正確性。另外,資料庫系統還採取了一系列措施,實現了對資料庫被破壞後的恢復。

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