274.数据库系统概述

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1.1定义

  数据库系统是以数据库技术为核心的计算机应用系统,其主要目的是处里生产和实践过程中产生的数据和信息,实现生产过程管理的自动化和信息化,提高信息管理下行速率 。

  数据、数据库、数据库管理系统与操作数据库的系统进程,加带支撑它们的硬件平台、软件平台和与数据库有关的人员同去构成了另另另5个全部的数据库系统。图1.1描述了数据库系统的构成。

图1.1 数据库系统的构成

1.2组成

数据库系统一般富含5个次要

1.2.1数据库

  定义:是数据库系统存放组织结构化数据的地方,是长期存储的、有组织的、可共享的数据的集合。

Ø 数据最终是以文件的形式存储在磁盘上,必须数据库管理系统都还可否对哪有几个文件进行存取操作。

Ø 每另另另5个数据库都至少有另另另5个原本文件,称为数据文件。

Ø SQL Server数据库的数据文件以.mdf或.ndf为扩展名。

数据库(DB)是存放数据的仓库,只不过哪有几个数据地处一定的关联,并按一定的格式存倒进计算机内。广义上讲,数据不仅富含数字,还包括文本、图像、音频、视频等。

类似于,把另另另5个学校的学生、课程、学生成绩等数据有序地组织并存倒进计算机内,就能必须构成另另另5个数据库。

只是,数据库由或多或少持久的相互关联的数据的集合组成,并以一定的组织形式存倒进计算机的存储介质中。

1.2.2数据库管理系统(DBMS)

  定义: DBMS是数据库的管理软件,是系统进程和数据库之间桥梁,即系统进程前要通过DBMS都还可否存取数据库中的数据。

Ø DBMS对数据的存取操作最终体现为对数据文件的更新和修改,但系统进程必须直接执行这俩 更新和修改操作。

Ø SQL Server 2014只是SQL Server数据库系统的这俩 DBMS。

  数据库管理系统(DBMS)是管理数据库的系统,它按一定的数据模型组织数据。DBMS应提供如下功能:

(1)数据定义功能:可定义数据库中的数据对象。

(2)数据操纵功能:可对数据库表进行基本操作,如插入、删除、修改、查询等。

(3)数据的全部性检查功能:保证用户输入的数据满足相应的约束条件。实体、参照、域(用户定义)全部性

(4)数据库的安全保护功能:保证必须具有权限的用户都还可否访问数据库中的数据。

(5)数据库的并发控制功能:使多个系统进程可在同一时刻并发地访问数据库的数据。

(6)数据库系统的故障恢复功能:使数据库在运行总出 故障时进行数据库恢复,以保证数据库可靠运行。

(7)在网络环境下访问数据库的功能。 

(8)方便、有效地存取数据库信息的接口和工具。编程人员通过系统进程开发工具与数据库的接口编写数据库系统进程。数据库系统管理员(DBA,DataBase Adminitrator)通过提供的工具对数据库进行管理。

  DBMS的功能主要包括以下有几个方面:

   1.数据库定义功能

  DBMS一般都提供数据定义语言(DDL, Data Definition Language),能必须分别用于定义外模式、概念模式和内模式。用DDL编写的外模式、概念模式和内模式分别称为源外模式、源概念模式和源内模式。它们经过模式翻译系统进程翻译后将形成相应的组织组织结构表示,分别称为目标外模式、目标概念模式和目标内模式。

  哪有几个目标模式被保地处数据字典中(又称系统目录),它们是用于刻画数据库的框架组织结构,是对数据库(而有的是数据)的这俩 描述,也是DBMS存取和管理数据的基本方式。

2.数据操纵功能

  DBMS还提供数据操作语言(DML, Data Manipulation Language)用于实现对数据库的查询、加带、修改和删除等基本操作。

  DML分为宿主型的和自主型的(或自含型的)的DML。

Ø 宿主型的DML用于嵌入到或多或少语言(称为主语言)当中,类似于把它嵌入到PASCAL、FORTRAN,C等高级语言中。类似于DML语言这俩 必须独立使用,这也只是它未必称为宿主型DML的意味。

Ø 自主型的(或自含型)DML则是交互式命令语言,其语法简单,每条句子都能必须独立执行。

Ø 如今,DBMS一般既提供宿主型的DML也提供自主型的DML,可能性提供集宿主型和自主型于一体的DML,其典型的代表只是著名的SQL(Structured Query Language)语言。SQL句子既能必须嵌入到或多或少的高级语言,都还可否必须单独交互执行。

  用户可能性系统进程对数据库的操作实际上是通过DBMS控制并执行DML句子来实现的。

  自主型的DML是交互式命令语言,DBMS通常以解释执行的方式运行它们。

  对于宿主型的DML,DBMS提供这俩 执行方式:

Ø  预编译方式。这俩 方式的原理是,由DBMS提供的预编译系统进程对富含DML的主语言进行扫描,识别出DML,只是把哪有几个DML转加带合法的主语言代码,以便主语言的编译系统进程都都还可否接受和执行它们。

Ø  修改、扩充主语言编译系统进程的方式。这俩 方式又称为增强编译方式,增强后的编译系统进程既能必须编译主语言代码,都还可否必须编译和执行嵌入的DML句子。

3.数据库运行管理功能

  数据库运行管理是DBMS提供的重要功能之一,它是数据系统都都还可否正确、有效运行的基本保证。这俩 管理功能主要包括存取控制、安全性检测、并发控制、全部性约束条件的检查和执行、数据库组织组织结构的维护和管理等。

4.数据库的建立和维护功能

  这包括数据库初试数据的装载和转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织功能和性能监视、分析功能等。哪有几个功能主只是由DBMS提供的实用系统进程来完成。

1.2.3系统进程

定义: 是指通过访问数据库来完成用户操作的系统进程。

Ø 它介于系统用户和DBMS之间,用户通过操作系统进程来获取或多或少人的需求,而系统进程则通过DBMS访问数据库来实现用户提出的需求。

Ø 系统进程能必须用Java、JSP、.NET等技术开发。

1.2.4系统用户

  定义:是大致分为两类——系统用户和系统管理员。

Ø 系统用户是指系统进程的用户,或多或少人是整个数据库系统的最终使用者;

Ø 系统管理员能必须分为不同级别类型的管理人员,或多或少人主要负责数据库的管理和维护工作。

1.2.5数据库系统各次要之间的关系

 

1.3 数据库系统的模式组织结构

  现在数据库系统软件产品非常多,它们可能性基于不同的操作系统,支持不同的数据库语言,采用不同的数据组织结构,等等。只是,它们的体系组织结构却基本相同,那只是三级模式组织结构。

  三级模式组织结构是由美国国家标准學會(ANSI, American National Standards Institute)所属的标准计划和要求委员会(SPARC, Standards Planning And Requirements Committee)于1975年提出的,称为SPARC分级组织结构。

  三级模式组织结构将数据库系统抽象为另另另5个层次,分别为内模式、概念模式和外模式。

1.3.1内模式

  定义:又称存储模式,它是数据在数据库系统中最底层的表示,描述了数据的物理组织结构和存储方式,即定义了存储记录的类型、存贮域的表示、存储记录的物理顺序、索引等。

  另另另5个数据库仅有另另另5个内模式。

1.3.2概念模式

  定义:又称逻辑模式,简称模式,它用于对整个数据库中数据的逻辑组织结构和组织结构、实体及其性质与联系进行描述。但这俩 描述何必 涉及具体的物理存储方式和硬件环境,只是涉及任何特定的系统进程及其开发工具。

  另另另5个数据库也必须另另另5个概念模式。

1.3.3外模式

  定义:外模式是概念模式的另另另5个子集,这俩 子集是为某另另另5个特定用户所使用的。从这俩 宽度看,外模式是面向用户的,统统外模式又称子模式或用户模式。本质上,外模式是系统进程所使用的局部数据的逻辑组织结构和组织结构的描述,是使用该系统进程的用户所都看的数据视图

1.3.4总结

   以上另另另5个模式分别从另另另5个不同层次的级别对数据库进行抽象,即分别抽象为用户级、概念级、物理级数据库

Ø 用户级数据库对应于外模式,是从用户的宽度对数据库进行抽象,是用户都看和使用的用户视图的集合。

Ø 概念级数据库对应于概念模式,介于用户级和物理级之间,是系统进程开发人员都看和使用的数据库。。

Ø 物理级数据库对应于内模式,是从数据的物理存储组织结构的宽度对数据库进行抽象。

总之,外模式是概念模式的子集,概念模式是内模式的逻辑表示,而内模式则是概念模式的物理表示。

  三级模式组织结构将数据库系统抽象为另另另5个层次,分别为内模式、概念模式和外模式。各模式的关系如图1.7所示。