数据库技术是对数据进行管理的技术,是计算机技术的重要分支,它能有效地帮助一个组织或一个企业科学地管理各类信息资源。如今,作为信息系统核心和基础的数据库技术得到了广泛的应用,几乎所有的应用领域都在采用数据库进行信息资源的存储与处理。因此,数据库的建设规模、数据库信息量的大小和使用频度已成为衡量一个企业、一个组织,乃至一个国家信息化程度的重要标志,并且数据库也已成为每个人生活中不可缺少的部分,例如通过网络订购机票、火车票,通过网上银行转账、存款、支付等。
数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统是数据库中最常用的四个基本概念。
数据
数据(Data)是描述事物的符号记录,是指用物理符号记录下来的、可以鉴别的信息。数据有多种表现形式,可以是包括数字、字母、文字、特殊字符组成的文本数据,也可以是图形、图像、动画、影像、声音、语言等多媒体数据。例如,日常生活和工作中使用的客户档案记录、商品销售记录等都是数据。各种形式的数据经过数字化处理后可存入计算机,便于进一步加工、处理、使用。
在现实世界中,人们可直接用中文、英文等自然语言描述客观事物、交流信息,但是这种信息表达方式过于烦琐,不便于形式化,也不利于使用计算机来表达。因此,为能在计算机中有效地存储和处理客观事物,人们通常只抽取出那些感兴趣的事物特征或属性来描述事物。例如,在客户档案中,人们关注客户的姓名、性别、年龄、籍贯、所在城市、联系电话等特征,那么由这些具体的特征值所构成的一组数据,构成一条记录。例如:(张三,男,26,北京,上海,13912345678),表示客户张三的信息。
需要注意的是,仅有数据记录往往不能完全表达其内容的含义,有些还需要经过解释才能明确其表达的含义。例如,对于上面的客户记录,了解其含义的人会得到这样的信息:张三是男性,今年26岁,北京人,目前居住上海,他的联系电话是13912345678;而不了解数据含义的人,则难以直接从北京、上海两个地名理解所表达的意思。由此可见,数据以及关于该数据的解释是密切相关的。数据的解释是对数据含义的说明,也称为数据的语义,即数据所蕴含的信息。数据与其语义密不可分,没有语义的数据是没有意义和不完整的。因此,数据是信息存在的一种形式,只有通过解释或处理的数据才能成为有用的信息。
数据库
数据库(Database,DB)通俗地被称为存储数据的仓库,只是这个仓库是存储在计算机存储设备上的,并且其所存储的数据是按一定的格式进行存储的。若从严格意义上讲,所数据库是指长期储存在计算机中的有组织的、可共享的数据集合,且数据库中的数据一定的数据模型组织、描述和存储,具有较小的贰余度、较高的数据独立性,系统易于扩展,并以前,人们在收集并抽取出一个应用所需的数据之后,往往是将这些数据以文件的形式存放在文件柜里,以供进一步加工和处理,而此方式随着数据量的剧增、应用需求的扩展,显现出许多弊端;如今,人们可以借助飞速发展的计算机和数据库技术科学地保存和管理大量复杂的数据,实现方便、快捷、高效地利用宝贵的数据资源。例如,把客户的档案记录、客户订购的商品信息、商品库存等数据有序地组织并存储在计算机内,构造客户订单的数据库,能够为企业的经营活动提供高效、准确的业务数据支持。
概括而言,数据库中存储的数据具有永久存储、有组织和可共享三个基本特点。
数据库管理系统
数据库管理系统(Databa anagement System,DBMS)是专门用于建立和管理数据的一套软件,介于应用程序和操作系统之间。它负责科学有效地组织和存储数据,并帮助数据库的使用者能够从大量的数据中快速地获取所需数据,以及提供必要的安全性和完整性等统一控制机制,实现对数据有效的管理与维护。
与操作系统一样,数据库管理系统也是计算机的基础软件,即一类系统软件,其主要功能包括如下几个方面。
- 数据定义功能
- 数据操纵功能
- 数据库的运行管理功能
- 数据库的建立和维护功能
- 数据组织、存储和管理功能
- 其他功能
用户可通过数据库管理系统提供的数据定义语言(Data Definition Language,DDL),定义数据库中的数据对象,包括表、视图、存储过程、触发器等
用户可通过数据库管理系统提供的数据操纵语言(Data Manipulation Language,DML操纵数据库中的数据,实现对数据库的基本操作,包括数据的查询、插入、删除和修改等。
数据库中的数据是可供多个用户同时使用的共享数据,为保证数据的安全性、可靠性,数据库管理系统提供了统一的控制和管理机制,实现数据在不会被相互干扰的情况下能够并发使用,并且在发生故障时能够对数据库进行正确的恢复。
数据库的建立和维护功能主要包括创建数据库及对数据库空间的维护、数据库的备份与恢复功能、数据库的重组织功能和性能监视、分析等。这些功能一般是通过数据库管理系中提供的一些实用工具来实现的。
为提高数据的存取效率,数据库管理系统需要对数据进行分类存储和管理。一般的数据库管理系统都会根据具体组织和存储方式提供多种数据存取方法,例如索引查找、顺序查找等。
主要包括与其他软件的网络通信功能、不同数据库管理系统之间的数据传输以及相互访问功能等。例如,数据库管理员可通过相应的软件工具对数据库进行管理,编程人员可通过程序开发工具与数据库接口编写数据库应用程序等。
数据库系统
数据库系统(Database System,DBS)是指在计算机中引入数据库技术之后的系统。通常,一个完整的数据库系统包括数据库、数据库管理系统及相关实用工具、应用程序、数据库管理员和用户。其中,数据库管理员(Database Administrator,DBA)不同于普通数据库用户,他们是专门负责对数据库进行维护,并保证数据库正常、高效运行的人员;用户则是数据库系统的服务对象,其通常包括程序员和数据库终端用户两类用户,程序员通过高级程序设计语言(如
PHP、Java等)和数据库语言(如SQL)编写数据库应用程序,应用程序会根据需要向数据库管理系统发出适当的请求,再由数据库管理系统对数据库执行相应的操作,而终端用户则是从客户机或联机终端上以交互方式向数据库系统提出各种操作请求,并由数据库管理系统响应执行,而后访问数据库中的数据。
此外,一般在不引起混淆的情况下,常常将数据库系统简称为数据库。