数据库应用系统是在数据库管理系统(DBMS)支持下建立的计算机应用系统,简称DBAS。 数据库应用系统由数据库系统、应用系统和用户组成,包括数据库、数据库管理系统、数据库管理员、硬件平台、软件平台、应用软件和应用接口。数据库应用系统的七个部分在一定的逻辑层次结构中形成一个有机整体,它们的结构关系是:应用系统、应用开发工具软件、数据库管理系统、 *** 作系统和硬件。比如基于数据库的财务管理系统、人事管理系统、图书管理系统等等。无论是面向内部业务和管理的管理信息系统,还是面向外部服务的开放式信息系统,都是基于数据库的计算机应用系统。
对于数据仓库你知道多少
数据仓库是商业智能系统的基础,以往的数据库系统主要用于事务处理,很难或无法实现分析处理。近年来,越来越多的数据分析与决策信息支持在被企业所重视,数据仓库技术应运而生。
数据仓库的定义
目前对于数据仓库还没有统一的定义,被称为数据仓库之父的BillInmon在其着作《(Building the Data Warehouse))一书中给出的定义被广泛接受:数据仓库(Data Warehouse)是一个面向主题的(Subject Oriented)、集成的(Integrated)、相对稳定的(NonVolatile)、反映历史变化(Time Variant)的数据集合,用于支持管理决策。
可以从两个层面对数据仓库的概念进行理解,首先数据仓库是面向分析处理的,主要用来支持决策制定;再者数据仓库包含历史数据,是对多个异构的数据源数据按照主题的集成,它的数据相对固定,不会经常改动。
数据仓库的特点
面向主题、集成、相对稳定、反映历史变化是对数据仓库的定义,也是对数据仓库特点的描述,下面分别解释它们的含义。
(1)面向主题的:数据仓库的数据都是按照一定的业务主题进行组织的,面向主题体现在数据仓库的建设中,而且还包含在业务数据分析和存储上。
(2)集成的:数据仓库中的数据来自各个不同的分散数据库中,它并不是对源数据库数据的简单拷贝,而是按照划分好的主题和数据分析要求,经过数据抽取、清理、汇总和整理等步骤,消除源数据中的错误和不一致数据,保证数据仓库中数据的正确性和可用性,所以它是整合集成的。
(3)相对稳定的:数据仓库的稳定性体现在它的非易失性上,由于数据仓库是面向分析的,其中的数据是从业务数据中加载过来的历史数据,所进行的主要 *** 作是查询和分析,供决策分析使用,所以其修改和删除 *** 作很少,只需要定期的增量加载,所以具有相对稳定特征。
(4)反映历史变化:数据仓库必须能够不断地捕捉业务系统中的变化数据,记录企业生产过程的各个阶段的信息,以满足决策分析的需要,所以必须实时地把新变化的业务数据追加到数据仓库中去,通过数据随时问变化的研究和分析,可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。
可见数据仓库与业务数据库的不同之处体现在:数据库是面向事务的设计,数仓库是面向主题设计的;数据库一般存储在线交易数据,数据仓库存储的一般是历史数据; 数据库设计是尽量避免冗余,一般采用符合范式的规则来设计,数据仓库在设计是有意引入冗余,采用反范式的方式来设计; 数据库是为捕获数据而设计,数据仓库是为分析数据而设计,它的两个基本的元素是维表和事实表。
数据库管理系统(database
management
system)是一种 *** 纵和管理数据库的大型软件,是用于建立、使用和维护数据库,简称dbms。它对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据,数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它提供多种功能,可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立,修改和询问数据库。它使用户能方便地定义和 *** 纵数据,维护数据的安全性和完整性,以及进行多用户下的并发控制和恢复数据库。
按功能划分,数据库管理系统大致可分为6个部分:
(1)模式翻译:提供数据定义语言(ddl)。用它书写的数据库模式被翻译为内部表示。数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据 *** 作(如查找、修改、插入和删除等)和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。
(2)应用程序的编译:把包含着访问数据库语句的应用程序,编译成在dbms支持下可运行的目标程序。
(3)交互式查询:提供易使用的交互式查询语言,如sql。dbms负责执行查询命令,并将查询结果显示在屏幕上。
(4)数据的组织与存取:提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。
⑸事务运行管理:提供事务运行管理及运行日志,事务运行的安全性监控和数据完整性检查,事务的并发控制及系统恢复等功能。
(6)数据库的维护:为数据库管理员提供软件支持,包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组以及性能监控等维护工具。
基于关系模型的数据库管理系统已日臻完善,并已作为商品化软件广泛应用于各行各业。它在各户服务器结构的分布式多用户环境中的应用,使数据库系统的应用进一步扩展。随着新型数据模型及数据管理的实现技术的推进,可以预期dbms软件的性能还将更新和完善,应用领域也将进一步地拓宽。
它所提供的功能有以下几项:
(1)数据定义功能。dbms提供相应数据语言来定义(ddl)数据库结构,它们是刻画数据库框架,并被保存在数据字典中。
(2)数据存取功能。dbms提供数据 *** 纵语言(dml),实现对数据库数据的基本存取 *** 作:检索,插入,修改和删除。
(3)数据库运行管理功能。dbms提供数据控制功能,即是数据的安全性、完整性和并发控制等对数据库运行进行有效地控制和管理,以确保数据正确有效。
(4)数据库的建立和维护功能。包括数据库初始数据的装入,数据库的转储、恢复、重组织,系统性能监视、分析等功能。
(5)数据库的传输。dbms提供处理数据的传输,实现用户程序与dbms之间的通信,通常与 *** 作系统协调完成。
著名数据库管理系统
ms
sql
sybase
db2
oracle
mysql
access
vf
常见的数据库管理系统
目前有许多数据库产品,如oracle、sybase、informix、microsoft
sql
server、microsoft
access、visual
foxpro等产品各以自己特有的功能,在数据库市场上占有一席之地。下面简要介绍几种常用的数据库管理系统。
一、数据库管理系统(DBMS)的工作模式
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接受应用程序的数据请求和处理请求
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将用户的数据请求(高级指令)转换成复杂的机器代码(低级指令)
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实现对数据库的 *** 作
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从对数据库的 *** 作中接受查询结果
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对数据结果进行处理(格式转换)
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将处理结果返回给用户
二、
数据管理系统的主要功能
DBMS的主要功能有:
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数据库的定义功能。DBMS提供模式DDL(描述概念模式的数据定义语言)定义数据库的三级结构、两级映象,定义数据的完整性约束、保密限制等约束。因此,在DBMS中应包括DDL的编译程序。
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数据库的 *** 纵功能。DBMS提供DML(数据 *** 纵语言)实现对数据的 *** 作。基本的数据 *** 作有两类:检索(查询)和更新(包括插人、删除、更新)。因此,在DBMS中应包括DML的编译程序或解释程序。依照语言的级别,DML又可分成过程性DML和非过程性DML两种。
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数据库的保护功能。DBMS对数据库的保护主要通过四个方面实现:1、数据库的恢复。在数据库被破坏或数据不正确时,系统有能力把数据库恢复到正确的状态。2、数据库的并发控制。在多个用户同时对同一个数据进行 *** 作时,系统应能加以控制,防止破坏DB中的数据。3、数据完整性控制。保证数据库中数据及语义的正确性和有效性,防止任何对数据造成错误的 *** 作。4、数据安全性控制。防止未经授权的用户存取数据库中的数据,以避免数据的泄露、更改或破坏。
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数据库的维护功能。这一部分包括数据库的数据载人、转换、转储,数据库的改组以及性能监控等功能。
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数据字典。数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典(DD)。对数据库的 *** 作都要通过DD才能实现。DD中还存放数据库运行时的统计信息,例如记录个数、访问次数等。
上面是一般的DBMS所具备的功能,通常在大、中型计算机上实现的DBMS功能较强、较全,在微型计算机上实现的DBMS功能较弱。
三、DBMS的模块组成
从模块结构来观察,DBMS由两大部分组成:查询处理器和存储管理器。
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查询处理器有四个主要成分:DDL编译器,DML编译器,嵌人式DML的预编译器及查询运行核心程序。
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存储管理器有四个主要成分:权限和完整性管理器,事务管理器,文件管理器及缓冲区管理器。
数据库
data base
为满足某一部门中多个用户多种应用的需要,按照一定的数据模型在计算机系统中组织、存储和使用的互相联系的数据集合。
带有数据库的计算机系统,除具备一般的硬件、软件外,必须有用以存储大量数据的直接存取存储设备、管理并控制数据库的软件——数据库管理系统(DBMS)、管理数据库的人员——数据库管理员 (DBA)。这样的数据、硬件、软件和管理人员的总体构成数据库系统。数据库仅是数据库系统的一个组成部分。
数据库系统的功能和特征 数据库系统由文卷系统发展而来。与文卷系统相比,这种系统具有数据、体系和控制三个方面的主要特征。
数据特征 在文卷系统中虽然程序与数据之间可用存取方法进行转换,但文卷还是与应用程序对应的,即数据仍面向应用。每一应用各自建立自己的一组文卷。不同的应用若涉及相同的数据,则这些数据分别纳入各自的文卷之中。文卷的各种记录之间没有建立联系,因而数据冗余度大。增加新的应用,必须同时增加新的文卷。因此,文卷系统中的文卷是无结构的、不易扩充的信息集合。数据库则不仅描述数据本身,而且描述数据之间的联系。它的数据结构反映了某一部门的整体信息结构,数据冗余度小、易于扩充新的应用,因而是面向数据总体结构的信息集合,可为多个用户共享。
体系特征 一切数据都有逻辑和物理两个侧面。在数据库系统中,数据逻辑结构的描述称为逻辑模式。逻辑模式又分为描述全局逻辑结构的全局模式(简称模式)和描述某些应用所涉及的局部逻辑结构的子模式。数据物理结构的描述称为存储模式。这两种模式总称为数据库模式。
数据库系统中,用户根据子模式编制程序。子模式与模式模式与存储模式之间有软件进行映射。因此,程序与数据之间具有两级独立性:物理独立性和逻辑独立性。数据的存储模式改变,而模式可以不改变,因而不必改写应用程序,这称为物理独立性。模式改变时,子模式可能不改变,也就不必改写应用程序,这称为逻辑独立性。由于数据库系统具备比较高的程序与数据的独立性,可以使程序员在编制应用程序时集中精力考虑算法逻辑,不必过问物理细节,而且可以大大减少应用程序维护的工作量。
控制特征 数据库数据数量庞大,结构复杂,又为多个用户所共享。因此,必须由数据库管理系统在定义、建立、运行以及维护时进行统一管理和控制,以保证数据库数据的安全性、完整性和并发 *** 作的一致性。此外,还必须有数据库管理员专门负责对数据库的管理、控制监督和改进。
由于数据库系统具有上述特征,它的出现使信息系统的研制从围绕加工数据的程序为中心,转变到围绕共享的数据库来进行。这便于数据的集中管理,有利于应用程序的研制和维护。数据减少了冗余度和提高了相容性,从而提高了作出决策的相容性。因此,大型复杂的信息系统大多以数据库为核心,数据库系统在计算机应用中起着越来越重要的作用。
研究课题 数据库研究的课题,主要涉及三个领域。
数据库管理系统软件的研制 DBMS是数据库系统的基础。研制DBMS的基本目标,是扩大功能,提高性能和可用性,从而提高用户的生产率。70年代以来,研制的重点是探索关系数据库管理系统的设计,内容包括关系数据语言、查询优化、并发控制和系统性能等。另一类课题是对DBMS标准化的研究,即研究一个统一的DBMS体系结构的规范。
数据库设计 这是在计算机系统具有的数据库管理系统的基础上,按照应用要求以及计算机系统所提供的数据模型和功能,设计一个结构良好、使用方便、效率较高的,以数据库为核心的应用信息系统。这一领域主要的研究课题,是数据库设计方法学和设计工具的探索。例如,运用软件工程的方法和工具指导数据库设计;研究数据库设计各个阶段中完备的方法和工具;以关系数据库的规范化理论为指南进行数据库逻辑设计等。
数据库理论 主要研究关系数据库理论。关系数据库理论研究的意义,一方面在于它为数据库学科奠定了理论基础;另一方面它为数据库设计提供了判别标准,从而成为数据库设计的有力指南。研究的主要内容是关系的规范化理论。关系规范化理论已应用于数据库设计的各个阶段。
发展 数据库技术是计算机科学中发展最快的领域之一,新的领域越来越多。
分布式数据库系统 随着70年代后期分布计算机系统的发展,相应地研究成功分布式数据库系统。分布式数据库系统是一个在逻辑上完整,而在物理上分散在若干台互相连接的结点机上的数据库系统。它既具有分布性又具有数据库的综合性。这是数据库系统发展的一个重要方向。分布式数据库系统结构复杂,其中最复杂的是分布式数据库管理系统。
数据库机器 新的计算机系统的体系结构。它把由中央处理器包办的数据库 *** 作分散给一些局部的部件来执行,或转移到一个与主计算机相连的专用计算机去执行,以提高并行性。数据库机器的发展,包括智能控制器和存储器,专用处理机和数据库计算机。
数据库语义模型 数据库的数据模型基本上属于语法模型,语义体现很不完备,不能明显地含有现实世界的意义。因此,用户只能按照DBMS所提供的数据 *** 纵语言访问数据库。语义模型能准确地描述现实世界中某个部门的信息集合及其意义,使用户能基于对现实世界的认识或用类似于自然语言的形式来访问数据库。这方面的研究已发展为数据语义学。
数据库智能检索 数据库技术和人工智能相结合,根据数据库中的事实和知识进行推理,演绎出正确答案,这就是数据库的智能检索。这涉及到自然语言用户接口、逻辑演绎功能和数据库语义模型等问题,如70年代末所开始的知识库管理系统和演绎数据库的研究。
办公室自动化系统中的数据库 研究在办公室自动化系统中数据库技术的应用,其中主要研究对各种非格式化数据如图像、声音、正文的处理,以及面向端点用户的高级语言接口。
数据库系统
database systems
由数据库及其管理软件组成的系统。数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。计算机的高速处理能力和大容量存储器提供了实现数据管理自动化的条件。
数据库系统一般由4个部分组成:①数据库,即存储在磁带、磁盘、光盘或其他外存介质上、按一定结构组织在一起的相关数据的集合。②数据库管理系统(DBMS)。它是一组能完成描述、管理、维护数据库的程序系统。它按照一种公用的和可控制的方法完成插入新数据、修改和检索原有数据的 *** 作。③数据库管理员(DBA)。④用户和应用程序。对数据库系统的基本要求是:①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。②冗余数据少,数据共享程度高。③系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。④能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受非受权者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。⑤有重新组织数据的能力,能改变数据的存储结构或数据存储位置,以适应用户 *** 作特性的变化,改善由于频繁插入、删除 *** 作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。⑥具有可修改性和可扩充性。⑦能够充分描述数据间的内在联系。
数据库计算机
database computer
实现数据库的存储、管理和控制的一种专用计算机系统。它能十分快速而有效地完成各种数据库 *** 作,并能适应大型数据库的管理。
由于微处理机技术和简约指令集计算机(RISC)技术的飞速发展,使高档微机和各种工作站(见计算机工作站)的价格越来越低,而处理能力和存储容量却越来越高。可以说,通用处理机在这方面的发展在较大程度上降低了人们对数据库机的进一步研究的积极性,使得数据库机的发展在一定程度上处于停顿状态。面对这种严峻形势,它的进一步发展必须解决成本太高和使用太专等问题,以争得用户。数据库机的未来发展概括起来大概有以下几方面:①充分利用大规模集成电路技术、并行处理和其他先进硬件技术,提高数据库机的性能/价格比。②研究新的数据库机体系结构和相应的并行 *** 作算法和软件,提高整机系统的性能,使它能适应一些特殊应用中对海量数据库进行管理的需求。③将它与人工智能技术结合,做出有一定智能的数据库机,使这种机器不但能对数据进行管理和控制,而且能支持对知识的加工和运用,从而在知识处理领域发挥作用。④充分利用分布数据库技术,发展面向通用硬件和软件的能在网络环境下使用的数据库机,提高数据库机的通用性。
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