分类: 数据库开发技术
2012-04-15 22:23:07
数据和信息
信息:关于现实世界事物存在方式和运动状态的反映。
数据:通常指用符号记录下来的、可以识别的信息。
数据处理和数据管理
数据处理是指从某些已知的数据出发,推导加工出一些新的信息。
数据管理是指数据的收集、整理、存储、维护、检索、传送等操作。这部分操作是数据处理业务的基本环节,而且是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。
数据库基本术语
数据库(DB):长期存储在计算机内、有组织的、统一管理的相关数据的集合。
数据库管理系统(DBMS):位于用户和操作系统之间的一层数据管理软件。
数据库系统(DBS):实现有组织地、动态地存储大量关联数据、方便多用户访问的计算机硬件、软件和数据资源组成的系统。
数据库技术:与数据库的结构、存储、设计、管理和使用的相关技术。
数据存储方法的演化历史:磁盘、卡片和纸带发展到磁盘,同时磁盘容量出现飞速增长。
数据库技术的发展经历了三个阶段:手工管理阶段、文件系统阶段和数据库阶段。
手工管理阶段:在20世纪50年代以前,外存只有磁带、卡片和纸带,还没有直接存取设备,没有操作系统,没有管理数据的软件,也没有文件的概念。数据量少,由用户自己管理,且数据没有组织结构,是面向应用的,依赖于应用程序,不能独立存在。
文件系统阶段:50年代后期到60年代中期,出现了磁鼓、磁盘 等存储设备,于是数据被组织成独立的数据文件,这样数据以“文件”形式长期保存在外部存储器的磁盘上,系统通过文件名访问,对文件里的记录进行存取,并可 对文件中的记录进行增删改。文件系统实现了记录的结构化,即给出了记录间各种数据的关系,使得数据的逻辑结构与物理结构有了区别。文件组织也已经多样化。 数据不再属于某个特定的程序,可以重复使用。
但文件从整体上看仍是无结构的,数据共享性、独立性差,数据之间联系弱,数据不一致,且有大量冗余,所以管理和维护的代价很大。
数据库阶段:60年代后期,出现了数据库这样的数据管理技术。1968年IBM推出层次模型的IMS系统。1969年CODASYL组织发布了DBTG报告,总结了当时各种数据库,提出网状模型。可以说,层次数据库是数据库系统的先驱,而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基者。1970年IBM的E.F.Codd连续发表论文,提出关系模型,奠定了关系数据库的理论基础。
数据库的特点有:采用数据模型表示复杂的数据结构;有较高的数据独立性;数据库系统为用户提供了方便的用户接口;数据库系统提供了数据库的并发控制、数据库的恢复、数据的完整性、数据安全性这四方面的数据控制功能。
除了关系数据库,如今还有一些高级数据库,比如分布式数据库系统、对象数据库系统、网络数据库系统。
分布式数据库通常使用位于不同的地点的较小的计算机系统,通过网络连接构成完整的、全局的大型数据库。每台计算机有DBMS的一份完整拷贝,且具有自己局部的数据库。
对象数据库是用以对象形式表示信息的数据库。对象数据库的管理系统称为ODBMS或OODBMS。
网络数据库由数据和资源共享这两种方式结合在一起而成,也称Web数据库。它以后台(远程)数据库为基础,加上一定的前台(本地计算机)程序,通过浏览器完成数据的存储、查询等操作。
数据库系统的体系结构
数据库系统的结构常采用三级模式结构:外模式、概念模式、内模式。
概念模式简称为模式,它表示了对数据的全局逻辑级的抽象级别,是数据库中全部数据的整体逻辑结构的描述。它由若干个概念记录类型组成,还包含记录间联系、数据的完整性、安全性等要求。在实现中,它可以对应于所有的表格。
内模式也称存储模式,表示了对数据的物理级的抽象级别。它是数据库中全体数据的内部表示或底层描述,是数据库最低一级的逻辑描述,它描述了数据在存储介质上的存储方式和物理结构,对应着实际存储在外存储介质上的数据库。它包括记录类型、索引、文件的组织等,用内模式描述语言来描述、定义。
外模式也称子模式,表示了对数据的局部逻辑级的抽象级别。它对应于用户级,是用户与数据库系统的接口,是用户用到的那部分数据的描述。在实现中可以对应于视图。
三级模式间存在二级映象:
外模式/概念模式映象:局部逻辑级和全局逻辑级的一级映象,提供了逻辑独立性。这样在修改表格时,只需要相应修改映象,而用户程序不会受到影响。
概念模式/内模式映象:全局逻辑级和物理级的一级映象,提供了物理独立性。这样在进行数据库迁移时,比如从mysql到sqlserver,表格并不需要发生变化。
DBMS用于管理数据库。应用程序向DBMS发送请求,DBMS则向DB发出底层指令。DB向DBMS返回数据(查询结果),DBMS对数据进行处理并返回给应用程序数据(处理结果)。
DBMS的主要功能有:数据库的定义功能、数据库的操纵功能、数据库的保护功能(数据库的恢复、数据库的并发控制、数据完整性控制和数据安全性控制)、数据库的维护功能和数据字典(存放数据库的信息,其用途为描述数据,比如一个表的创建者信息,创建时间信息,所属表空间信息,用户访问权限信息等)。
数据库系统的组成:数据库、硬件、软件(DBMS、OS、开发工具等)和数据库管理员。
数据库系统的用户角色有:
DBA(Database Administrator):是控制数据库整体结构的一组人员,负责DBS的正常运行,承担创建、监控和维护数据库的责任。它的职责有:定义模式、定义内模式、与用户的联络(包括定义外模式、应用程序的设计、提供技术培训等专业服务)、定义安全性规则和对用户访问的数据库进行授权、定义完整性规则及监督数据库的运行、数据的转储和恢复工作。
专业用户:使用专用的数据库查询语言操作数据的计算机工作者。
应用程序员:使用主语言和DML语言(Data Manipulation Language,SQL的分类之一,包括:INSERT、UPDATE、DELETE。)编写应用程序的计算机工作者。
终端用户:使用应用程序的非计算机人士。