1.1 数据库技术概述

1.1.1 什么是数据库

数据库（database,DB）顾名思义就是存放数据的仓库，是数据依照某种数据模型组织起来并存放在计算机外存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点：尽可能不重复，以最优方式为某个特定组织的多种应用服务，其数据结构独立于使用它的应用程序，对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。

数据库的数据通常是面向一个组织、企业或者部门的，例如，学生成绩管理系统中，学生的基本信息、课程信息和成绩信息就可以存放在学生成绩管理数据库中。我们可以把学生成绩管理数据库分成三张表，表可以比喻为仓库中的货架。

■ 学生基本信息表可以存放学生的学号、姓名、性别、出生年月、民族、所在系部、地址、电话等基本信息。

■ 课程信息表可以存放课程的编号、课程名称、授课教师、学时、学分、课程类型等。

■ 成绩信息表可以存放学生的学号、课程的编号和对应的成绩。

通过数据库管理系统，如SQL Server等，可以把学生成绩管理数据库分三个表分类存放，这样，可以大大减少数据的重复，方便对数据进行增加、删除、修改和查询工作。

1.1.2 数据库管理系统

数据库管理系统（database management system,DBMS）是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。一个数据库管理系统中可以同时存放多个数据库，可以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，数据库管理员也可以通过DBMS进行数据库的维护工作。它提供以下七大功能：

（1）数据定义功能。DBMS提供数据定义语言DDL（data definition language），供用户定义数据库的三级模式结构、两级影像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL 主要用于建立、修改数据库的库结构。

（2）数据操作功能。DBMS提供数据操作语言DML（data manipulation language），供用户实现对数据的增加、删除、更新、查询等操作。

（3）数据库的运行管理。包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原子性。这些功能保证数据库系统的正常运行。

（4）数据组织、存储与管理。DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等，需确定以何种文件结构和存取方式在存储器上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取效率。

（5）数据库的保护。数据库中的数据是信息社会的战略资源，所以数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护主要通过4个方面来实现：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。

（6）数据库的维护。这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储、数据库的重组和重构以及性能监控等功能，这些功能分别由各个使用程序来完成。

（7）通信。DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括 DBMS 与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。

常用的数据库管理系统有Access、MS SQL Server、MySQL、Oracle、Sybase、Foxpro、DB2、Informix等。

1.1.3 数据库系统

数据库系统DBS（database system,DBS）通常由软件、数据库和数据管理员（database administrator,DBA）组成，是由数据库及其管理软件组成的系统。它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。它是一个实际可运行的存储、管理、处理、分析和维护数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。

数据库系统的软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库，使数据能被任何有权使用的人有效使用。数据库管理员一般是由业务水平较高、资历较深的人员担任。

数据库系统的个体含义是指一个具体的数据库管理系统软件和用它建立起来的数据库；它的学科含义是指研究、开发、建立、维护和应用数据库系统所涉及的理论、方法、技术所构成的学科。在这一含义下，数据库系统是软件研究领域的一个重要分支，常称为数据库领域。

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。