數據庫是“按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫”。是一個長期存儲在計算機內的、有組織的、有共享的、統一管理的數據集合。

數據庫是以一定方式儲存在一起、能與多個用戶共享、具有盡可能小的冗余度、與應用程序彼此獨立的數據集合，可視為電子化的文件柜——存儲電子文件的處所，用戶可以對文件中的數據進行新增、查詢、更新、刪除等操作。

1.系統的組成

（1）數據庫

一個結構化的相關數據的集合。主要是通過綜合匯總各個數據庫用戶的文件，除去不必要的冗余，然后使各個文件的數據項相互聯系，從而形成整體數據結構。聯系是數據庫的重要特點，至于怎樣實現這種聯系，取決于數據庫類型，類型不同，聯系手段也不一樣，這個問題在第二章詳細討論。數據庫是集成化的，能為多種應用服務，它獨立于應用程序，是數據處理系統的核心和管理對象。

（2）數據庫管理系統DBMS

數據庫系統中，DBMS是專門用于數據管理的軟件。通常，DBMS提供數據庫定義和數據裝入功能。提供數據操縱(檢索與數據存取操作)，數據控制(安全性、完整性和并發控制)和數據庫維護(數據庫整理、修改與重定義)等功能。

DBMS提供應用程序與數據庫的接口，允許用戶邏輯地訪問數據庫中的數據，負責邏輯數據與物理地址間的映射，是控制和管理數據庫運行的工具。

（3）支持數據庫運行的硬、軟件環境

① 硬件

硬件是數據庫賴以存在的物理設備，包括CPU、存儲器和其它外部設備。數據庫系統要求很大的內存，用來存放系統程序、應用程序和表緩沖區。數據庫系統對外部存儲器（硬盤）有特殊要求，應配置大容量的磁盤設備，用來存放要長期保存和反復使用的大量數據。硬盤是一種能支持直接數據存取的外部設備，它為索引文件、鏈接文件、直接存取文件和倒排文件等文件組織形式和數據存取方法提供物理支持，是數據庫系統不可缺少的設備。

② 軟件

數據庫系統是一個軟件應用系統。計算機應用系統中，最基本的軟件是操作系統，其它任何軟件系統(包括DBMS)都必須在它的支持下工作。因此當選用某種DBMS時，必須選擇能對DBMS提供支持的操作系統，要處理漢字，必須使用中文系統平臺。

（4）應用程序

數據庫為多用戶共享使用，不同用戶有不同業務要求，其所需要的數據，已由數據庫設計者精心規劃在數據庫中。如何使用庫中數據是用戶的事，但其操作權限僅是數據庫的一個子集。

（5）數據庫管理員DBA(DataBase Administrator)

數據庫系統中，人的因素起重要作用，應該把DBA看成系統不可忽略的一部分。大型數據庫系統，要求配備專職DBA，其職責是對數據庫進行管理和維護，保持數據庫始終處于最佳工作狀態。

數據庫的建立，是由計算機專業人員和有關業務人員共同組成的班子，從需求分析開始，匯總所有用戶的數據，進行分析、綜合、提煉、畫出全局邏輯結構圖，搞清數據來龍去脈，定義各種數據，包括數據類型、結構、值域、來源、用途、使用權限、保密級別等等，構成數據字典。這個數據字典供系統參考使用。

數據庫系統以硬件為基礎，在硬件基礎上層層套上各種軟件。外層依賴于內層支持，且可以調用內層但不必考慮內層細節。圖中顯示了DBMS在操作系統支持下與其它語言處理程序可以在一個系統中并存，用戶可以根據自己的需要選用DBMS或其它語言開發程序。注意，應用程序訪問數據庫中的數據，必須通過DBMS進行。

2.數據庫系統的特點

數據庫是個復雜的系統，難以用簡潔的語言概括其全部特征。實際上關于什么是數據庫，至今還沒有一個公認的嚴格定義，當人們從不同角度描述數據庫時，可能給出的定義出入很大。

例：C.J.Date在他的《數據庫系統導論》一書中，從以下三方面描述了數據庫

① 數據庫是存儲在磁盤或其它存儲介質上的數據集合。

② 有若干應用程序以數據庫為背景進行檢索、修改、插入或刪除等操作，還可能有一些聯機遠程終端用戶訪問數據庫。

③ 數據庫是集成的，包含許多用戶的數據，每個用戶只享用其中一部分數據，不同用戶所使用的數據可以重疊，并且同-片數據可以為多用戶共享。

J．Martin在《數據庫組織》一書中對數據庫是如下定義的:

數據庫是存儲在一起的相關數據的集合，這些數據沒有不必要的冗余，能為多種應用服務；數據的存儲獨立于程序；對數據庫的插入、修改和檢索均能按一種公用的和可控的方法進行；若在一個系統中，存在著結構上完全分離的多個數據表，則稱該系統為一個數據庫集合。

如上所述，對什么是數據庫，從不同角度描述的差別可能很大，但對數據庫應具有的基本特點，認識是一致的。我們也應從它的基本特點去認識數據庫。數據庫有哪些特點?

(1)數據獨立

數據獨立是數據庫方式管理數據的基本優點，也是數據庫系統追求的目標。數據獨立的含義是數據的存儲獨立于應用程序，保證數據的改變不致或很少影響應用程序。

數據獨立又有兩個含義：物理數據獨立性和邏輯數據獨立性。

物理數據獨立性，指數據庫物理結構(包括數據的組織和存儲、存取方法、外部存儲設備等)發生改變時，不會影響到數據庫的邏輯結構，而應用程序使用的是邏輯數據，因此可以不必改動應用程序。

邏輯數據獨立性，指由于某種原因使數據庫的全局邏輯結構發生改變時，用戶的應用程序不需要改動。似乎數據庫并未發生變化一樣。這是因為應用程序是根據該用戶的數據視圖編寫的，僅是全局邏輯數據的一個子集，全局結構變化與否與具體用戶無關，只要能從全局導出用戶的局部視圖就行。

以上兩種數據獨立性，是由DBMS所提供的映像功能實現的。

(2)數據共享

是指不同用戶可以使用同一個數據庫，各自取出他們所需要的子集，而且允許子集任意重疊。這是由于數據集成帶來的好處。不過當碰巧多個用戶同時對同一數據更新時，要進行控制，避免數據發生矛盾，一般DBMS都具有并發控制功能。

(3)減少了數據冗余

數據庫方式，數據是集成化的，應用程序使用的邏輯文件是取自整體的子集，盡管一個數據可能出現在不同的邏輯文件中，但物理存儲只有一次，這就減少了數據冗余。

數據冗余有時難以避免，甚至有時為了某種需要有意地重復存儲數據而帶來其它方便，所以只說減少數據冗余而不提“避免”二字。冗余數據要占用空間，有時減少了冗余，但需要數據時要利用CPU運算從其它數據中推算過來而影響速度，所以有時會采用以空間換速度，適當的冗余可大大減少運算量，提高處理速度。

(4)數據的安全性與完整性

安全性：指數據保密，為防止數據被竊或破壞，DBMS設置嚴密措施，層層防護。

完整性：指數據的正確性和一致性。

實現安全性和完整性保護，不同的DBMS有不同的方法，功能有強有弱。提升數據安全性和完整性要以CPU的時間開銷為代價，會使數據庫系統的處理速度下降。

(5)使用操作方便性

一個數據庫系統允許使用多種程序語言(如VC、VB、Delphi、PB、C#等)與數據庫打交道，而有關數據操作命令則由DBMS解釋，每條操作命令，幾乎相當于高級語言的一段子程序，因此在數據庫環境下，程序設計效率大為提高。DBMS配有宿主語言，能提高管理效應。

總結

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