数据库管理系统(DataBaseManagementSystem,简称DBMS)。
说明:
从操作系统角度:DBMS是使用者,它建立在操作系统的基础之上,需要操作系统提供底层服务。如:创建进程、读写磁盘文件、CPU和内存管理等。
从数据库角度:DBMS是管理者,是数据库系统的核心,是为数据库的建立、使用和维护而配置的系统软件,负责对数据库进行统一的管理和控制。
从用户角度:DBMS是工具或桥梁,是位于操作系统与用户之间的一层数据管理软件。用户发出的或应用程序中的各种操作数据库的命令,都要通过DBMS来执行。
DBMS的主要功能有:对用户提供数据库定义、建立、操纵和维护功能;对数据库系统提供事务运行、安全控制、组织与存储管理功能。
常用的DBMS有:Oracle、SQL Server、DB2、SyBase、FoxPro、Access等。
每个DBMS都应该尽量满足几个系统目标
1.用户界面友好首先,用户界面应具有一定的容错,指示,引导改正作用,这就是用户界面的可靠性;
其次,用户界面还应具有易用性
此外,用户界面还应具有立即反馈和多样性等特点。
2.功能完备DBMS核心功能随系统的大小而异,DBMS主要功能包括数据库定义功能、数据库操纵功能、数据库控制功能、数据库运行管理功能、数据库组织和存储管理功能、数据库建立和维护功能、数据库通信功能等。
3.效率高DBMS应该具有高的系统效率和高的用户生产率。
系统效率包括两个方面:一是计算机系统内部资源的利用率,二是DBMS本身的运行效率,
用户生产率是指用户设计和开发应用程序的效率。
4.结构清晰DBMS的结构清晰是它具有开放性的一个必要条件。
5.开放性DBMS的开放性是指符合标准和规范,如ODBC标准、SQL标准等。遵循标准可以大大提高DBMS的互操作性和可扩展性
数据库管理系统的组成
1.数据定义语言及其翻译程序
DBMS提供的一套数据定义语言(DataDescriptionLanguage,简称DDL)用于描述数据库中要存储的现实世界实体的语言,
包括数据字典中数据库的逻辑结构、完整性约束、物理存储结构的表述、数据库的各种数据操作和数据库的维护管理的各种依据。
DDL包括模式DDL、外模式DDL和内模式DDL三个部分。
模式DDL不仅可以用于定义全局逻辑数据结构,包括所有字段的名称、特征及其相互关系,还可以用于定义数据的完整性、安全性约束。
外模式DDL为用户定义所用的局部逻辑数据结构,包括与用户的应用程序有关的字段名称、特征及其相互关系。此外,外模式DDL还用于描述外模式到模式之间的映射关系。
内模式DDL用于描述数据在存储介质上的安排和存放方式,不同的是,这与数据库系统的硬件有关,用户参与定义内模式的程度在具体的DBMS中各不相同,内模式DDL还可以用于描述模式到内模式之间的映射关系。
2.数据操纵语言及其编译(或解释)程序
DBMS提供的一套数据操纵语言(DataManipulationLanguage,简称DML)用于实现对数据库的一些基本操作,如数据检索、数据插入、数据修改和数据删除,其中数据插入、数据删除和数据修改操作又称为数据更新操作。
DML分为宿主型DML和自主型DML。
宿主型DML本身不能独立使用,必须嵌入到宿主语言,如C、COBOL、PASCAL等语言中,因此也称为嵌入型DML。宿主型DML仅负责对数据库数据的操作,其他工作都由宿主语言完成。
自主型DML又称为自含型DML,它可以独立进行数据查询、数据更新等操作,语法简单,使用方便,适合终端用户使用。
DML是DBMS提供给用户或者应用程序员使用的语言工具,DBMS应包含DML的编译程序,对用户的数据操作请求(如查询语句)进行优化,并将其转换成DBMS的查询运行程序能够执行的低层指令形式。
3.数据库运行控制程序
DBMS提供了一些系统运行控制程序,负责数据库运行过程中的控制和管理,数据运行控制程序包括如下一些程序。
(1)系统初启程序:这是DBMS的神经枢纽。它负责初始化DBMS,建立DBMS的系统缓冲区、系统工作区等,控制并协调DBMS各个程序的活动,使系统有条不紊地运行。
(2)访问控制程序:负责对用户标识、口令和权限核对,检验存取操作的合法性,然后决定是否允许该访问进入数据库。
(3)安全性控制程序:负责数据库中的数据安全保密工作。
(4)完整性检查程序:在执行操作之前或之后,检查完整性约束条件,决定是否执行数据库的操作。
(5)并发控制程序:在许多用户同时访问数据时,协调各用户的访问和操作,保证数据库数据的一致性,
如可以按优先级安排访问顺序,封锁某些访问或某些数据,撤消某种封锁,允许某个访问执行或者撤消某个事务等。
(6)数据存取、更新程序:根据用户访问请求,实施对数据访问,从物理文件中查找数据,进行插入、修改和删除等操作。
(7)通信控制程序:顾名思义,就是用于实现用户程序与DBMS之间的通信。
4.数据库服务实用程序
(1)数据装入程序:用于把大量原始数据按某种文件组织方式(如顺序、索引等),存储到内外介质上,完成数据库的装入。
(2)工作日志程序:负责记载进入数据库的所有访问,日志内容包括用户名称、进入系统时间、进行何种操作、数据对象、数据改变情况、操作执行情况等,使每个访问者的访问都留下踪迹。
(3)性能监督程序:负责监督操作执行时间与存储空间占用情况,做出系统性能估算,以决定数据库是否需要重新组织。
(4)数据库重新组织程序:当数据库系统性能变坏时,能重新对数据进行物理组织,或者按原组织方法重新装入,或者改变原组织方法,采用新的结构。
(5)系统恢复程序:当软件、硬件设备遭到破坏,并引起数据库的破坏时,该程序把数据库恢复到可用状态。
(6)转储、编辑、打印程序:用于转储数据库的部分或全部数据、编辑数据或按规定格式打印所选数据。
数据库管理系统的功能
1.数据库定义功能
DBMS提供数据定义语言(DataDefinitionLanguage,简称DDL),
可以定义数据库中数据之间的联系,
可以定义数据的完整性约束条件和保证完整性的触发机制等,包括全局逻辑数据结构(模式)的定义、局部逻辑数据结构(外模式)的定义、保密定义等。
2.数据库操纵功能
DBMS提供数据操纵语言(DataManipulationLanguage,简称DML)
可以接收、分析和执行用户提出的访问数据库的各种要求,完成对数据库的各种基本操作,如对数据库的检索、插入、删除和修改等操作,
可以重新组织数据的存储结构,
可以完成数据库的备份和恢复等操作。这是面向用户的主要功能。
3.数据库控制功能
DBMS对数据的控制功能包括
整个数据库系统的运行控制、数据库的完整性控制、数据库的安全性控制及多用户环境下的数据库并发访问控制等。
4.数据库运行管理功能
数据库运行管理功能是指DBMS运行控制和管理功能。数据库运行期间的动态管理是DBMS的核心部分,
包括并发控制、
存取控制(或安全性检查、完整性约束条件的检查)、
数据库内部的维护(如索引、数据字典的自动维护等)、
缓冲区大小的设置等。
所有的数据库操作都是在这个控制部分的统一管理下,协同工作,
以确保事务处理的正常运行,保证数据库的正确性、安全性和有效性。
5.数据库组织和存储管理功能
数据库中需要存放多种数据,如数据字典、用户数据和存储路径等,
DBMS负责组织、存储和管理这些数据,确定以何种文件结构和存取方式物理地组织这些数据,如何实现数据之间的联系,
以便提高存储空间利用率和各种基本操作的时间效率。
6.数据库的建立和维护功能
DBMS对数据库的建立功能包括数据库初始数据的输入和数据转换等。
维护功能包括数据库的转储和恢复功能;数据库运行时记录运行情况的日志和监视数据库的性能;数据库被破坏或系统软件、硬件发生故障时恢复数据库等。
数据库的建立和维护包括初始数据的装入、数据库的转储或后备功能、数据库恢复功能、数据库的重组织功能和性能分析等功能,这些功能一般都由各自对应的实用功能子程序来完成。
7.数据库通信功能
DBMS具有与操作系统的联机处理、分时处理及远程作业输入的相应接口,因此,在分布式数据库或提供网络操作功能的数据库中还必须提供数据库与其他软件系统进行通信的功能。
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