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数据库管理系统是一个由互相关联的数据的集合和一组用访问这些数据的程序组成,这个数据集合通常称作数据库,其中包含了关于某个企业的信息。DBMS的主要目标就是提供一种可以方便高效的存取数据库信息的途径。
设计数据库的目的是管理大量的信息,对数据的管理既涉及信息存储结构的定义又涉及信息操作机制的提供,此外数据库系统还碧玺提供所存储信息的安全性保证,即使数据被多用户共享,那么系统还必须设法避免可能产生的异常结果。
1、数据库系统的应用
数据库的应用非常广泛,比如:企业信息(销售、会计、人力资源等)、银行和金融(银行业、信用卡交易、金融业)、大学(存储学生信息、课程注册、成绩等)、航空业。
2、数据库系统的目标
在以前保存信息的方法是将它们存放在操作系统文件中,也就是所谓的文件处理系统。在数据库出现以前,经常采用这样的系统来存储信息。但是这样的存储组织信息有很多弊端:数据的冗余和不一致、数据访问困难、数据孤立、完整性问题、原子性问题、并发访问异常、安全性问题。也正是由于这些问题,促进了数据库系统的发展。
3、数据视图
数据库系统是一些相关联的数据以及一组使得用户可以访问和修改这些数据的程序的集合,数据库系统的一个主要目的是给用户提供数据的抽象视图。也就是说系统隐藏关于数据存储和维护的某些细节。
3.1 数据抽象
一个可用的系统必能高效的检索数据,设计者在数据库中使用复杂的数据结构来表示数据。系统开发人员会通过一下几个层次的抽象来对用户屏蔽复杂性。以简化用户与系统的交互。
物理层:最低层次的抽象,描述数据实际上是怎么样存储的,物理层详细描述复杂的底层数据结构。
逻辑层:比物理层稍高的抽象描述数据库中存储什么数据以及这些数据间存在什么关系,这样逻辑层就通过少量相对简单的结构描述了整个数据库。虽然逻辑层的简单结构的实现可能涉及复杂的物理层,但是逻辑层用户不必知道这样的复杂性,这称作物理数据独立性。
视图层:最高层次的抽象,只描述整个数据库的某个部分,尽管在逻辑层使用了比较简单的结构,但是一个大型数据库中所存信息的多样性,仍存在一定程度的复杂性,数据库系统的很多用户不需要关心所有的信息,而只需要访问数据库的一部分。视图层抽象的定义正是为了使这样的用户与系统的交互更简单,系统可以为同一数据库提供多个视图。
这三层的相互关系如下图所示:
自己的理解,感觉物理层就像是数据结构的具体实现和内存申请销毁等,而逻辑层是对数据结构的各种操作,比如插入删除等。而视图层就像根据不同权限的用户只能使用部分数据结构一样。
3.2 实例和模式
特定时刻存储在数据库中的信息和集合称作数据库的一个实例。数据库的总体设计称作数据库模式。数据库模式和实例的概念可以用类的概念来类比理解。
根据前面的不同的抽象层次,数据库系统可以分为几种不同的模式,物理模式在物理层描述数据库的设计,逻辑模式则在逻辑层描述数据库的设计,数据库在视图层也有几种模式,有时称为子模式,描述了数据库的不同视图。程序员使用最多的一般是逻辑模式,一般用来构造数据库应用程序。
3.3 数据模型
数据库结构的基础是数据模型,数据模型是一个描述数据、数据联系、数据语义以及一致性约束的概念工具的集合,数据模型提供了一种描述物理层