1.2 基本概念

在系統地介紹數據庫技術之前，首先介紹數據庫中最常用的一些術語和基本概念。

1. 數據

數據（Data）是數據庫中存儲的基本對象。早期的計算機系統主要應用于科學計算領域，處理的數據基本是數值型數據，因此數據在人們頭腦中的直覺反應就是數字，但數字只是數據的一種最簡單的形式，是對數據的傳統和狹義的理解。目前，計算機的應用范圍已十分廣泛，因此數據種類也更加豐富，如文本、圖形、圖像、音頻、視頻、商品銷售情況等都是數據。

我們可以將數據定義為：數據是描述事物的符號記錄。描述事物的符號可以是數字，也可以是文字、圖形、圖像、聲音、語言等，數據有多種表現形式，它們都可以經過數字化后保存在計算機中。

數據的表現形式并不一定能完全表達其內容，有些還需要經過解釋才能明確其表達的含義，如20，當解釋其代表人的年齡時就是20歲，當解釋其代表商品價格時，就是20元。因此，數據和數據的解釋是不可分的。數據的解釋是對數據演繹的說明，數據的含義稱為數據的語義。因此，數據和數據的語義是不可分的。

在日常生活中，人們一般直接用自然語言來描述事物，如描述一門課程的信息：數據庫系統基礎，4個學分，第5學期開設。但在計算機中經常按如下形式描述：

（數據庫系統基礎，4，5）

即把課程名、學分、開課學期信息組織在一起，形成一個記錄，這個記錄就是描述課程的數據。這樣的數據是有結構的。記錄是計算機表示和存儲數據的一種格式或方法。

2. 數據庫

數據庫（Database，DB），顧名思義，就是存放數據的倉庫，只是這個倉庫是存儲在計算機存儲設備上的，而且是按一定格式存儲的。

人們在收集并抽取出一個應用所需要的大量數據后，就希望將這些數據保存起來，以供進一步從中得到有價值的信息，并進行相應的加工和處理。在科學技術飛速發展的今天，人們對數據的需求越來越多，數據量也越來越大。最早人們把數據存放在文件柜里，現在人們可以借助計算機和數據庫技術來科學地保存和管理大量的復雜數據，以便能方便而充分地利用寶貴的數據資源。

嚴格地講，數據庫是長期存儲在計算機中的有組織的、可共享的大量數據的集合。數據庫中的數據按一定的數據模型組織、描述和存儲，具有較小的數據冗余、較高的數據獨立性和易擴展性，并可為多種用戶共享。

概括起來，數據庫數據具有永久存儲、有組織和可共享三個基本特點。

3. 數據庫管理系統

在了解了數據和數據庫的基本概念后，下一個需要了解的就是如何科學、有效地組織和存儲數據，如何從大量的數據中快速地獲得所需的數據以及如何對數據進行維護，這些都是數據庫管理系統要完成的任務。數據庫管理系統是一個專門用于實現對數據進行管理和維護的系統軟件。

數據庫管理系統（Database Management System，DBMS）位于用戶應用程序與操作系統軟件之間，如圖1-1所示。數據庫管理系統與操作系統一樣都是計算機的基礎軟件，同時也是一個非常復雜的大型系統軟件，其主要功能包括以下幾個方面。

（1）數據庫的建立與維護功能

此功能包括創建數據庫及對數據庫空間的維護、數據庫的轉儲與恢復功能、數據庫的重組功能、數據庫的性能監視與調整功能等。這些功能一般是通過數據庫管理系統中提供的一些實用工具實現的。

（2）數據定義功能

此功能包括定義數據庫中的對象，如表、視圖、存儲過程等。這些功能的實現一般是通過數據庫管理系統提供的數據定義語言（Data Definition Language，DDL）實現的。

（3）數據組織、存儲和管理功能

為提高數據的存取效率，數據庫管理系統需要對數據進行分類存儲和管理。數據庫中的數據包括數據字典、用戶數據和存取路徑數據等。數據庫管理系統要確定這些數據的存儲結構、存取方式和存儲位置，以及如何實現數據之間的關聯。確定數據的組織和存儲的主要目的是提高存儲空間利用率和存取效率。一般的數據庫管理系統都會根據數據的具體組織和存儲方式提供多種數據存取方法，如索引查找、Hash查找、順序查找等。

（4）數據操作功能

此功能包括對數據庫數據的查詢、插入、刪除和更改操作。這些操作一般通過數據庫管理系統提供的數據操作語言（Data Manipulation Language，DML）實現。

（5）事務的管理和運行功能

數據庫中的數據是可供多個用戶同時使用的共享數據，為保證數據能夠安全、可靠地運行，數據庫管理系統提供了事務管理功能。這些功能保證數據能夠并發使用并且不會產生相互干擾的情況，而且在數據庫發生故障時能夠對數據庫進行正確恢復。

（6）其他功能

其他功能包括與其他軟件的網絡通信功能、不同數據庫管理系統間的數據傳輸以及互訪問功能等。

4. 數據庫系統

數據庫系統（Database System，DBS）是指在計算機中引入數據庫后的系統，一般由數據庫、數據庫管理系統、應用程序、數據庫管理員組成。為保證數據庫中的數據能夠正常、高效地運行，除了數據庫管理系統軟件外，還需要一個（或一些）專門人員來對數據庫進行維護，這個專門人員就稱為數據庫管理員（Database Administrator，DBA）。我們將在1.5小節詳細介紹數據庫系統的組成。

一般在不引起混淆的情況下，常常把數據庫系統簡稱為數據庫。