1.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能

數(shù)據(jù)庫技術是計算機科學的重要分支。最初的數(shù)據(jù)管理采用的是人工管理方式，數(shù)據(jù)的存儲結構、存取方法、輸入/輸出方式都要程序員親自動手設計，數(shù)據(jù)管理的效率很低。隨著大容量外存儲器的出現(xiàn)，專門用于管理數(shù)據(jù)的軟件“文件系統(tǒng)”應運而生，數(shù)據(jù)可以長期保存，程序員也不必過多地考慮物理細節(jié)，數(shù)據(jù)管理效率有所提高，但仍然不能共享數(shù)據(jù)，導致數(shù)據(jù)大量冗余。為了解決這個問題，20世紀60年代中期出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫技術，在數(shù)據(jù)庫中可以實現(xiàn)應用程序間的數(shù)據(jù)共享，并最大限度地減少冗余，保證數(shù)據(jù)的正確性。由于數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)結構化好、冗余度小、數(shù)據(jù)獨立性高、數(shù)據(jù)共享性高和易于擴充等優(yōu)點，所以被廣泛應用于數(shù)據(jù)處理中。

數(shù)據(jù)庫是信息時代的產物，可實現(xiàn)大量信息的管理和處理。人們通過數(shù)據(jù)庫可以方便地使用、查找所需要的信息。一個完整的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBase System，DBS）由數(shù)據(jù)庫（DateBase，DB）、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBase Management System，DBMS）、數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DataBase Administrator System，DBAS）、數(shù)據(jù)庫管理員（DataBase Administrator，DBA）及用戶（User）組成。圖1-8所示為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組成，圖1-9所示為數(shù)據(jù)庫的角色訪問層次。

在介紹數(shù)據(jù)庫之前首先需要理解關于數(shù)據(jù)庫的幾個概念。

（1）數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)（Data）是信息的符號化表示，是記錄事務的物理符號。數(shù)據(jù)的表示形式是多種多樣的，可以是數(shù)值的、字符的、圖形的、聲音的等。為了了解世界、交流信息，人們需要描述這些事物。在日常生活中直接用自然語言（如漢語）描述。在計算機中，為了存儲和處理這些事物，就要抽出這些事物的特征組成一個記錄來描述。

例如，在學生檔案中，如果人們最感興趣的是學生的姓名、性別、年齡、出生年月、籍貫、所在系別、入學時間，那么可以這樣描述（劉清，女，21，1990，福建，計算機系，2011），這里的學生記錄就是數(shù)據(jù)。對于上面這條學生記錄，了解其含義的人會得到如下信息：劉清是個大學生，1990年出生，女，福建人，2011年考入計算機系；而不了解其語義的人則無法理解其含義。可見，數(shù)據(jù)的形式還不能完全表達其內容，需要經過解釋。所以數(shù)據(jù)和關于數(shù)據(jù)的解釋是不可分的，數(shù)據(jù)的解釋是指對數(shù)據(jù)含義的說明，數(shù)據(jù)的含義稱為數(shù)據(jù)的語義，數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。

（2）數(shù)據(jù)庫

所謂數(shù)據(jù)庫（DataBase，DB）就是長期存放在計算機內，以一定組織方式動態(tài)存儲的、相互關聯(lián)的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)結構化好、冗余度小、獨立性高、共享性高并易于擴充。數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)，是一個靜態(tài)的存儲結構。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是存放在外存儲器中的永久性數(shù)據(jù)，使用時必須把它調入內存。

（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBase Manage System，DBMS）是一個專門的管理軟件，負責數(shù)據(jù)的檢索、增加、刪除與修改，維護數(shù)據(jù)的一致性與完整性，提供正確使用的各種機制。應用程序不能直接使用數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，只能提出訪問數(shù)據(jù)的請求，由DBMS完成對數(shù)據(jù)的操作。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指建立在操作系統(tǒng)之上，支持數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護的軟件，如Microsoft SQL Server和Oracle等。它們建立在操作系統(tǒng)的基礎上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一管理和控制。利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的一系列命令，用戶可以建立各種數(shù)據(jù)庫操作文件和輔助文件，定義數(shù)據(jù)及對數(shù)據(jù)進行增加、刪除、更新、查找、輸出等操作。用戶對數(shù)據(jù)的操作要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)。此外，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)還承擔著數(shù)據(jù)庫維護的任務。

（4）數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)（DataBase Application System，DBAS）是指用Visual Basic、FoxPro等開發(fā)工具設計的、實現(xiàn)某種特定功能的應用程序，如學生成績管理系統(tǒng)、工資管理系統(tǒng)、物資管理系統(tǒng)等。它利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供的各種手段訪問一個或多個數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)其特定的功能。

（5）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DataBase System，DBS），是指由計算機硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，以及在其他對象支持下建立起來的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫應用程序，用戶和維護人員等組成的一個整體。