資料庫系統由硬體和軟體共同構成,硬體主要用於儲存資料庫中的資料,包括計算機、儲存裝置等。軟體部分則主要包括 DBMS、支援 DBMS 執行的作業系統,以及支援多種語言進行應用開發的存取技術等。
本節主要介紹資料庫涉及到的技術,包括資料庫系統、SQL 語言和資料庫存取介面。
資料庫系統
資料庫系統主要有以下 3 個組成部分:
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資料庫:用於儲存資料的地方。
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資料庫管理系統:用於管理資料庫的軟體。
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資料庫應用程式:為了提高資料庫系統的處理能力所使用的管理資料庫庫的軟體補充。
資料庫管理系統(Database Management System,DBMS)是位於作業系統與使用者之間的一種操縱和管理資料庫的軟體,按照一定的資料模型科學地組織和儲存資料,同時可以提供資料高效地獲取和維護。
資料庫管理系統的主要功能包括以下幾個方面。
1) 資料定義功能
DBMS 提供資料定義語言(Data Definition Language,DDL),使用者通過它可以方便地對資料庫中的資料物件進行定義。
2) 資料操縱功能
DBMS 還提供資料操縱語言(Data Manipulation Language,DML),使用者可以使用 DML 運算元據,實現對資料庫的基本操作,如查詢、插入、刪除和修改等。
3) 資料庫的執行管理
資料庫在建立、運用和維護時由資料庫管理系統統一管理、統一控制,以保證資料的安全性、完整性、多使用者對資料的並行使用及發生故障後的系統恢復。例如:
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資料的完整性檢查功能保證使用者輸入的資料應滿足相應的約束條件;
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資料庫的安全保護功能保證只有賦予許可權的使用者才能存取資料庫中的資料;
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資料庫的並行控制功能使多個使用者可以在同一時刻並行地存取資料庫的資料;
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資料庫系統的故障恢復功能使資料庫執行出現故障時可以進行資料庫恢復,以保證資料庫可靠地執行。
4) 提供方便、有效地存取資料庫資訊的介面和工具
程式設計人員可通過程式語言與資料庫之間的介面進行資料庫應用程式的開發。資料庫管理員(Database Administrator,DBA)可通過提供的工具對資料庫進行管理。
資料庫管理員是維護和管理資料庫的專門人員。
5) 資料庫的建立和維護功能
資料庫功能包括資料庫初始資料的輸入、轉換功能,資料庫的轉儲、恢復功能,資料庫的重組織功能和效能監控、分析功能等。這些功能通常由一些使用程式來完成。
資料庫系統是指在計算機系統中引入資料庫後的系統。一個完整的資料庫系統(Database System,DBS)一般由資料庫、資料庫管理系統、應用開發工具、應用系統、資料庫管理員和使用者組成。完整的資料庫系統結構關係如圖所示: