数据库管理系统主要特点和层次结构

1数据库管理系统主要特点和层次结构胡经国本文作者的话本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。以此作为云计算学习笔录，供云计算业外读者进一步学习和研究参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！下面是正文一、数据库管理系统主要特点1、采用复杂的数据模型表示数据结构，数据冗余小，易扩充，实现了数据共享链接：数据冗余在一个数据集合中，重复的数据称为数据冗余。数据冗余是数据之间的重复，也可以说是同一数据存储在不同数据文件中的现象。数据库的基本特点之一是数据冗余小、易于扩充。数据冗余是指在两个或更多文件中重复出现的数据。例如，职工的信息可能同时在人事部文件、销售部文件和财务部文件中存在。它可能产生的后果有：数据异常、数据不一致性和影响数据的完整性。2、具有较高的数据和程序独立性，数据独立性包括物理独立性和逻辑独立性链接：数据独立性数据独立性是数据库系统的一个最重要的目标之一。它能使数据独立于应用程序。数据独立性包括数据的物理独立性和逻辑独立性。物理独立性，是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。也就是说，数据在磁盘上怎样存储由DBMS管理，用户的应用程序不需要了解；应用程序要处理的只是数据的逻辑结构。这样，当数据的物理存2储改变了，应用程序不用改变。逻辑独立性，是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。也就是说，当数据的逻辑结构改变时，用户的应用程序也可以不改变。3、数据库系统为用户提供了方便的用户接口链接：用户接口用户接口（UserInterface，UI），是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介。它实现信息的内部形式与人类可以接受的形式之间的转换。通常指软件接口，一般有命令接口、程序接口、图形接口三种。凡参与人类与机械的信息交流的领域都存在着用户接口。4、数据库系统提供4个方面的数据控制功能数据库系统提供4个方面的数据控制功能，分别是：并发控制、恢复、完整性和安全性。数据库中各个应用程序所使用的数据由数据库系统统一规定，按照一定的数据模型组织和建立，由系统统一管理和集中控制。5、增加了系统的灵活性二、数据库管理系统层次结构根据处理对象的不同，数据库管理系统的层次结构由高级到低级依次为：应用层、语言翻译处理层、数据存取层、数据存储层、操作系统。1、应用层应用层是DBMS与终端用户和应用程序的界面层，处理的对象是各种各样的数据库应用。链接：数据库应用随着信息时代的发展，数据库也相应产生了一些新的应用领域。主要表现在以下6个方面。①、多媒体数据库这类数据库主要存储与多媒体相关的数据，如声音、图像和视频等数据。多媒体数据最大的特点是数据连续，而且数据量比较大，存储需要的空间较大。②、移动数据库3这类数据库是在移动计算机系统上发展起来的，如笔记本电脑、掌上电脑等。该数据库最大的特点是通过无线数字通信网络传输的。移动数据库可以随时随地地获取和访问数据，为一些商务应用和一些紧急情况带来了很大的便利。③空间数据库这类数据库目前发展比较迅速。它主要包括地理信息数据库（又称为地理信息系统，即GIS）和计算机辅助设计（CAD）数据库。其中，地理信息数据库一般存储与地图相关的信息数据；计算机辅助设计数据库一般是存储设计信息的空间数据库，如机械、集成电路以及电子设备设计图等。④、信息检索系统信息检索就是根据用户输入的信息，从数据库中查找相关的文档或信息，并把查找的信息反馈给用户。信息检索领域和数据库是同步发展的。它是一种典型的联机文档管理系统或者联机图书目录。⑤、分布式信息检索这类数据库是随着Internet的发展而产生的数据库。它一般用于因特网及远距离计算机网络系统中。特别是随着电子商务的发展，这类数据库发展更加迅猛。许多网络用户（如个人、公司或企业等）在自己的计算机中存储信息，同时希望通过网络使用发送电子邮件、文件传输、远程登录方式和别人共享这些信息。分布式信息检索满足了这一要求。⑥、专家决策系统专家决策系统也是数据库应用的一部分。由于越来越多的数据可以联机获取，特别是企业通过这些数据可以对企业的发展作出更好的决策，以使企业更好地运行。由于人工智能的发展，使得专家决策系统的应用更加广泛。2、语言翻译处理层语言翻译处理层是对数据库语言的各类语句进行语法分析、视图转换、授权检查、完整性检查等。链接：视图数据库中的视图是一个虚拟表，其内容由查询定义。同真实的表一样，视图包含一系列带有名称的列和行数据。但是，视图并不在数据库中以存储的数据值集形式存在。行和列数据来自由定义视图的查询所引用的表，并且在引用视图时动态生成。3、数据存取层数据存取层处理的对象是单个元组（就是表中的一行）。它将上层的集合操作转换为单记录操作。4链接：集合操作集合操作是为了将两个或多个结果集进行组合。集合操作对结果集是有限制的：①、结果集返回的列数要一样；②、没列对应的数据类型不要求完全一样，但需要相互兼容。4、数据存储层数据存储层处理的对象是数据页和系统缓冲区。链接：数据页SQLServer（Microsoft公司推出的关系型数据库管理系统）的MDF（MirrorDiscFile，镜像盘文件）是光盘镜像文件的一种，是呈页式存储格局的文件。这种文件被划分成若干数据页。数据页是包含所有非文本或图像的数据的构造。就像应用SQLServer中的其余类型的页面一样，数据页是数据文件中的最小存储单元，数据页具有8KB（或8192字节）的固定大小。它们由以下三个重要部分组成：页面题目、数据行和行偏移量数组。在SQLServer中，数据页的大小是8KB，数据库表有1000行数据，每行需要5000字节空间。链接：系统缓冲区系统缓冲区是一个很有用的区域。这个特殊的区域是用来存储浏览网页时的临时文件的。5、操作系统操作系统是DBMS（数据库管理系统）的基础。操作系统提供的存取原语和基本的存取方法，通常是作为操作系统与DBMS存储层的接口。链接：操作系统的原语操作系统的原语，是指由若干多机器指令构成的完成某种特定功能的一段程序。它具有不可分割性，即原语的执行必须是连续的，在执行过程中不允许被中断。2016年12月22日编写于重庆2019年2月26日修改于重庆