数据库课程小论文

数据库课程小论文10级计算机科学与技术系王晓龙1004011026内容摘要：数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，它产生于距今五十年前，随着信息技术和市场的发展，特别是二十世纪九十年代以后，数据管理不再仅仅是存储和管理数据，而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型，从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。本课程主要讲解了数据库基础、基于客户/服务器机制的数据库管理系统、数据库保护技术和分布式数据库；介绍了数据库系统的开发、数据库设计以及数据库技术的最新研究领域和应用领域及其发展。关键字：数据库系统、数据库管理系统、SQLserver数据库、数据库设计、分布式数据库二．课程主要内容和基本原理：（一）.数据库系统：数据库系统，是由数据库及其管理软件组成的系统。它是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。它是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。数据库系统通常由软件、数据库和数据管理员组成。其软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据库由数据库管理系统统一管理，数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库，使数据能被任何有权使用的人有效使用。数据库管理员一般是由业务水平较高、资历较深的人员担任。数据的结构化，数据的共享性好，数据的独立性好，数据存储粒度小，数据管理系统，为用户提供了友好的接口。数据库系统的核心和基础，是数据模型,现有的数据库系统均是基于某种数据模型的。数据库系统的核心是数据库管理系统。数据库系统一般由数据库、数据库管理系统（DBMS）、应用系统、数据库管理员和用户构成。DBMS是数据库系统的基础和核心。（二）.数据库管理系统：数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称dbms。它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。它可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。DBMS提供数据定义语言DDL与数据操作语言，供用户定义数据库的模式结构与权限约束，实现对数据的追加、删除等操作。1.数据定义：DBMS提供数据定义语言DDL，供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的库结构。DDL所描述的库结构仅仅给出了数据库的框架，数据库的框架信息被存放在数据字典（DataDictionary）中。2.数据操作：DBMS提供数据操作语言DML，供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等操作。3.数据库的运行管理：数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能，包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复，即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。4.数据组织、存储与管理：DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等，需确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取效率。5.数据库的保护：数据库中的数据是信息社会的战略资源，随数据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过4个方面来实现：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。DBMS的其他保护功能还有系统缓冲区的管理以及数据存储的某些自适应调节机制等。6.数据库的维护：这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储、数据库的重组合重构以及性能监控等功能，这些功能分别由各个使用程序来完成。7.通信：DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。（三）.SQLServer数据库:MicrosoftSQLServer是一个高性能的、多用户的关系型数据库管理系统；它是专为客户/服务器计算环境设计的，是当前最流行的数据库服务器系统之一；它提供的内置数据复制功能、强盗的管理工具和开放式的系统体系结构为基于事务的企业级信息管理方案提供了一个卓越平台。在SQLServer数据库中、数据被组织为用户可以看得见的逻辑部件，这些逻辑组件主要包括基本表、视图、存储过程、触发器和用户等。SQLServer将用户可以看得到的这些逻辑组件物理地存储在磁盘上的操作系统文件中。作为普通用户只需要关心逻辑组件的存在，二它们的物理实现在很大程度上是透明的，一般只有数据库管理员需要了解和处理数据库的物理实现。每个SQLServer实例包括四个系统数据库（master、model、tempdb和msdb）以及一个或多个用户数据库。根据定义的安全权限，每个SQLServer实例都可以使所有连接到实例的用户使用该实例上的所有数据库。数据库是建立在操作系统文件上的，SQLServer在发出CREATEDATABASE命令建立数据库时，会同时发出建立操作系统文件、申请物理存储空间的请求；当CREATEDATABASE命令成功以后，在物理上和逻辑上都建立了一个新的数据库；然后就可以在数据库中建立各种用户所需要的逻辑组件，如基本表、视图等。（四）.数据库设计：数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求）。在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。1.需求分析：调查和分析用户的业务活动和数据的使用情况，弄清所用数据的种类、范围、数量以及它们在业务活动中交流的情况，确定用户对数据库系统的使用要求和各种约束条件等，形成用户需求规约。2.概念设计：对用户要求描述的现实世界(可能是一个工厂、一个商场或者一个学校等)，通过对其中住处的分类、聚集和概括，建立抽象的概念数据模型。这个概念模型应反映现实世界各部门的信息结构、信息流动情况、信息间的互相制约关系以及各部门对信息储存、查询和加工的要求等。所建立的模型应避开数据库在计算机上的具体实现细节，用一种抽象的形式表示出来。以扩充的实体—（E-R模型）联系模型方法为例，第一步先明确现实世界各部门所含的各种实体及其属性、实体间的联系以及对信息的制约条件等，从而给出各部门内所用信息的局部描述(在数据库中称为用户的局部视图)。第二步再将前面得到的多个用户的局部视图集成为一个全局视图，即用户要描述的现实世界的概念数据模型。3.逻辑设计主要工作是将现实世界的概念数据模型设计成数据库的一种逻辑模式，即适应于某种特定数据库管理系统所支持的逻辑数据模式。与此同时，可能还需为各种数据处理应用领域产生相应的逻辑子模式。这一步设计的结果就是所谓“逻辑数据库”。4.物理设计：根据特定数据库管理系统所提供的多种存储结构和存取方法等依赖于具体计算机结构的各项物理设计措施，对具体的应用任务选定最合适的物理存储结构(包括文件类型、索引结构和数据的存放次序与位逻辑等)、存取方法和存取路径等。这一步设计的结果就是所谓“物理数据库”。5.验证设计：在上述设计的基础上，收集数据并具体建立一个数据库，运行一些典型的应用任务来验证数据库设计的正确性和合理性。一般，一个大型数据库的设计过程往往需要经过多次循环反复。当设计的某步发现问题时，可能就需要返回到前面去进行修改。因此，在做上述数据库设计时就应考虑到今后修改设计的可能性和方便性。6.运行与维护设计：在数据库系统正式投入运行的过程中，必须不断地对其进行调整与修改。（五）.分布式数据库:分布式数据库系统通常使用较小的计算机系统，每台计算机可单独放在一个地方，每台计算机中都有DBMS的一份完整拷贝副本，并具有自己局部的数据库，位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接，共同组成一个完整的、全局的大型数据库。特点：·多数处理就地完成；·各地的计算机由数据通信网络相联系。·克服了中心数据库的弱点：降低了数据传输代价；·提高了系统的可靠性，局部系统发生故障，其他部分还可继续工作；·各个数据库的位置是透明的，方便系统的扩充；·为了协调整个系统的事务活动，事务管理的性能花费高；数据分片类型：（1）水平分片：按一定的条件把全局关系的所有元组划分成若干不相交的子集，每个子集为关系的一个片段。（2）垂直分片：把一个全局关系的属性集分成若干子集，并在这些子集上作投影运算，每个投影称为垂直分片。（3）导出分片：又称为导出水平分片，即水平分片的条件不是本关系属性的条件，而是其他关系属性的条件。（4）混合分片：以上三种方法的混合。可以先水平分片再垂直分片，或先垂直分片再水平分片，或其他形式，但他们的结果是不相同的。三．心得体会：在做完这次课程论文后，让我再次加深了对数据库的组成原理的理解，对数据库的构建也有更深层次的体会。数据库的每一次发展，都凝聚着人类的智慧和辛勤劳动，每一次创新都给人类带来了巨大的进步。数据库从早期的简单功能，到现在的复杂操作，都是一点一滴发展起来的。这种层次化的让我体会到了，凡事要从小做起，无数的‘小’便成就了‘大’。四．参考文献：数据库系统及应用崔巍数据库系统概论王珊