資料庫管理系統

資料庫管理系統是一種操縱和管理資料庫的大型軟體，用於建立、使用和維護資料庫，簡稱 DBMS。它對資料庫進行統一的管理和控制，以保證資料庫的安全性和完整性。

資料庫管理系統是一個能夠提供數據錄入、修改、查詢的數據操作軟體，具有數據定義、數據操作、數據存儲與管理、數據維護、通信等功能，且能夠允許多用戶使用。另外，資料庫管理系統的發展與計算機技術發展密切相關。而且近年來，計算機網路逐漸成為人們生活的重要組成部分。為此，若要進一步完善計算機資料庫管理系統，技術人員就應當不斷創新、改革計算機技術，並不斷拓寬計算機資料庫管理系統的應用範圍，從而真正促進計算機資料庫管理系統技術的革新。

1.數據定義：DBMS提供數據定義語言DDL（Data Definition Language），供用戶定義資料庫的三級模式結構、兩級映像以及完整性約束和保密限制等約束。DDL主要用於建立、修改資料庫的庫結構。DDL所描述的庫結構僅僅給出了資料庫的框架，資料庫的框架信息被存放在數據字典（Data Dictionary）中。

2.數據操作：DBMS提供數據操作語言DML（Data Manipulation Language），供用戶實現對數據的追加、刪除、更新、查詢等操作。

3.資料庫的運行管理：資料庫的運行管理功能是DBMS的運行控制、管理功能，包括多用戶環境下的併發控制、安全性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執行、運行日誌的組織管理、事務的管理和自動恢復，即保證事務的原子性。這些功能保證了資料庫系統的正常運行。

4.數據組織、存儲與管理：DBMS要分類組織、存儲和管理各種數據，包括數據字典、用戶數據、存取路徑等，需確定以何種文件結構和存取方式在存儲級上組織這些數據，如何實現數據之間的聯繫。數據組織和存儲的基本目標是提高存儲空間利用率，選擇合適的存取方法提高存取效率。

5.資料庫的保護：資料庫中的數據是信息社會的戰略資源，所以數據的保護至關重要。DBMS對資料庫的保護通過4個方面來實現：資料庫的恢復、資料庫的併發控制、資料庫的完整性控制、資料庫安全性控制。DBMS的其他保護功能還有系統緩衝區的管理以及數據存儲的某些自適應調節機制等。

6.資料庫的維護：這一部分包括資料庫的數據載入、轉換、轉儲、資料庫的重組合重構以及性能監控等功能，這些功能分別由各個使用程序來完成。

7.通信：DBMS具有與操作系統的聯機處理、分時系統及遠程作業輸入的相關介面，負責處理數據的傳送。對網路環境下的資料庫系統，還應該包括DBMS與網路中其他軟體系統的通信功能以及資料庫之間的互操作功能。

1、提高數據加密系統的安全性

計算機資料庫管理系統本身就能夠加密數據，而將其與單純的數據加密系統結合在一起更能提高數據的安全性。但是需要注意的是任何信息管理系統的存在都是為人服務。為此，在這一環境下進行數據信息的傳輸和維護需要技術人員進一步優化數據加密系統，以滿足人們的需求。

2、提高信息存管效率

計算機資料庫管理系統最大的優勢在於能夠進行數據信息的長期存儲和管理。而這一特點在很多領域都有廣泛的應用。但是需要注意的是技術人員在增強信息存管率時應當對用戶的身份進行細緻識別，防止非法用戶的入侵，最終減少惡意訪問、黑客攻擊等問題，真正保障數據信息的安全。

3、完善數據備份與恢復

在計算機網路應用的過程中經常會出現信息丟失、系統崩潰等現象，致使數據信息損壞，無法正常調用。而計算機資料庫管理系統主要就是數據的集合存儲，在這一存儲的過程中，管理系統會按照一定的模式進行數據存儲，並建立較為複雜的數據結構關係。這樣既能實現數據的單獨處理，也能實現數據結合的使用、處理，從而實現高效率的數據恢復。

4、增強多媒體的管理

應用計算機資料庫管理系統能夠提高多媒體的管理水平。技術人員能夠利用計算機資料庫管理系統降低多媒體管理的複雜程度，減少工作量，從而提高多媒體管理效率。

資料庫管理系統主要包括：進行數據定義語言以及翻譯的相關程序，在這個部分的幫助下，可以讓資料庫的用戶自行進行選擇，並且也能得到翻譯由此形成一個內部形式；進行數據運行控制的程序，因為這一程序的工作，讓資料庫中的資源可以充分得到管理，並且能實現關於數據的一種控制；資料庫的實用程序則可以使得資料庫在相對完整的基礎上建立起來，並且在相對完整的資料庫系統下讓資料庫得到維護。

按功能劃分，資料庫管理系統大致可分為6個部分：

(1)模式翻譯：提供數據定義語言(ddl)。用它書寫的資料庫模式被翻譯為內部表示。資料庫的邏輯結構、完整性約束和物理儲存結構保存在內部的數據字典中。資料庫的各種數據操作(如查找、修改、插入和刪除等)和資料庫的維護管理都是以資料庫模式為依據的。

(2)應用程序的編譯：把包含著訪問資料庫語句的應用程序，編譯成在dbms支持下可運行的目標程序。

(3)互動式查詢：提供易使用的互動式查詢語言，如SQL.DBMS負責執行查詢命令，並將查詢結果顯示在屏幕上。

(4)數據的組織與存取：提供數據在外圍儲存設備上的物理組織與存取方法。

⑸事務運行管理：提供事務運行管理及運行日誌，事務運行的安全性監控和數據完整性檢查，事務的併發控制及系統恢復等功能。

(6)資料庫的維護：為資料庫管理員提供軟體支持，包括數據安全控制、完整性保障、資料庫備份、資料庫重組以及性能監控等維護工具。

（1）採用複雜的數據模型表示數據結構，數據冗餘小，易擴充，實現了數據共享。

（2）具有較高的數據和程序獨立性，資料庫的獨立性有物理獨立性和邏輯獨立性。

（3）資料庫系統為用戶提供了方便的用戶介面。

（4）資料庫系統提供4個方面的數據控制功能，分別是併發控制、恢復、完整性和安全性。資料庫中各個應用程序所使用的數據由資料庫系統統一規定，按照一定的數據模型組織和建立，由系統統一管理和集中控制。

（5）增加了系統的靈活性。

1、資料庫產品多樣化和資料庫技術集中化隨著科學技術的發展以及計算機技術的不斷改進，資料庫系統建設也會變得越來越好，這種情況下，資料庫產品也會應運而生。社會人們以及企業會根據自己的需求選擇不同的資料庫產品，利用資料庫產品幫助自身對相關的信息進行高效處理。而且有些資料庫產品還可以集中各種資料庫技術，使得其發揮出來的功能多種多樣，這直接影響著企業的可持續發展以及人們的日常生活，對社會經濟的發展影響重大。

2、資料庫技術發展高端化

資料庫技術是在社會經濟不斷發展的情況下產生的，隨著現代化社會經濟以及全球化經濟的到來，企業想要更好的使得自身能夠適應經濟全球化，就會不斷開發新型的資料庫系統，而且也會不斷提升資料庫的技術，使得資料庫技術變得更加高端化。隨著資料庫技術的發展和更新，資料庫技術將會更加高效的處理企業數據信息，處理企業業務，幫助企業管理者做出一些有效正確的決策，從而帶動企業的快速發展。

DBMS的工作模式如下：

(1)接受應用程序的數據請求和處理請求；

(2)將用戶的數據請求(高級指令)轉換成複雜的機器代碼(低層指令)；

(3)實現對資料庫的操作；

(4)從對資料庫的操作中接受查詢結果；

(5)對查詢結果進行處理(格式轉換)；

(6)將處理結果返回給用戶。

DBMS總是基於某種數據模型，因此可以將DBMS看成是某種數據模型在計算機系統上的具體實現。根據數據模型的不同，DBMS可以分成層次型、網狀型、關係型、面向對象型等。

在不同的計算機系統中，由於缺乏統一的標準，即使同種數據模型的DBMS，在用戶介面、系統功能等方面也常常是不相同的。

用戶對資料庫進行操作，是由DBMS把操作從應用程序帶到外部級、概念級，再導向內部級，進而通過操作系統(OS操縱存儲器中的數據。同時，DBMS為應用程序在內存開闢一個DB的系統緩衝區，用於數據的傳輸和格式的轉換。而三級結構定義存放在數據字典中。

(1)控制數據冗餘。資料庫管理應儘可能地消除了冗餘，但是並沒有完全消除，而是控制大量資料庫固有的冗餘。例如，為了表現數據間的關係，數據項的重複一般是必要的，有時為了提高性能也會重複一些數據項。

(2)保證數據一致性。通過消除或控制冗餘，可降低不一致性產生的危險。如果數據項在資料庫中只存儲了一次，則任何對該值的更新均只需進行一次，而且新的值立即就被所有用戶獲得。如果數據項不只存儲了一次，而且系統意識到這點，系統將可以確保該項的所有拷貝都保持一致。不幸的是，許多DBMS都不能自動確保這種類型的一致性。

(3)提高數據共享。資料庫應該被有許可權的用戶共享。DBMS的引入使更多的用戶可以更方便的共享更多的數據。新的應用程序可以依賴於資料庫中已經存在的數據，並且只增加沒有存儲的數據，而不用重新定義所有的數據需求。

市場上比較流行的資料庫管理系統產品主要是Oracle、IBM、Microsoft和Sybase、Mysql等公司的產品。

Oracle資料庫被認為是業界比較成功的關係型資料庫管理系統。Oracle的資料庫產品被認為是運行穩定、功能齊全、性能超群的貴族產品。對於數據量大、事務處理繁忙、安全性要求高的企業。Oracle無疑是比較理想的選擇。隨著Intemet的普及，Oracle適時地將自己的產品緊密地和網路計算結合起來，成為在Intemet應用領域資料庫廠商的佼佼者。

Oracle資料庫可以運行在Unix，Windows等主流操作系統平台，完全支持所有的工業標準，並獲得最高級別的ISO標準安全性認證。Oracle採用完全開放策略，可以使客戶選擇最適合的解決方案，同時對開發商提供全力支持。

DB2是IBM公司的產品，是一個多媒體、Web關係型資料庫管理系統，其功能足以滿足大中公司的需要，並可靈活地服務於中小型電子商務解決方案。1968年IBM公司推出的IMS( Information Management System)是層次資料庫系統的典型代表，是第一個大型的商用資料庫管理系統。1970年，IBM公司的研究員首次提出了資料庫系統的關係模型，開創了資料庫關係方法和關係數據理論的研究，為資料庫技術奠定了基礎。財富100強企業中的100%和財富500強企業中的80010都使用了IBM的DB2資料庫產品。DB2的另一個非常重要的優勢在於基於DB2的成熟應用非常豐富。2001年，IBM公司兼并了世界排名第四的著名資料庫公司Informix，並將其所擁有的先進特性融入DB2中，使DB2系統的性能和功能有了進一步提高。

Sybase公司成立於1984年11月，產品研究和開發包括企業級資料庫、數據複製和數據訪問。主要產品有：Sybase的旗艦資料庫產品Adaptive Server Enterprise，Adaptive Server Repli-cation，Adaptive Server Connect及異構資料庫互連選件。SybaseASE是其主要的資料庫產品，可以運行在Unix和Windows平台。Sybase Warehouse Studio在客戶分析、市場劃分和財務規劃方面提供了專門的分析解決方案。Warehouse Studio的核心產品有Adaptive Server IQ，其專利化的從底層設計的數據存儲技術能快速查詢大量數據。圍繞Adaptive Server IQ有一套完整的工具集，包括數據倉庫或數據集市的設計、各種數據源的集成轉換、信息的可視化分析，以及關鍵客戶數據（元數據）的管理。