数据库

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“数据库”的各地常用别名
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中国台湾资料库
港澳数据库

数据库,又称为数据管理系统,简而言之可视为电子化文件柜——存储电子文件的处所,用户可以对文件中的资料执行新增、截取、更新、删除等操作[1]

所谓“数据库”是以一定方式储存在一起、能予多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。一个数据库由多个表空间(Tablespace)构成。

技术初衷

操作系统出现之后,随着计算机应用范围的扩大、需要处理的数据迅速膨胀。最初,数据与程序一样,以简单的文件作为主要存储形式。以这种方式组织的数据在逻辑上更简单,但可扩展性差,访问这种数据的程序需要了解数据的具体组织格式。当系统数据量大或者用户访问量大时,应用程序还需要解决数据的完整性、一致性以及安全性等一系列的问题。因此,必须开发出一种系统软件,它应该能够像操作系统屏蔽了硬件访问复杂性那样,屏蔽数据访问的复杂性。由此产生了数据管理系统,即数据库。[2]

数据库管理系统

数据库管理系统(英语:Database Management System,简称DBMS)是为管理数据库而设计的电脑软件系统,一般具有存储、截取、安全保障、备份等基础功能。数据库管理系统可以依据它所支持的数据库模型来作分类,例如关系式XML;或依据所支持的电脑类型来作分类,例如服务器聚类、移动电话;或依据所用查询语言来作分类,例如SQLXQuery;或依据性能冲量重点来作分类,例如最大规模、最高执行速度;亦或其他的分类方式。不论使用哪种分类方式,一些DBMS能够跨类别,例如,同时支持多种查询语言。

数据库的分类

随着数据库技术与其他分支学科技术的结合,出现了多种新型数据库,例如:与分布处理技术结合产生的分布式数据库、与并行处理技术结合产生的并行数据库、与人工智能结合产生的演绎数据库、与多媒体技术结合产生的多媒体数据库。另外,数据库技术应用于特定的领域,出现了工程数据库地理数据库统计数据库空间数据库等特定领域数据库。[2]

关系数据库

几乎所有的数据库管理系统都配备了一个开放式数据库连接(ODBC)驱动程序,令各个数据库之间得以互相集成。

非关系型数据库(NoSQL

键值数据库

数据库模型

  • 对象模型
  • 层次模型(轻量级数据访问协议)
  • 网状模型(大型数据储存)
  • 关系模型
  • 面向对象模型
  • 半结构化模型
  • 平面模型(表格模型,一般在形式上是一个二维数组。如表格模型数据Excel)

架构 (Schema)

数据库的架构可以大致区分为三个概括层次:内层、概念层和外层。

  • 内层:最接近实际存储体,亦即有关资料的实际存储方式。
  • 外层:最接近用户,即有关个别用户观看资料的方式。
  • 概念层:介于两者之间的间接层。[8]

数据库索引

资料索引的观念由来已久,像是一本书前面几页都有目录,目录也算是索引的一种,只是它的分类较广,例如车牌、身份证字号、条码等,都是一个索引的号码,当我们看到号码时,可以从号码中看出其中的端倪,若是要找的人、车或物品,也只要提供相关的号码,即可迅速查到正确的人事物。

另外,索引跟字段有着相应的关系,索引即是由字段而来,其中字段有所谓的关键字段(Key Field),该字段具有唯一性,即其值不可重复,且不可为"空值(null)"。例如:在合并资料时,索引便是扮演欲附加字段资料之指向性用途的角色。故此索引为不可重复性且不可为空。

数据库事务

事务(transaction)包含一组数据库操作的逻辑工作单元,在事务中包含的数据库操作是不可分割的整体,这些操作要么一起做,要么一起回滚(Roll Back)到执行前的状态。 事务的ACID特性:

  • 原子性(atomicity)
  • 一致性(consistency)
  • 隔离性(isolation)
  • 持续性(durability)

事务的并发性是指多个事务的并行操作轮流交叉运行,事务的并发可能会访问和存储不正确的数据,破坏交易的隔离性和数据库的一致性。

网状数据模型的数据结构

网状模型

满足下面两个条件的基本层次联系的集合为网状模型。

  1. 允许一个以上的结点无双亲;
  2. 一个结点可以有多于一个的双亲。

参考文献

  1. 陈春旭、余明兴、李建全 译:《数据库系统概论》第四版,儒林图书有限公司,1986年7月,第3页
  2. 2.0 2.1 任群, 著. 《计算机软件技术及教学模式研究》. 天津科学技术出版社. 2017年: 第19页. ISBN 9787557628413. 
  3. mariadb. [2013-01-07]. 
  4. 存档副本. [2014-04-26]. 
  5. 存档副本. [2013-08-13]. 
  6. 存档副本. [2013-01-07]. 
  7. 存档副本. [2014-04-26]. 
  8. 陈春旭、余明兴、李建全译,《数据库系统概论》第四版,儒林,1986年7月,第29页

参见