建築用金屬材料

[拼音]:shujuku

[英文]:data base

為滿足某一部門中多個使用者多種應用的需要,按照一定的資料模型在計算機系統中組織、儲存和使用的互相聯絡的資料集合。

帶有資料庫的計算機系統,除具備一般的硬體、軟體外,必須有用以儲存大量資料的直接存取儲存裝置、管理並控制資料庫的軟體──資料庫管理系統(DBMS)、管理資料庫的人員──資料庫管理員 (DBA)。這樣的資料、硬體、軟體和管理人員的總體構成資料庫系統。資料庫僅是資料庫系統的一個組成部分。

資料庫系統的功能和特徵

資料庫系統由文卷系統發展而來。與文卷系統相比,這種系統具有資料、體系和控制三個方面的主要特徵。

資料特徵

在文卷系統中雖然程式與資料之間可用存取方法進行轉換,但文卷還是與應用程式對應的,即資料仍面向應用(圖1)。每一應用各自建立自己的一組文卷。不同的應用若涉及相同的資料,則這些資料分別納入各自的文卷之中。文卷的各種記錄之間沒有建立聯絡,因而資料冗餘度大。增加新的應用,必須同時增加新的文卷。因此,文卷系統中的文卷是無結構的、不易擴充的資訊集合。資料庫則不僅描述資料本身,而且描述資料之間的聯絡。它的資料結構反映了某一部門的整體資訊結構,資料冗餘度小、易於擴充新的應用,因而是面向資料總體結構的資訊集合,可為多個使用者共享。

體系特徵

一切資料都有邏輯和物理兩個側面。在資料庫系統中,資料邏輯結構的描述稱為邏輯模式。邏輯模式又分為描述全域性邏輯結構的全域性模式(簡稱模式)和描述某些應用所涉及的區域性邏輯結構的子模式。資料物理結構的描述稱為儲存模式。這兩種模式總稱為資料庫模式。資料庫系統的體系結構如圖2。

資料庫系統中,使用者根據子模式編制程式。子模式與模式、模式與儲存模式之間有軟體進行對映。因此,程式與資料之間具有兩級獨立性:物理獨立性和邏輯獨立性。資料的儲存模式改變,而模式可以不改變,因而不必改寫應用程式,這稱為物理獨立性。模式改變時,子模式可能不改變,也就不必改寫應用程式,這稱為邏輯獨立性。由於資料庫系統具備比較高的程式與資料的獨立性,可以使程式設計師在編制應用程式時集中精力考慮演算法邏輯,不必過問物理細節,而且可以大大減少應用程式維護的工作量。

控制特徵

資料庫資料數量龐大,結構複雜,又為多個使用者所共享。因此,必須由資料庫管理系統在定義、建立、執行以及維護時進行統一管理和控制,以保證資料庫資料的安全性、完整性和併發操作的一致性。此外,還必須有資料庫管理員專門負責對資料庫的管理、控制監督和改進。

由於資料庫系統具有上述特徵,它的出現使資訊系統的研製從圍繞加工資料的程式為中心,轉變到圍繞共享的資料庫來進行。這便於資料的集中管理,有利於應用程式的研製和維護。資料減少了冗餘度和提高了相容性,從而提高了作出決策的相容性。因此,大型複雜的資訊系統大多以資料庫為核心,資料庫系統在計算機應用中起著越來越重要的作用。

研究課題

資料庫研究的課題,主要涉及三個領域。

資料庫管理系統軟體的研製

DBMS是資料庫系統的基礎。研製DBMS的基本目標,是擴大功能,提高效能和可用性,從而提高使用者的生產率。70年代以來,研製的重點是探索關係資料庫管理系統的設計,內容包括關係資料語言、查詢優化、併發控制和系統性能等。另一類課題是對DBMS標準化的研究,即研究一個統一的DBMS體系結構的規範。

資料庫設計

這是在計算機系統具有的資料庫管理系統的基礎上,按照應用要求以及計算機系統所提供的資料模型和功能,設計一個結構良好、使用方便、效率較高的,以資料庫為核心的應用資訊系統。這一領域主要的研究課題,是資料庫設計方法學和設計工具的探索。例如,運用軟體工程的方法和工具指導資料庫設計;研究資料庫設計各個階段中完備的方法和工具;以關係資料庫的規範化理論為指南進行資料庫邏輯設計等。

資料庫理論

主要研究關係資料庫理論。關係資料庫理論研究的意義,一方面在於它為資料庫學科奠定了理論基礎;另一方面它為資料庫設計提供了判別標準,從而成為資料庫設計的有力指南。研究的主要內容是關係的規範化理論。關係規範化理論已應用於資料庫設計的各個階段。

發展

資料庫技術是電腦科學中發展最快的領域之一,新的領域越來越多。

分散式資料庫系統

隨著70年代後期分佈計算機系統的發展,相應地研究成功分散式資料庫系統。分散式資料庫系統是一個在邏輯上完整,而在物理上分散在若干臺互相連線的結點機上的資料庫系統。它既具有分佈性又具有資料庫的綜合性。這是資料庫系統發展的一個重要方向。分散式資料庫系統結構複雜,其中最複雜的是分散式資料庫管理系統。

資料庫機器

新的計算機系統的體系結構。它把由中央處理器包辦的資料庫操作分散給一些區域性的部件來執行,或轉移到一個與主計算機相連的專用計算機去執行,以提高並行性。資料庫機器的發展,包括智慧控制器和儲存器,專用處理機和資料庫計算機。

資料庫語義模型

資料庫的資料模型基本上屬於語法模型,語義體現很不完備,不能明顯地含有現實世界的意義。因此,使用者只能按照DBMS所提供的資料操縱語言訪問資料庫。語義模型能準確地描述現實世界中某個部門的資訊集合及其意義,使使用者能基於對現實世界的認識或用類似於自然語言的形式來訪問資料庫。這方面的研究已發展為資料語義學。

資料庫智慧檢索

資料庫技術和人工智慧相結合,根據資料庫中的事實和知識進行推理,演繹出正確答案,這就是資料庫的智慧檢索。這涉及到自然語言使用者介面、邏輯演繹功能和資料庫語義模型等問題,如70年代末所開始的知識庫管理系統和演繹資料庫的研究。

辦公室自動化系統中的資料庫

研究在辦公室自動化系統中資料庫技術的應用,其中主要研究對各種非格式化資料如影象、聲音、正文的處理,以及面向端點使用者的高階語言介面。

參考書目

薩師煊、王珊:《資料庫系統概論》,高等教育出版社,北京,1984。

參考文章

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