數據庫的定義(數據庫的概念是什么)

數據存儲方式

計算機數據(Data)的存儲一般以硬盤為數據存儲空間資源,從而保證計算機內的數據能夠持續保存。對于數據的處理,一般會采用數據庫相關的技術進行處理,從而保證數據處理的高效性。

采用數據庫的管理模式不僅提高了數據的存儲效率,而且在存儲的層面上提高了數據的安全性。通過分類的存儲模式讓數據管理更加安全便捷,更能實現對數據的調用和對比,并且方便查詢等操作的使用。

什么是數據庫

數據庫是數據管理的有效技術,是由一批數據構成的有序集合,這些數據被存放在結構化的數據表里。數據表之間相互關聯,反映客觀事物間的本質聯系。數據庫能有效地幫助一個組織或企業科學地管理各類信息資源。

數據是數據庫中存儲的基本對象,是按一定順序排列組合的物理符號。數據有多種表現形式,可以是數字、文字、圖像,甚至是音頻或視頻,它們都可以經過數字化后存入計算機。

數據庫是數據的集合,具有統一的結構形式并存放于統一的存儲介質內,是多種應用數據的集成,并可被各個應用程序所共享。

在日常生活中,人們可以直接用中文、英文等自然語言描述客觀事物。在計算機中,則要抽象出對這些事物感興趣的特征,并組成一個記錄來描述。

例如,在學生檔案中,學生信息是由學號、姓名、性別、年齡、籍貫、聯系電話等特征組成的,那么這些具體的特征值所構成的一條記錄就是一個學生的信息數據,例如“2016010102,張三,男,26,山西,計算機學院,185********”。

值得注意的是,數據的描述形式還不能完全表達其內容,需要經過解釋。例如,對于上面這條學生記錄,了解其含義的人會得到這樣的信息:張三的學號是 2016010102,今年 26 歲,山西人,就讀于計算機學院,他的聯系電話是 185********;而不了解其語義的人則無法理解其含義。所以,數據和對數據的解釋是不可分的,數據的解釋是指對數據含義的說明,數據的含義也稱數據的語義,因此數據與其語義密不可分,沒有語義的數據是沒有意義和不完整的。

數據庫的存儲結構

數據庫的存儲結構是指數據庫中的物理數據和邏輯數據的表示形式、物理數據和邏輯數據之間關系映射方式的描述。在數據庫技術中,可以使用兩種形式描述客觀現實的數據:物理數據描述和邏輯數據描述。物理數據和邏輯數據之間的轉換通過數據庫管理系統實現。

物理數據描述

物理數據描述是指數據在存儲設備上的存儲方式,物理數據是實際存放在存儲設備上的數據,這些數據也稱為物理記錄。根據物理記錄存儲的位置,又可以分為有序存儲和無序存儲。

在物理數據描述中,使用的數據描述術語包括以下各項。

位(bit):二進制的一個單位稱為位,位只能取 1 或 0。

字節(byte):8 個位稱為一個字節,可以存放對應 ASCII 碼的一個字符。

字(word):若干個字節組成一個字。一個字所含的二進制的位數稱為字長,許多計算機的字長是不同的,例如計算機的字長可以是 8 位、16 位、24 位、32 位等。

塊(block):內存儲器和外存儲器交換信息的最小單位,又稱為物理塊或物理記錄,每塊的大小通常為 256 字節、512 字節、1024 字節等。

卷(volume):一臺輸入輸出設備所能裝載的全部有用信息,例如磁帶機的一盤磁帶即為一卷,磁盤設備的一個盤組也是一卷。

無序存儲(unordered):數據記錄按照插入的順序進行存儲。

邏輯數據描述

邏輯數據描述是指用戶或程序員用于操作的數據形式,邏輯數據是一種抽象的概念,是對客觀現實世界的反映和記錄,這些數據也可以稱為邏輯記錄。

邏輯數據包含兩個層次,一個層次是對客觀現實信息世界的描述,另一個層次是對數據庫管理系統中數據的描述。

在對客觀現實信息世界的描述中,使用的術語包括以下幾項。

實體(entity):客觀現實存在的東西使用實體來描述。實體既可以是具體的、有形的對象,也可以是抽象的、無形的對象。例如,一本書是一個有形對象,一次借書過程則是一個無形的對象。

實體集(entities):特性完全相同的同類實體的集合稱為實體集。例如,一個圖書館所有的書籍是一個實體集,該圖書館的所有借書過程也是一個實體集。

屬性(attribute):實體的特性稱為屬性。每個屬性都有一個值域,這些值域可以是整數類型、浮點數類型、字符類型或日期類型等。例如,實體書的屬性包括書名、書號、出版日期、頁數、價格以及出版社等,這些屬性對應的值域分別為字符類型、字符類型、日期類型、整數類型、浮點數類型和字符類型等。

標識符(identifier):能夠唯一地標識每個實體的屬性或屬性集。例如,書的書號屬性是實體書的標識符,借書過程實體的標識符包括借書證號、書號兩個屬性。

這些邏輯數據最終要通過數據庫管理系統來轉換成物理數據。在數據庫管理系統中,描述邏輯數據的術語包括哪些呢?

下面以關系型數據庫管理系統為例進行介紹。

數據項(data item):也稱為字段(field),標記實體屬性的可以命名的最小信息單位,數據項的命名一般采用屬性的描述性名稱。這些名稱可以是中文、英文或漢語拼音。

元組(tuple):也稱為記錄(record),數據項的集合稱為元組。一個元組表示一個具體的實體。

關系(relation):在關系型數據庫系統中,同一類元組所在的集合稱為關系。關系適用于描述實體集,它包括一個實體集的所有元組。例如,所有的圖書可以組成一個 books 關系。

鍵碼(key):在關系型數據庫系統中,能夠唯一地標識關系中每個元組的數據項或數據項的組合稱為關系的鍵碼。

客觀實體經過兩層邏輯數據的描述,最后轉變成實際存儲的物理數據。

數據庫在開發中的作用

從數據庫系統應用角度來看,數據庫系統常見的運行與應用結構有:客戶端/服務器結構、瀏覽器/服務器結構。

在客戶端/服務器(Client/Server,C/S)結構中,數據庫的使用者(如 DBA、程序設計者)通過命令行客戶端、圖形化界面管理工具或應用程序等連接到數據庫管理系統,可以通過數據庫管理系統查詢和處理存儲在底層數據庫中的各種數據。

數據庫使用者與命令行客戶端、圖形化界面管理工具或應用程序等直接交互,而不與數據庫管理系統直接聯系。

在這種結構中,命令行客戶端、圖形化界面管理工具或應用程序等稱為“客戶端”或“前臺”,主要完成與數據庫使用者的交互任務;而數據庫管理系統則稱為“服務器”或“后臺”,主要負責數據管理。這種結構經常被稱為“C/S”結構。

在客戶端/服務器模式中,客戶端和服務器可以同時工作在同一臺計算機上,這種工作方式稱為“單機方式”;也可以“網絡方式”運行,即服務器被安裝和部署在網絡中某一臺或多臺主機上。

對于客戶端應用程序的開發,目前常用的語言工具主要有 Visual C++、Delphi、.NET 框架、Visual Basic、Python 等。

數據庫能有效存儲數據,讀取數據、查找數據更是方便,其實那些管理軟件就是通過軟件的界面向內部的數據庫進行數據的增、刪、改、查操作。

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