1.3 数据库系统的功能

数据库技术是计算机科学的重要分支。最初的数据管理采用的是人工管理方式，数据的存储结构、存取方法、输入/输出方式都要程序员亲自动手设计，数据管理的效率很低。随着大容量外存储器的出现，专门用于管理数据的软件“文件系统”应运而生，数据可以长期保存，程序员也不必过多地考虑物理细节，数据管理效率有所提高，但仍然不能共享数据，导致数据大量冗余。为了解决这个问题，20世纪60年代中期出现了数据库技术，在数据库中可以实现应用程序间的数据共享，并最大限度地减少冗余，保证数据的正确性。由于数据库具有数据结构化好、冗余度小、数据独立性高、数据共享性高和易于扩充等优点，所以被广泛应用于数据处理中。

数据库是信息时代的产物，可实现大量信息的管理和处理。人们通过数据库可以方便地使用、查找所需要的信息。一个完整的数据库系统（DataBase System，DBS）由数据库（DateBase，DB）、数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）、数据库应用系统（DataBase Administrator System，DBAS）、数据库管理员（DataBase Administrator，DBA）及用户（User）组成。图1-8所示为数据库系统的组成，图1-9所示为数据库的角色访问层次。

图1-8 数据系统的组成

图1-9 数据库的角色

在介绍数据库之前首先需要理解关于数据库的几个概念。

（1）数据

数据（Data）是信息的符号化表示，是记录事务的物理符号。数据的表示形式是多种多样的，可以是数值的、字符的、图形的、声音的等。为了了解世界、交流信息，人们需要描述这些事物。在日常生活中直接用自然语言（如汉语）描述。在计算机中，为了存储和处理这些事物，就要抽出这些事物的特征组成一个记录来描述。

例如，在学生档案中，如果人们最感兴趣的是学生的姓名、性别、年龄、出生年月、籍贯、所在系别、入学时间，那么可以这样描述（刘清，女，21，1990，福建，计算机系，2011），这里的学生记录就是数据。对于上面这条学生记录，了解其含义的人会得到如下信息：刘清是个大学生，1990年出生，女，福建人，2011年考入计算机系；而不了解其语义的人则无法理解其含义。可见，数据的形式还不能完全表达其内容，需要经过解释。所以数据和关于数据的解释是不可分的，数据的解释是指对数据含义的说明，数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。

（2）数据库

所谓数据库（DataBase，DB）就是长期存放在计算机内，以一定组织方式动态存储的、相互关联的、可共享的数据集合。数据库中的数据结构化好、冗余度小、独立性高、共享性高并易于扩充。数据库存储数据，是一个静态的存储结构。数据库中的数据是存放在外存储器中的永久性数据，使用时必须把它调入内存。

（3）数据库管理系统

数据库管理系统（DataBase Manage System，DBMS）是一个专门的管理软件，负责数据的检索、增加、删除与修改，维护数据的一致性与完整性，提供正确使用的各种机制。应用程序不能直接使用数据库中的数据，只能提出访问数据的请求，由DBMS完成对数据的操作。数据库管理系统是指建立在操作系统之上，支持数据库的建立、使用和维护的软件，如Microsoft SQL Server和Oracle等。它们建立在操作系统的基础上，对数据库进行统一管理和控制。利用数据库管理系统提供的一系列命令，用户可以建立各种数据库操作文件和辅助文件，定义数据及对数据进行增加、删除、更新、查找、输出等操作。用户对数据的操作要通过数据库管理系统实现。此外，数据库管理系统还承担着数据库维护的任务。

（4）数据库应用系统

数据库应用系统（DataBase Application System，DBAS）是指用Visual Basic、FoxPro等开发工具设计的、实现某种特定功能的应用程序，如学生成绩管理系统、工资管理系统、物资管理系统等。它利用数据库管理系统提供的各种手段访问一个或多个数据库，实现其特定的功能。

（5）数据库系统

数据库系统（DataBase System，DBS），是指由计算机硬件、操作系统、数据库管理系统，以及在其他对象支持下建立起来的数据库、数据库应用程序，用户和维护人员等组成的一个整体。