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数据库系统的应用与设计

数据库系统是现代信息时代的重要技术inneจะต_VIRTUAL На这些基础上，数据库系统在实际应用中扮演着关键角色。本文将从数据库体系结构、操作系统管理、数据语言等多个方面探讨数据库系统的应用与设计。

数据块系统的目标

传统的存储系统面临以下挑战：

• 数据冗余与不一致：一个对象的数据分布在多个存储位置，存在数据冗余且不一致的情况。
• 数据访问便利性：直接操作存储系统不够简便，难以实现高效访问。
• 数据孤立问题：数据分散在各个文件中，难以进行多文件间的关联操作。
• 原子性需求：数据库系统需要满足原子性操作，确保事务的完整性。
• 并发访问控制：在多个用户同时操作的情况下，需确保数据一致性。
• 安全与权限管理：需确保数据存储和访问的安全性，支持权限划分。

数据视图

数据库的数据视图主要包括以下三个层次：

dataview可以从以下两个维度进行划分：

• 实例与模式：

  • 实例：特定的时间点数据库中存储的信息集合。
  • 模式：数据库的总体设计概念，描述数据的结构和语义。

• 数据模型：

  • 关系模型：通过表格表示数据和关系，记录一行一列地存储数据。
  • 实体-联系模型：基于现实世界的实体和它们之间的联系来组织数据。
  • 基于对象的数据模型：each realworld object是unique的实体，combined with封装思想。
  • 半结构化数据模型：允许同一类型的数据项拥有不同的属性集。

数据库语言

数据库语言主要分为以下两种：

关系数据库

在关系数据库中，每个表拥有多个列，每个列都有唯一的列名。一张表保存特定类型的记录，记录类型定义固定数目的字段。

SQL查询语言

SQL查询语言具有以下特点：

• 非过程化，允许直接在表间操作。
• 形式简洁，表述清晰，只需提供查询条件即可得到结果。

DDL语例

以下是一个创建部门_table的DDL语句示例：

CREATE TABLE department (
    dept_name CHAR(20),
    building CHAR(15),
    budget NUMERIC(12,2)
);

数据库访问方式

数据库访问可以通过以下两种方式实现：

数据库设计

数据库设计主要包含以下几个阶段：

数据库规范化

规范化是数据库设计的重要目标，主要考虑以下事项：

数据存储与查询

存储管理器

存储管理器负责数据库的存储与管理，提供数据文件、索引、缓冲区等数据结构。其主要功能包括：

• 数据存储与检索

• 文件组织管理

• 权限与访问控制

• 事务管理

• 数据的增删修Values

查询处理器

查询处理器包含三个主要部分：

• DDL解释器：解释数据定义语句，记录定义到数据字典中。

• DML编译器：将查询语句转化为执行指令。

• 执行引擎：执行最终的低级别操作。

事务管理

事务管理是确保数据库高效运行的重要机制，其核心功能包括：

• 原子性：确保事务操作要么全部完成要么全部回滚。

• 一致性：保证事务执行前后数据库一致。

• 持久性：在系统故障后，事务结果能够正常保存。

• 并发控制：防止并发事务导致的数据不一致。

数据库体系结构

数据库体系结构主要包括以下主要部分：

• 存储管理器：处理数据存储和管理。

• 查询处理器：处理和执行查询操作。

• 事务管理器：保证事务的原子性、一致性和持久性。

• 用户界面：提供操作/database的用户接口。

数据挖掘与信息检索

数据挖掘与信息检索是数据价值提升的重要环节，其主要特征包括：

• 数据挖掘：基于数据库自动分析，发现有价值的数据模式。

• 信息检索：处理非结构化文本数据，支持灵活查询。

特种数据库

常见特种数据库类型包括：

数据库用户与管理员

数据库用户

数据库用户可以分为以下几类：

• 无经验用户：熟悉操作环境但缺乏专业知识。

• 应用程序员：负责开发与维护数据库相关的应用程序。

• 老练用户：熟悉数据库系统及相关操作的专业用户。

• 专门用户：只使用特定数据库或数据库功能的用户。

数据库管理员

数据库管理员（DBA）主要负责数据库的日常管理，其主要职责包括：

• 模式定义：确保数据库模式准确反映业务需求。

• 数据存取方法：指定数据组织和存取方式。

• 模式调整：定期修改模式以适应业务需求变化。

• 权限管理：设置和赋予用户及其应用的访问权限。

• 日常维护：定期备份数据库，监控磁盘空间使用情况。