1.1.3数据库系统的特点 与人工管理和文件系统相比，数据库系统的特点主要有以下几个方面。一、数据结构化 数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。 在文件系统中，相互独立的文件的
记录
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内部是有结构的。传统文件的最简单形式是等长同格式的记录集合。例如：一个学生人事记录文件，每个记录都有如图1．5的记录格式：图1.5 其中前八项数据是任何学生必须具有的而且基本上是等长的，而各个学生的后两项数据其信息量大小变化较大。如果采用等长记录形式存储学生数据，为了建立完整的学生档案文件，每个学生记录的长度必须等于信息量最多的记录的长度，因而会浪费大量的存储空间。所以最好是采用变长记录或主记录与详细记录相结合的形式建立文件。也就是将学生人事记录的前八项作为主记录，后两项作为详细记录，则每个记录为如图1.6（a）所示的记录格式，学生李明的记录如图1.6（b）所示。图1.6(a)图1.6(b) 这样可以节省许多存储空间，灵活性也相对提高。 但这样建立的文件还有局限性，因为这种结构上的灵活性只是针对一个应用而言。一个学校或一个组织涉及许多应用，在数据库系统中不仅要考虑某个应用的数据结构，还要考虑整个组织的数据结构。例如一个学校的信息管理系统中不仅要考虑学生的人事管理，还要考虑学籍管理、选课管理，同时还要考虑教员的人事管理、科研管理等应用，可按图1.7方式为该校的信息管理系统组织其中的学生数据：图1.7 这种数据组织方式为各部分的管理提供了必要的记录，使数据结构化了。这就要求在描述数据时不仅要描述数据本身，还要描述数据之间的联系。 在文件系统中，尽管其记录内部己有了某些结构，但记录之间没有联系。 数据库系统实现整体数据的结构化，是数据库的主要特征之一，也是数据库系统与文件系统的本质区别。 在数据库系统中，数据不再针对某一应用，而是面向全组织，具有整体的结构化。不仅数据是结构化的，而且存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项。一个记录或一组记录。而在文件系统中，数据的最小存单位是记录．粒度不能细到数据项。二、数据的共享性高，冗余度低，易扩充 数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此数据可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。 所谓数据的不一致性是指同一数据不同拷贝的值不一样。采用人工管理或文件系统管理时，由于数据被重复存储，当不同的应用使用和修改不同的拷贝时就很容易造成数据的不一致。在数据库中数据共享，减少了由于数据冗余造成的不一致现象。 由于数据面向整个系统，是有结构的数据，不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加新的应用，这就使得数据库系统弹性大，易于扩充，可以适应各种用户的要求。可以取整体数据的各种子集用于不同的应用系统，当应用需求改变或增加时，只要重新选取不同的子集或加上一部分数据便可以满足新的需求。三、数据独立性高 数据独立性是数据库领域中一个常用术语，包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。 物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中数据是相互独立的。也就是说，数据在磁盘上的数据库中怎样存储是由DBMS管理的，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样当数据的物理存储改变了，应用程序不用改变。逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，也就是说，数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不变。数据独立性是由DBMS的二级映象功能来保证的，将在下面讨论。 数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分离出去，加上数据的存取又由DBMS负责，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护和修改。四、数据由DBMS统一管理和控制 数据库的共享是并发的（Concurrency）共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据甚至可以同时存取数据库中同一个数据。计算机远程教育网：http://dreamweaver9.com电脑培训 为此，DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能:（1）数据的安全性（Security）保护数据的安全性是指保护数据以防止不合法的使用造成的数据的泄密和破坏。使每个用户只能按规定，对某些数据以某些方式进行使用和处理。（2）数据的完整性（Integrity）检查数据的完整性指数据的正确性、有效性和相容性。完整性检查将数据控制在有效的范围内，或保证数据之问满足一定的关系。（3）并发（Concurrency）控制当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时，可能会发生相互干扰而得到错误的结果或使得数据库的完整性遭到破坏，因此必须对多用户的并发操作加以控制和协调。（4）数据库恢复（Recovery）计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的失误以及故意的破坏也会影响数据库中数据的正确性，甚至造成数据库部分或全部数据的丢失。DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一己知的正确状态（亦称为完整状态或一致状态）的功能，这就是数据库的恢复功能。数据库管理阶段应用程序与数据之间的对应关系可用图1．8表示。图1.8 综上所述，数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制，以保证数据的完整性、安全性，并在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对系统进行恢复。 数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。这样既便于数据的集中管理，又有利于应用程序的研制和维护，提高了数据的利用率和相容性，提高了决策的可靠性。 目前，数据库已经成为现代信息系统的不可分离的重要组成部分。具有数百万甚至数十亿字节信息的数据库已经普遍存在于科学技术、工业、农业、商业、服务业和政府部门的信息系统。20世纪80年代后不仅在大型机上，在多数微机上也配置了DBMS，使数据库技术得到更加广泛的应用和普及。 数据库技术是计算机领域中发展最快的技术之一。数据库技术的发展是沿着数据模型的主线展开的。下面讨论数据模型。
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