数据库管理系统——基本知识概述

数据库管理系统——基本知识概述

吴国发

2025年7月24日

内容提要：数据库管理系统（DBMS）用于建立、使用和维护数据库。本文介绍DBMS的基本知识，包括DBMS的分类、功能、组成、工作模式、技术特点等。

关键词：计算机 软件 数据库 管理系统 DBMS

数据库管理系统是一种操纵和管理数据库的大型计算机软件，用于建立、使用和维护数据库，英文为Database Management System简称DBMS。DBMS对数据库进行统一的管理和控制。DBMS具有数据定义、数据操作、数据存储与管理、数据维护、通信等功能。

本文的内容主要来自百度“百科词条”。笔者做了适当的增删和修改。

DBMS的分类

根据数据模型的不同，DBMS可以分成层次型、网状型、关系型、面向对象型等。使用最广的是关系型DBMS。

关系型数据库管理系统分成两大类：单用户数据库管理系统，多用户数据库管理系统。

本文下面所述主要是多用户数据库管理系统。

DBMS的功能

DBMS基本功能如下：

（1）数据定义：DBMS提供数据定义语言DDL（Data Definition Language），供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的库结构。DDL所描述的库结构仅仅给出了数据库的框架，数据库的框架信息被存放在数据字典（Data Dictionary）中。

（2）数据操作：DBMS提供数据操作语言DML（Data Manipulation Language），供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等操作。

（3）数据库的运行管理：包括多用户环境下的并发控制、存取限制控制、完整性检查、安全性检查，以及运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复等。

（4）数据组织、存储与管理：包括数据字典、用户数据、存取路径等，需确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。

（5）数据库的保护：DBMS对数据库的保护主要通过四个方面来实现，即数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库到安全性控制。

（6）数据库的维护：这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储，以及数据库的重构、性能监控等功能。

（7）通信：DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。

DBMS的组成

按功能划分，数据库管理系统大致可分为6个部分：

（1）模式翻译：提供数据定义语言(DDL)。用它书写的数据库模式被翻译为内部表示。数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据操作(如查找、修改、插入和删除等)和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。

（2）应用程序的编译：把包含着访问数据库语句的应用程序，编译成在DBMS支持下可运行的目标程序。

（3）交互式查询：提供易使用的交互式查询语言，如SQL。DBMS负责执行查询命令，并将查询结果显示在屏幕上。

（4）数据的组织与存取：提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。

（5）事务运行管理：提供事务运行管理及运行日志，事务运行的安全性监控和数据完整性检查，事务的并发控制及系统恢复等功能。

（6）数据库的维护：为数据库管理员提供软件支持，包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组以及性能监控等维护工具。

DBMS的工作模式

DBMS的工作模式顺序如下:

（1）接受应用程序的数据请求和处理请求；

（2）将用户的数据请求(高级指令)转换成机器代码(低层指令)；

（3）实现对数据库的操作；

（4）从对数据库的操作中接受查询结果；

（5）对查询结果进行处理(格式转换)；

（6）将处理结果返回给用户。

DBMS的技术特点

DBMS的技术特点如下：

（1）采用复杂的数据模型表示数据结构，数据冗余小，易扩充，实现了数据共享。

（2）具有较高的数据独立性和程序独立性。数据库的独立性包括物理独立性和逻辑独立性。

（3）数据库系统为用户提供了方便的用户接口。

（4）数据库系统提供四个方面的数据控制功能，分别是并发控制、恢复、完整性和安全性。数据库中各个应用程序所使用的数据由数据库系统统一规定，按照一定的数据模型组织和建立，由系统统一管理和集中控制。

常用的DBMS

多用户数据库管理系统产品主要是Oracle、IBM DB2、MS SQL Server、Sybase、MySQL等。

关于常用的DBMS产品，我们将在下一篇文章中详细介绍。