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september 缩写(关系型数据库的实现)

在实际工作中,由于许多人对“什么是数据库”有不同的认识,不能正确地理解“数据库”与“数据库技术”的区别,往往将两者混为一谈。实际上,所谓数据库就是存放数据的仓库,它是一种结构化的、可查询的、动态变化的计算机存储系统。在数据库中存放有结构化的数据(即表)和非结构化的数据(即行),它们是对应用来说最有价值的东西。
一个大的数据仓库由许多逻辑数据库组成,这些数据库之间相互联系形成一个庞大的数据网。在这张数据网上,任何一个有价值的、重要的信息都可以通过检索点查询到。这张网不仅在计算机网络中是不可缺少的,而且在整个信息世界中也是不可缺少地。
数据库与关系型数据库、面向对象软件与面向过程软件一样,是一种计算机程序设计语言。它们都具有强大、灵活、容易实现和容易使用等特点,但它们又都不是程序设计语言。因为数据库与关系型数据库之间存在着差异性(主要表现在概念、实现和功能等方面);而关系型数据库与面向对象软件之间又存在着相同之处(主要表现在数据模型方面)。


1.概念

数据库系统是一个计算机程序系统,其主要目的是在计算机数据库的基础上存储、检索和分析数据,以便进行各种数据处理和知识处理。
数据库是一种有组织的、可重用的数据结构,它描述了系统中各个实体间的关系,即实体与其属性之间的联系,用来描述数据并提供用户使用的逻辑结构。数据库可以看作是一种关系型数据库管理系统,而关系型数据库管理系统又是关系型数据库的一个应用。从这种意义上说,关系型数据库管理系统又是一种面向关系的数据库管理系统。
所谓数据库是指可以用来存储和处理信息的数据模型或逻辑结构,在这里对数据库所下的定义包含两个方面:
(1)对数据所下的定义:即把数据看做信息实体的集合,而不是把数据看做一个信息实体;
(2)对数据所下的定义:即把数据看成结构化、可查询、动态变化、相互联系等属性组成的集合。
这两个方面反映了不同层次上对信息实体之间关系的理解和描述。就理论层次而言,可以认为存储和处理信息实体即数据是数据库管理系统所要做事情,而将这些事情视为对其所存储和处理信息实体即数据进行*作则是关系型数据库管理系统所要做事情。而关系型数据库管理系统并不需要去关心这些事情,而是要做更多需要关心和解决的问题。
就应用层次而言,关系型数据库管理系统侧重于将数据组织成结构化的、可*作等属性组成的集合,而关系型数据库管理系统则侧重于把这些属性组织成结构化的和可*作等属性组成的集合。

2.实现和功能

关系型数据库采用的是关系模式,它是由数据模型、连接、存储和索引四大部分组成的。它与面向对象软件一样,也具有可重用性。当你修改或增加一个数据表时,不需更改数据模型,只需对连接结构进行更改即可。而面向对象软件由于对象之间是由类的成员关系组成的,所以一个对象的修改或增加,必须修改类成员关系,同时还要修改类本身。所以当你要改变一个软件时,必须对整个软件进行重新设计和开发。
数据库的实现有以下几种方法:
1)数据库系统将应用程序看成是一系列*的数据存储单元,应用程序就是用这些数据存储单元来存取数据的,并从中获取数据。
2)将应用程序看作是一组数据表,这些数据表之间通过联系构成一个关系型数据库。这种方法采用了逻辑上分离和物理上分离的思想,只需要在逻辑上将应用程序与数据表分开即可。这就好比让两个人进行通信,一个是使用语言来进行对话(即逻辑上分开),另一个是使用语言来进行沟通(即物理上分开)。
3)将应用程序看作是数据存储单元之间的关系,这种方法采用了数据库建模技术的思想。这种方法能够很好地表示和描述应用程序与数据库之间的关系,但没有办法支持它们之间的共享。它使用了面向对象编程语言的思想来实现这种面向对象技术。
4)将应用程序看作是数据存储单元与数据库中的表之间的连接。这种方法采用了关系数据库建模技术来实现这种连接关系(即结构化查询语言 SQL)。它可以向用户提供一系列表的连接信息,还可以提供对连接信息的查询功能,但它不能进行实体之间关系的建模。这就好比让用户自己描述一张电子地图(如道路、桥梁、建筑物等)那样。
5)将应用程序看作是数据存储单元和数据之间相互关联关系(即关系型数据库建模技术)结合起来构建数据库系统。

3.关系型数据库的实现技术

关系型数据库的实现技术,主要有三种方法:关系模式、面向对象技术和分布式计算。
(1)关系模式数据库中的数据被存放在一个称为数据仓库的计算机系统中,它是一种基本的存储形式。数据仓库是根据一系列有关应用程序需要存储的数据,按照一定规则组织起来的,并在该系统中完成各种查询、*、更新、删除等*作。例如,如果要查询某*最近发生了几起事故,就可将这几起事故放在一起来查询。数据仓库的数据和应用程序之间通过标准接口连接起来,它们通过不同类型的数据访问不同类型的数据库。
(2)面向对象技术是面向对象的程序设计语言中一种新的设计方法。它将各种信息视为一类对象,称为“类”,而信息本身则为该“类”建立起了与之对应的关系。数据库是由数据库管理起来的,而数据库管理系统本身又是一个系统软件,所以采用面向对象技术能更好地对关系型数据库进行设计和管理。数据库中数据被存储在各个*的数据库实例中。当对某个数据库实例进行修改时,并不会影响到其他已存储在其中的数据。这种技术被称为“面向对象数据库”。
(3)分布式计算是通过将庞大、复杂和动态变化着的信息组织成分布在多台计算机上的共享数据集来解决问题。例如,可以使用一台服务器将所有用户访问同一个共享数据集中进行查询,然后再将结果返回给每个用户,从而解决系统资源不足和扩展性问题。分布式计算可以分为两种:本地分布式计算和网络分布式计算。本地分布式计算主要用于服务器端,而网络分布式计算主要用于客户端。基于网络的分布式计算包括基于局域网的分布式计算、基于 Internet/Intranet的分布式计算和基于分布服务器、工作站和*作系统平台上(Windows、 Unix、 Linux)等多种运行环境下(windows、 Linux)的分布式数据处理等。

4.面向对象技术

面向对象技术是一种数据组织形式,它对现实世界中的对象进行了抽象,以对象为中心进行数据的组织,把具有相同或相似行为的对象联系在一起。面向对象技术包括三个主要的部分:对象、接口和类。其中最重要的部分是对象,它是人类可识别和理解的抽象事物和概念。类是对实例进行进一步抽象并具有特定性的类。在面向对象技术中,每个类都是一个对象,每个方法都具有实例化这种方法的能力。因此,一个面向对象的程序系统既能描述现实世界中某些具有相似行为或相似特征的事物(类),又能描述现实世界中事物(类)之间可能存在的某些联系。
面向对象技术最重要和最困难的问题之一是它如何将概念模型中有限的属性、方法和模型扩展到无限多个复杂而又相互关联着的世界。面向对象技术通过在一个数据结构上定义新的类或函数,从而为软件开发提供了一种全新思维方式和有效方法。

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