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数据库必知词汇:关系型数据库管理系统

简介: 关系型数据库管理系统(Relational Database Management System, 简称RDBMS)是指包括相互联系的逻辑组织和存取这些数据的一套程序(数据库管理系统软件)。关系数据库管理系统就是管理关系数据库,并将数据逻辑组织的系统。是一种针对对象数据库,为管理数据库而设计的大型电脑软件管理系统。
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关系型数据库管理系统(Relational Database Management System, 简称RDBMS)是指包括相互联系的逻辑组织和存取这些数据的一套程序(数据库管理系统软件)。关系数据库管理系统就是管理关系数据库,并将数据逻辑组织的系统。是一种针对对象数据库,为管理数据库而设计的大型电脑软件管理系统。

常见的关系型数据库管理系统包括MySQL、Oracle、DB2以及SQL Server等,每种数据库的语法、功能和特性也各具特色。具有代表性的数据管理系统有:Oracle、Microsoft SQL Server、Access、MySQL及PostgreSQL等。通常数据库管理师会使用数据库管理系统来创建数据库系统。

关系型数据库管理系统的优势包括:

  • 保持数据的一致性(事务处理);
  • 由于以标准化为前提,数据更新的开销很小(相同的字段基本上都只有一处);
  • 可以进行Join等复杂查询。

关系型数据库管理系统的劣势包括:

  • 高并发读写需求:网站的用户并发非常高,往往达到每秒上万次读写请求,对于传统关系型数据库来说,硬盘I/O是一个很大的瓶颈;
  • 海量数据的高效率读写:对于数据量巨大的网站来说,关系型数据库的查询效率非常低。

一般而言,也会使用“关系型数据库”来泛指关系型数据库管理系统。关系型数据库则是指采用了关系模型来组织数据的数据库,其以行和列的形式存储数据,以便于用户理解,关系型数据库这一系列的行和列被称为表,一组表组成了数据库。用户通过查询来检索数据库中的数据,而查询是一个用于限定数据库中某些区域的执行代码。关系模型可以简单理解为二维表格模型,而一个关系型数据库就是由二维表及其之间的关系组成的一个数据组织。
数据库管理系统是一套计算机程序,以控制数据库的分类及数据的访问。一套数据库包括:

  1. 模型语言,用以因应该数据库管理系统的数据模型,来定义各数据库的schema。
  • 最常用的三大类分别为层次结构式、网络式及关系式的模型。一个数据库管理系统可提供一种、两种,甚至全部三种方式,也可能提供其他形式。最适合的模型要视乎个别应用程序、交易进行比率及查询经常使用的程度等。现时最常使用的则是SQL所支持,相似于关系式模型但又有些微违背的方式。很多数据库管理系统也支持ODBC,以支持程序编写员以标准方法访问该数据库管理系统。
  1. 最优化的数据结构(字段、纪录及文件),以支持在永久存储设备(permanent data storage device,即比主存(volatile main memory)慢得多)上存储极大量的数据。
  2. 查询语言及撰写报表的程序,让用户可以交互方式查问数据库,进行数据分析及依用户的权限来更新数据。
  • 它必须控制数据的保安,以防止不获授权的用户观看甚至更新数据库的数据。用户可以提供有效的密码来访问整个数据库或其中一部分。譬如员工数据库包括所有员工数据的数据,但某组用户可能只被批准查看薪金相关的数据,其他的又可能只可以访问工作履历及病历数据。
  • 如果该数据库管理系统向用户提供可输入更新数据库甚至进行查询的交互途径,则此能力可以用来管理个人的数据库。可是,它不一定提供审核或其他在多用户环境中所需要的各种控制机制。这些机制可能要整套应用程序都为数据输入或更新而修改才能提供。
  1. 交易机制(最好可以保证ACID特性),在多用户同时访问之下仍维持数据完整性(data integrity),与及提供故障排除(fault tolerance)。
  • 数据库管理系统依靠不容许超过一名用户在同一时间更新同一项纪录来维持数据库的完整性。数据库管理系统可以用唯一索引限制来避免重复纪录。譬如不能有两位顾客有同一个顾客编号(主键)在数据库中存在。
  • 结构
  1. 内部层(Internal Level):所代表的是实际存储数据的结构。
  2. 外部层(External Level)或称视界层(View Level):则代表用户或是应用程序所看到的部分。
  3. 概念层(Conceptual Level):为内部层与外部层之间的桥梁(此部分可看成是数据库管理师(DBA)所看到的整体部分)。

资料来源:
王云飞等编著.新颖关系数据库管理系统 中西文FOXBASE+:人民邮电出版社,1989.12
周乾. 关系型数据库的特殊应用[J]. 大东方, 2016, (5):208.
Reuter, Andreas; Haerder, Theo (December 1983). "Principles of Transaction-Oriented Database Recovery" (PDF). ACM Computing Surveys (ACSUR) 15 (4): pp. 287-317.
March 2011, Chapter6 Information systems Organizations and Strategy p.143
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E7%AE%A1%E7%90%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F#cite_ref-1

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云栖社区老同学,软件工程学生党。研究兴趣:软件工程、软件架构设计、软件过程、DevOps以及微服务等。
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