数据库管理系统

数据库管理系统 摘要 分析数据库管理系统的重要软件组成以及按功能划分的几个部分和他们各自的定义功能 探究数据 库管理系统的 5 个软件系统 了解数据库用户 数据库设计和管理人员 首席信息官的不同职能以及数据 库信息系统对不同角色的作用及重要程度 关键字 功能 重要软件 软件系统 职能 重要程度 Database Management System Author Ru si Ting yin Hui zhang Qingyun zhang Yanan zhang Yanai zhang Abstract Analysis database management system according to the important software component and the function differentiates into several parts and their respective definition function discuss common database management system and database management system from selection principle and database management system currently surroundings discussion and its safety Key words FunctionFunction ImportantImportant SystemSystem SafetySafety 前言前言 数据库管理系统是一种用来管理数据库的软件系统 它能科学地组织和存储数据 以 高效地获取和维护数据 它是一种位于用户和操作系统之间的数据管理软件 主要用于定 义和管理数据 处理数据库与应用程序之间的联系 它包括一下几个重要功能 数据定义 数据操作功能 数据库的运行管理 数据库的建立和维护功能 随着计算机技术的进步 有关数据库的功能 产品等应运而生 数据库管理系统的安全性也越来越得到关注 正文正文 数据库技术是计算机科学地一个重要分支 也是信息系统的核心技术基础 20 世纪年 代以来 计算机应用由科学研究逐步扩展到企业 政府部门和社会的各个领域 数据处理 很快上升为计算机应用的一个最重要的方面 自 1989 年第一个商品化数据库管理系统问 世以来 数据库技术得到迅速发展 近年来 随着网络技术和多媒体技术的发展 基于互 联网的 融合多媒体技术的数据库技术显示出更为广阔的技术前景 成为信息管理 办公 自动化的主要技术支持手段 数据库管理系统 是一种操纵和管理数据库的大型软件 是用于建立 使用和维护数据 库 简称 DBMS 它对数据库进行统一的管理和控制 以保证数据库的安全性和完整性 用户通过 DBMS 访问数据库中的数据 数据库管理员也通过 DBMS 进行数据库的维护工 作 它提供多种功能 可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立 修改和询问数据库 数据库管理系统就是人们将越来越多的资料存入计算机中 并通过一些编制好的计算 机程序对这些资料进行管理 这些程序后来就被称为 数据库管理系统 它们可以帮我们 管理输入到计算机中的大量数据 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 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 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 数据库管理系统包括 5 个重要软件组成部分 数据库管理系统引擎 数据定义 数据 处理 应用程序生成与数据管理子系统 对于不同的应用者 这五个软件系统发挥着不 同的作用 1 对于数据库用户 对于数据库用户 它它所所提提供供的的功功能能有有以以下下几几项项 1 数据定义功能 DBMS 提供相应数据语言来定义 DDL 数据库结构 它 们是刻画数据库框架 并被保存在数据字典中 2 数据存取功能 DBMS 提供数据操纵语言 DML 实现对数据库数据的 基本存取操作 检索 插入 修改和删除 3 数据库运行管理功能 DBMS 提供数据控制功能 即是数据的安全性 完 整性和并发控制等对数据库运行进行有效地控制和管理 以确保数据正确有效 4 数据库的建立和维护功能 包括数据库初始数据的装入 数据库的转储 恢 复 重组织 系统性能监视 分析等功能 5 数据库的传输 DBMS 提供处理数据的传输 实现用户程序与DBMS 之间 的通信 通常与操作系统协调完成 数据库用户是实现数据库的应用 通过数据库完成对数据的基本操作和处理以及应 用 因而对用户来说 数据处理 数据管理子系统 更为重要 2 对对于于数数据据库库设设计计和和管管理理人人员员 数据库管理人员 DBADBA 的一般职务 的一般职务 1 安装 配置 升级和迁移 虽然系统管理员通常负责安装 维护服务器上的硬件和操作系统 不过数据库软件的 安装通常是由 DBA 负责的 要胜任这一工作需要了解什么样的硬件配置才能使一个数据库 服务器发挥最大的作用 并且还要就这些硬件需求与系统管理员进行沟通 在完成了上述 工作之后 DBA 就着手安装数据库软件 并从各种不同的产品配置选项中选择一个与硬件 匹配的并且能使数据库效率最高的方案 当有新版本的数据库或者补丁包发布时 决定是 否要用或者用哪一个升级或补丁包也是 DBA 的工作之一 如果企业购买了新的数据库服务 器 那么 DBA 也要负责将数据从原有数据库服务器中迁移到新的服务器上来 2 备份和恢复 DBA 负责为他们所管理的数据库制定 实施并定期测试数据库备份和恢复方案 即使在 一个大型企业中有一个单独的系统管理员专门负责数据库的备份工作 不过最终的决定权 还是由 DBA 掌握 他来确保备份工作要如期完成 并且在数据库出现故障执行恢复工作后 能包含所需要的所有文件 当数据库故障发生时 DBA 需要知道如何使用备份使数据库返 尽快回到正常状态 会丢失任何所完成的事务 数据库出现故障的原因可能又很多种 当 出现故障时 DBA 必须能很快就能判断出故障所在并采取有效的应对策略 从商业的角度 来看 数据库备份是有成本的 DBA 需要让企业的管理人员知道各种数据库备份方法的成 本和风险 3 数据库安全 因为数据库主要负责集中存储数据 这些数据有可能是非常机密并且非常有价值的 因此数据库往往是黑客甚至好奇的员工最感兴趣的目标 DBA 必须了解所用数据库产品的 详细安全模型 该数据库产品的用途 以及如何使用它来有效地控制数据存取 DBA 最基 本的三个安全任务是验证 设置用户帐户控制用户登录数据库 授权 对数据库的各部 分设置权限 防止非法用户访问 审计 跟踪用户执行了什么数据库操作 就目前而 言 因为监管法规比如 Sarbanes Oxley 和 HIPAA 的报告要求必须得到满足 这使得数据 库审计工作尤为重要 4 存储和容量规划 创建数据库得一个主要目就是存储和检索数据 所以规划需要多少磁盘存储空间和监 测可用的磁盘存储空间是 DBA 的关键责任 观察数据的增长趋势也是非常重要的 因为 只有这样 DBA 才能向企业的管理层提出一个长远的存储容量规划 5 性能监控和调整 DBA 负责定期监测数据库服务器 从而找出数据库瓶颈 使数据库性能降低的某些部 分 并制定补救措施 对数据库服务器的调整工作要在多个层次上完成 数据库服务器硬 件的性能以及操作系统的配置都可能成为造成数据库瓶颈的因素 同样数据库软件的配置 也是如此 数据库在磁盘驱动器上的物理安装方式以及索引的选择对于数据库的性能也有 影响 数据库查询的编码方式也可能显著改变查询结果返回的快慢程度 DBA 需要了解 在上述各个层次需要用哪些监测工具 以及如何使用它们来调整系统 从应用设计一开始 把性能因素考虑在内是积极主动调整的反映 而不是等待问题发生之后再去修复它们 DBA 还需要与数据库应用开发人员紧密合作 以确保应用是按照最佳方式开发出来的 并且能带来良好的性能 6 疑难解答 当数据库服务器出现某些差错的时候 DBA 需要知道如何快速确定问题所在并正确地 解决问题 保证不丢失数据或使情况变得更糟 特殊环境下 DBA 的任务 除了上述基本职责外 由于某些特殊的数据库环境 一些 DBA 们还需要掌握一些特别 的技巧 1 高可用性 随着互联网时代的到来 过去那种数据库只需要在白天正常运转的时代已经结束了 现在数据库必须能够提供须提供每周 7 天每天 24 小时的全天候服务 网站也已经从静态 的 预定义的内容发展成为动态创建的内容 在页面请求发送过来之后 使用数据库创建 页面布局 如果网站是全天候可用的 那么支持网站的基础数据库也必须能够全天候工作 在这种环境下管理数据库 DBA 需要知道哪些类型的维护业务可以在线完成 也就是在 不中断数据库运行的情况下 以及在数据库有可能关闭时制定一个维护 期限 此外 DBA 还要规划为冗余的数据库硬件和软件组件 以便万一数据库出现故障时 冗余系统 仍然能够继续要用户提供服务 DBA 可以使用在线备份 集群 复制和应急数据库等技 术和工具确保更高的可用性 2 大型数据库 VLDB 随着企业发现数据库技术的用途越来越多 他们往往用它来保存更多的数据 此外 数据库存储的数据类型也发生了变化 从过去行列整齐的结构化数据发展现在的非结构化 数据 比如文件 图像 声音 甚至指纹 这两种趋势带来的结果是一样的 那就是大型 数据库 VLDB 的出现 要管理 VLDB DBA 需要特殊的技能 过去被认为是非常简 单的操作比如复制一个表 所需要的时间可能是非常巨大的 为了保证数据库扩展到非常 大的规模时仍然是可管理的 DBA 需要了解一些技术 比如表分割 Oracle 联合数据 库 SQL Server 和复制 MySQL 等等 3 数据提取 转化和加载 ETL 在数据仓库环境中 一个非常关键的任务是如何有效地加载数据仓库或数据集市中的大 量数据 而这些数据是从多个现有的生产系统中提取的 通常情况下 这些生产系统的格 式与数据仓库中的标准化定义是不同的 所以数据在加载之前必须要转化 或 清洗 在一个特定的公司里 提取数据可能是也可能不是 DBA 的责任 但是 DBA 需要确定什 么样的提取是有用的 它是数据库决策团队一个关键组成部分 随着社会需求 数据库管理和设计人员的工作也越来越多元 他们需要对数据库进行 全面的监控 了解 所以对他们来说最终的应该是数据定义和应用程序的生成更重要 3 对于首席信息官 对于首席信息官 CIO 在西方工商企业界眼中 CIO 是一种新型的信息管理者 他 她 们不同于一般的信 息技术部门或信息中心的负责人 而是已经进入公司最高决策层 相当于副总裁或副经理 地位的重要官员 一个企业的运营过程 不论其身处哪个行业 其实都是一个信息不断产生 传递 分析 到最后删除的过程 对信息进行很好的管理 事实上也就是对企业的运营有一个很好的管 理 中国有句老话叫 知己知彼 百战不殆 说的就是信息的重要性 你不知道的 我知 道 你知道的 我比你知道得多 知道得快 这样就能赢得胜利 对企业而言 通过及时 产生各种运营数据 及时传递到合适的人 对各种海量数据进行及时 准确的分析 并确 保数据的安全和完整 一家企业就能建立起竞争优势 梳理一下逻辑 企业的运营过程 其实就是信息的流转过程 企业设立 CIO 目的是 对信息进行很好的管理 对信息进行很好的管理 目的是为了建立竞争优势 帮助业务成 功 在这个逻辑下 CIO 的成功标准其实非常明确 是否帮助企业建立了竞争优势 帮助 业务获得了成功 而所谓 IT 与业务融合的问题 根本就不应该存在 因为 CIO 本来就是 为业务而设立的 综上所述 CIO 就是对信息进行准确的分析 整合 和应用 因而他对信息的呈现方 式要求更高 需要信息的显示更全面 广泛 所以对于 CIO 数据库管理系统引擎更重要 结