1.1 数据库的基本概念

1.1.1 数据与数据库

1.数据及其特征

（1）数据的定义。数据（Data）是描述现实世界各种信息的符号记录，是信息的载体和具体表现形式。

在计算机领域内，数据的概念不再局限于普通意义上的数字，凡是计算机中用来描述事物的记录，都可以统称为数据，包括文字、图形、图像、声音等。比如用国际标准书号（ISBN）、书名、出版社名称这几个特征来描述书籍时（9787566822925，群体智能与大数据分析技术，暨南大学出版社），这一记录就是一本书的数据。

（2）数据的特征。

①数据有“型”和“值”的特点。数据的“型”指的是数据的内部结构和对外联系，是指数据内容存储在媒体上的具体形式，也就是数据的“类型”。数据的“值”描述数据的具体取值，是指所描述客观事物的具体特性，也就是通常所说的数据的“值”。比如，上例中的数据“9787566822925”的型是一个字符串类型，但是具体的值表示的是书籍的编号。

②数据有多种表现形式。随着计算机应用的日益广泛，数据的表现形式不仅包括数字，还有文字、图形、图像、声音等多媒体信息。不同的数据类型在计算机中的存储方式不同。

③数据与信息有内在的联系。数据是信息的符号表现，信息是数据的语义解释。例如例子中“暨南大学出版社”表示的是书籍的出版社这个特定的语义，因此数据表示了信息，信息也必须通过数据的某种形式被表示出来，才能被人所理解和接受。

2.数据库

数据库（Database，DB）就是按照一定的数据模型组织的、长期储存在计算机内、可为多个用户共享的大量数据的集合。在引入了数据库管理系统（Database Management System，DBMS）这个概念之后，我们可以认为，数据库就是由DBMS统一管理和控制的数据的集合。

1.1.2 数据库管理系统

数据库管理系统（DBMS），是用户管理数据库的工具，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件，它建立在操作系统（Operating System，OS）的基础上，能够对数据库进行统一的管理和控制。

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（Data Definition Language，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（Data Dictionary，DD）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语言。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、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。

1.1.3 数据库系统

数据库系统（Database System，DBS）是采用数据库技术的计算机系统，是一个实现有组织地、动态地存储大量相关结构化数据的计算机软、硬件资源的集合。它包括与数据库有关的整个系统：数据库、DBMS、应用程序以及数据库管理员和用户等。

1.数据库

数据库是一个单位或组织需要管理的全部关系数据的集合，它是长期存储在计算机内、有组织、可共享、统一管理的数据集合。

2.硬件

硬件是运行DBMS和存储数据库中数据的基础，它包括CPU、内存、输入和输出设备等硬件设备。

3.软件

软件包括DBMS、操作系统、各种主语言和数据库应用程序，其中操作系统软件是所有软件的基础。

4.人员

管理、开发和使用数据库系统的人员，主要包括数据库管理员（Database Administrator，DBA）、系统分析员、应用程序员和用户。

数据库系统的全局结构如图1-1所示。