2.1.3　数据库管理系统

当使用数据库方法来管理数据时，数据储存在数据库中，数据可以被多个应用程序所访问，因此就提高了数据的共享性。而不像前文提到的文件系统，文件与应用程序相关联。但是，应用程序并不直接访问数据库，而是通过数据库管理系统来访问数据库，即数据库管理系统则担当着用户和数据库之间接口的角色，如图2-3所示。

图2-3　应用程序、DBMS与数据库的关系

数据库管理系统(Data Base Management System，简称DBMS)是一种操作和管理数据库的软件，用于建立、使用和维护数据库。微软的Access是个人电脑使用的DBMS，而IBM的DB2、Oracle的Oracle Database和微软SQL Server是企业级的DBMS，MYSQL是一种流行的开源DBMS(它是免费的)。

注意，不要混淆了数据库管理系统与数据库，数据库是数据的集合，而数据库管理系统是一套对数据库进行统一管理的系统软件。

DBMS的功能

DBMS之所以具有建立、使用和维护数据库的功能，主要依赖于它的三个重要组成部分:数据定义语言、数据操纵语言和数据字典，当今的DBMS往往以图形界面的形式来提供这三个部分的功能。下面，我们简要介绍一下DBMS的这些功能与相关的概念。

1.建立数据库

使用数据定义语言(data definition language，DDL)，数据库的开发者利用DBMS来创建数据库，即定义数据库中数据的结构。主要包括创建定义一个新表，修改一个已经存在的表(为这个表增加、删除一个字段，或修改某个字段的定义)，定义表中的字段的属性以及指定表和表之间的关系(详见3.2节)等。

数据定义的信息存储在数据字典(data dictionary)中，由于数据字典提供了数据元素的属性等数据定义的信息，因此它被形象地称为“数据的数据”。数据字典既可以由系统自动生成也可以手工创建。微软的Access拥有内置的数据字典，当表处于“设计视图”时，可以显示每一字段的名称、描述、大小、类型以及格式等信息以及字段的其他一些特征，如图2-4所示。大公司数据库系统的数据字典还可以记录其他的信息，例如用途、责任人(组织中谁对数据维护负责)、授权、安全性以及使用数据元素的个人、业务、程序和报告。

2.使用数据库

定义好数据库之后，就可以使用数据操纵语言(data manipulation language，DML)来实现4个方面的操作:插入(在表中增加一条新的记录)、修改(修改表中现有的某一条记录的一个或多个字段的值)、删除(删除表中现有的条记录)数据以及查询。

现在最常用的数据操纵语言是结构化查询语言(SQL)，几乎所有的DBMS都支持SQL语句，3.3节将详细讨论SQL。除了SQL之外，当今的DBMS往往还提供一些其他的数据操作工具，例如视图、报表生成器、按例查询工具等。

3.管理数据库

此外，DBMS还提供了一系列工具来帮助管理数据库。例如，DBMS可以为运行数据库建立一个包括账户、密码、许可以及限制的安全系统，为了保障数据库的安全性，用户必须通过有效账户才能运行数据库。除安全性之外，DBMS还包括备份数据库的数据等管理功能。

图2-4　Access中的数据字典示例

数据库方法管理数据的优点

总的来说，使用数据库方法来管理数据可以避免用文件系统来管理数据的缺点。下面，简要地介绍数据库方法的优点，通过对本章后续内容的学习，你将逐步深入地理解这些优点。

数据共享性高。当使用数据库方法来管理数据时，数据被统一存放在数据库中，数据库管理系统对数据库进行管理，各应用程序通过数据库管理系统来提取和利用数据，这样就实现了数据的共享。

数据独立性强。在数据库中，数据已经完全独立于应用程序，其独立性主要表现在两个方面，物理独立性和逻辑独立性。物理独立性，数据库的物理组织，即数据在介质上的存储方式发生变化不影响数据的逻辑结构;逻辑独立性，数据库的逻辑结构改变时，无需改变应用程序。

数据冗余度小。应用程序通过数据库管理系统提取和利用数据，数据不再重复出现在各个应用程序中，从而减少了数据的冗余度。

数据的一致性好。数据库管理系统对数据库进行管理，将不会出现某一部分数据更改了、更新了而在其他的地方仍然是原来数据的情况，从而保证了数据库中数据的一致性。

此外，数据库方法还有数据安全性高、完整性好的优点。关于完整性的概念详见本章2.2.3。