DBMS
A Database Management System (DBMS) sometimes called a database manager or database system is a set of computer programs that controls the creation, organization, maintenance, and retrieval of data from the database stored in a computer. It allows the individuals or entities to easily access and use the data from database. An excellent database system helps the end users to easily access and use the data and also stores the new data in a systematic way. It knows better the actual physical location of the data.
A DBMS is a system software package that ensures the integrity and security of the data. The most typical DBMS is a relational database management system (RDBMS). A newer kind of DBMS is the object-oriented database management system (ODBMS). The DBMS are categorized according to their data types and structure. It accepts the request for the data from an application program and instructs the operating system to transfer the appropriate data to the end user. A standard user and program interface is the Structured Query Language (SQL). A DBMS can organize, process, and present selected data elements form the database. This capability enables decision makers to search, probe, and query database contents in order to extract answers to nonrecurring and unplanned questions that arenrsquo;t available in regular reports.
There are many Data Base Management System like MySQL, PostgreSQL, Microsoft Access, SQL Server, FileMaker, Oracle, RDBMS, dBASE, Clipper, FoxPro and many more that work independently and freely but also allow other database systems to be integrated with them. For this DBMS software comes with an Open Database Connectivity (ODBC) driver ensuring the databases to be integrated with it.
A DBMS includes four main parts: modeling language, data structure, database query language, and transaction mechanisms Modeling language.
Modeling Language: A data modeling language to define the schema (the overall structure of the database) of each database hosted in the DBMS, according to the DBMS database model. The schema specifies data, data relationships, data semantics, and consistency constraints on the data. The four most common types of models are the:
Hierarchical model
Network model
Relational model
Object model
The optimal structure depends on the natural organization of the applications data, and on the applications requirements that include transaction rate (speed), reliability, maintainability, scalability, and cost.
Data Structures: Data structures which includes fields, records, files and objects optimized to deal with very large amounts of data stored on a permanent data storage device like hard disks, CDs, DVDs, Tape etc.
Database Query Language: Using the Database Query Language (DQL) users can formulate requests and generate reports. It also controls the security of the database. The DQL and the report writer allows users to interactively interrogate the database, analyze its data and update it according to the users privileges on data. For accessing and using personal records there is a need of password to retrieve the individual records among the bunch of records. For Example: the individual records of each employee in a factory.
Transaction mechanisms modeling language: The transaction mechanism modeling language ensures about data integrity despite concurrent user accesses and faults. It maintains the integrity of the data in the database by not allowing more than one user to update the same record at the same time. The unique index constraints prevent to retrieve the duplicate records like no two customers with the same customer numbers (key fields) can be entered into the database.
The Latest Trend
Among several types of DBMS, Relational Database Management System (RDBMS) and Object-oriented Database Management System (OODBMS) are the most commonly used DBMS software.
The RDBMS is a Database Management System (DBMS) based on the relational model in which data is stored in the form of tables and the relationship among the data is also stored in the form of tables. It was introduced by E. F. Codd, which is the most popular commercial and open source databases now days. The most popular RDBMS is:
MySQL
PostgreSQL
Firebird
SQLite
DB2
OODBMS: Object-Oriented Database Management System (OODBMS) in short Object Database Management System (ODBMS) is a database management system (DBMS) that supports the modeling and creation of data as objects. It includes some kind of support for classes of objects and the inheritance of class properties and methods by subclasses and their objects. An ODBMS must satisfy two conditions: it should be an object-oriented programming language and a DBMS too.
OODBMS extends the object programming language with transparently persistent data, concurrency control, data recovery, associative queries, and other database capabilities.
At present it is on its development stage and used in Java and other Object Oriented programming language.
Earlier it was introduced to replace the RDBMS due to its better performance and scalability but the inclusion of object-oriented features in RDBMS and the origin of Object-relational mappers (ORMs) made it enough powerful to defend its persistence. The higher switching cost also played a vital role to defend the existence of RDBMS. Now it is being used as a complement, not a replacement for relational databases.
Now it is being used in embedded persistence solutions in devices, on clients, in packaged software, in real-time control systems, and to power websites. The open source community has created a new wave of enthusiasm thats now fueling the rapid growth of ODBMS installations.
A database
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数据库管理系统
数据库管理系统(DBMS)有时被称为数据库管理器或数据库系统是一组计算机程序控制的创建、组织、维护、和从数据库检索数据存储在计算机中。它允许个人或 实体轻松地访问和使用来自数据库的数据。一个优秀的数据库系统可以帮助最终用户能够轻松地访问和使用的数据并存储新数据以系统的方式。它知道更好的实际物 理位置数据。
DBMS是一个系统软件包,确保数据的完整性和安全性。最典型的数据库管理系统是一个关系数据库管理 系统(RDBMS)。一种新的数据库管理系统是面向对象的数据库管理系统(面向)。DBMS分类根据其数据类型和结构。它接受请求的数据应用程序和指示操 作系统将适当的数据转移到最终用户。一个标准的用户和程序接口是结构化查询语言(SQL)。DBMS可组织，处理和表示从数据库中选出的数据元。该功能使决策者能搜索，探查和查询数据库的内容，从而对在正规报告中没有的，不再出现的且无法预料的问题做出回答。
像MySQL数据库管理系统有很多,PostgreSQL,Microsoft Access,SQL Server,FileMaker,甲骨文,RDBMS,数据库,加密技术的应用,更多的自由,独立工作,但也允许其他数据库系统集成。这个数据库管理系 统软件提供了一个开放数据库连接(ODBC)驱动程序确保数据库集成。
一个数据库管理系统包括四个主要部分:建模语言,数据结构,数据库查询语言、建模语言和交易机制。
建模语言:数据建模语言定义模式(数据库的总体结构)的每个数据库驻留在DBMS,根据DBMS数据库模型。模式指定数据、数据关系、数据语义和数据一致性约束。四个最常见的类型的模型是:
层次模型
网络模型
关系模型
对象模型
最优结构取决于自然组织应用程序的数据和应用程序的需求,包括事务率(速度)、可靠性、可维护性、可伸缩性和成本。
数据结构:数据结构,包括字段、记录、文件和对象优化处理大量数据存储在一个永久数据存储设备,如硬盘、cd、dvd、磁带等。
数据库查询语言:使用数据库查询语言(DQL)用户可以制定请求和生成报告。它还控制数据库的安全。DQL和报告作者允许用户交互查询数据库,分析其数据和更新它根据用户权限数据。用于访问和使用的个人记录需要密码检索单个记录在批记录。例如:在工厂每个员工的个人记录。
交易机制建模语言:事务建模语言机制确保数据完整性，尽管会发生并发用户访问和错误。它维护数据库中数据的完整性,不允许多个用户同时更新相同的记录。唯一索引限制防止重复记录检索不像两个客户提供相同的客户数量(关键字段)可以进入数据库。
最新的趋势
在几种类型的DBMS中,关系数据库管理系统(RDBMS)和面向对象的数据库管理系统(OODBMS)是最常用的数据库管理系统软件。
RDBMS是一个数据库管理系统(DBMS)，基于关系模型中,数据存储在表中，关系数据也存储在表中。e . f . Codd介绍了哪些是现在最受欢迎的商业和开放源代码数据库。最受欢迎的RDBMS是:
MySQL
PostgreSQL
Firebird
SQLite
DB2
OODBMS: 面向对象的数据库管理系统(OODBMS)，简而言之面向对象数据库管理系统是一个支持数据作为对象的建模和创造数据库管理系统(DBMS)。它包括某种 形式的支持类的对象和类的属性和方法的继承及其子类对象。ODBMS必须满足两个条件:它应该是一个面向对象的编程语言和数据库管理系统。
OODBMS扩展对象编程语言与透明的持久性数据,并发控制,数据恢复,数据库关联查询等功能。
目前在其发展阶段用于Java和其他面向对象的编程语言。
早些时候它被介绍给取代RDBMS由于其更好的性能和可伸缩性,但包括面向对象的特性,在RDBMS和起源的对象关系映射器(orm)使它足够强大的捍卫自己的持久性。较高的转换成本也起到了至关重要的作用为RDBMS的存在。现在它是作为补充,而不是取代关系数据库。
现在是使用嵌入式持久性解决方案的设备,在客户端上,在打包软件,在实时控制系统中,和网站。开源社区创造了新一波的热情推动面向装置的快速增长。
DBMS由3个主要部分组成：（1）存储子系统，用来存储和检索文件中的数据；（2）建模和操作子系统，提供组织数据以及添加，删除，维护，更新数据的方法；（3）用户和DBMS之间的接口。在提高数据库管理系统的价值和有效性方面正在展现以下一些重要发展趋势；
1.管理人员需要最新的信息以做出有效的决策。
2.客户需要越来越复杂的信息服务以及更多的有关其订单，发票和账号的当前信息。
3.用户发现他们可以使用传统的程序设计语言，在很短的一段时间内用数据库系统开发客户应用程序。
4.商业公司发现了信息的战略价值，他们利用数据库系统领先于竞争对手。
数据库模型
数据库模型描述了在数据库中结构化和操纵数据的方法，模型的结构部分规定了数据如何被描述（例如树，表等）：模型的操纵部分规定了数据添加，删除，显示，维护，打印，查找，选择，排序和更新等操作。
分层模型
第一个数据库管理系统使用的是分层模型，也就是说，将数据记录排列成树形结构。一些记录时根目录，在其他所有记录都有独立的父记录。树形结构的设计反映了数据被使用的顺序，也就是首先访问处于树根位置的记录，接下来是跟下面的记录，等等。
分层模型的开发是因为分层关系在商业应用中普遍存在，众所周知，一个组织结构图表就描述了一种分层关系：高层管理人员在最高层，中层管理人员在较低的层次，负责具体事务的雇员在最底层。值得注意的是，在一个严格的分层结构体系中，在每个管理层下可能有多个雇员或多个层次的雇员，但每个雇员只有一个管理者。分层结构数据的典型特征是数据之间的一对多关系。
在分层方法中，当数据库建立时，每一关系即被明确地定义。在分层数据库中的每一记录只能包含一个关键字段，任意两个字段之间只能有一种关系。由于数据并不总是遵循这种严格的分层关系，所以这样可能会出现一些问题。
关系模型
在1970年，数据库研究取得了重大突破。E.F.Codd提出了一种截然不同的数据库管理方法，使用表作为数据结构,称之为关系模型.
关系数据库是使用最广的数据结构,数据被组织成关系表,每个表由称作记录的行和称作字段的列组成。每个记录包含了专用项目的字段值。例如，在一个包含雇员信息的表中，一个记录包含了像一个人姓名和地址这样的字段的值。
结构化查询语言（SQL）是一种在关系型数据库中用于处理数据的查询语言。它是非过程化语言或者说是描述性的，用户只须指定一种类似于英语的描述，用来确定操作，记录或描述记录组合。查询优化器将这种描述翻译为过程执行数据库操作。
网状模型
网状模型在数据之间通过链接表结构创建关系，子记录可以链接到多个父记录。这种将记录和链接捆绑到一起的方法叫做指针，他是指向一个记录存储位置的存储地址。使用网状方法，一个子记录可以链接到一个关键记录，同时，它本身也可以作为一个关键记录。链接到其他一系列子记录。在早期，网状模型比其他模型更有性能优势；但是在今天，这种优势的特点只有在自动柜员机网络，航空预定系统等大容量和高速处理过程中才是最重要的。
分层和网状数据库都是专用程序，如果开发一个新的应用程序，那么在不同的应用程序中保持数据库的一致性是非常困难的。例如开发一个退休金程序，需要访问雇员数据，这一数据同时也被工资单程序访问。虽然数据是相同的，但是也必须建立新的数据库。
对象模型
最新的数据库管理方法是使用对象模型，记录由被称作对象的实体来描述，可以在对象中存储数据，同时提供方法或程序执行特定的任务。
对象模型使用的查询语言与开发数据库程序所使用的面向对象的程序设计语言是相同的，因为没有像SQL这样简单统一的查询语言，所以会产生一些问题。对象模型相对较新，仅有少数几个面向对象的数据库实例。它引起了人们的关注，因为选择面向对象程序设计语言的开发人员希望有一个基于在对象模型基础上的数据库。
在信息技术和计算机科学,尤其是在计算机编程、操作系统、多处理器,和数据库,并发控制确保正确的结果生成并发操作,同时尽快得到这些结果。
计 算机系统,软件和硬件,由模块或组件。每个组件的目的是正确地操作,即,服从或符合一定规则的一致性。当并发操作的组件之间的交互是通过消息传递或通过共 享访问的数据(在内存中或存储),某个组件的一致性可能违反了由另一个组件。并发控制的区域提供了规则、方法、设计方法和理论维护组件并发操作的一致性而 相互作用,从而整个系统的一致性和正确性。并发控制引入系统意味着应用操作约束通常导致一些性能降低。操作的一致性和正确性应实现以尽可能好的效率,而不 降低性能低于合理水平。并发控制需要大量额外的复杂性和开销相比,并行算法的简单顺序算法。
在数据库并发控制
dbms需要同时处理并发控制问题不是典型的数据库事务,而是一般的操作系统。
并 发控制在数据库管理系统(DBMS);如。,伯恩斯坦等。1987年,威库姆和Vossen 2001),其他事务性对象,和相关的分布式应用程序(如。、网格计算和云计算)确保数据库事务并发执行没有违反各自的数据库的数据完整性。因此,并发控 制是一个重要的元素在任何系统的正确性,两个数据库事务,执行时间重叠,可以访问相同的数据,例如,几乎在任何通用的数据库系统。因此大量相关研究一直以 来积累的数据库系统出现在1970年代早期。完善的数据库系统的并发控制理论是在上述引用概述:可串行性理论,可以有效地设计和分析并发控制方法和机制。 原子事务的并发控制的另一个理论抽象数据类型提出了(林奇et al . 1993年),而不是利用。这理论是更精致,复杂,与一个更广泛的范围,并利用数据库中的文献比上面的经典理论。两个理论各有其利弊,强调和洞察力。在某 种程度上他们是互补的,他们的合并可能是有用的。
为了确保正确 性,DBMS通常只保证生成序列化事务安排,除非故意放松可串行性来提高性能,但只有在这种情况下,应用程序正确性不是伤害。维持正确的失败(流产)事务 (总能发生有很多原因)日程安排还需要可恢复性(中止)属性。DBMS也保证不丢失的影响已提交的事务,并没有影响流产(回滚)事务仍在相关数据库中。总 体事务特性通常由酸规则总结如下。数据库已经成为分布式,或需要在分布式环境中(如合作。,在1990年初联合数据库,目前云计算),并发控制机制的有效 分布受到特别关注。
数据库事务的概念(或原子事务)已经演变为了使一个很 好的理解数据库系统行为在错误的环境中随时可能发生事故的地方,了解数据库和恢复从一个崩溃的状态。数据库事务是一个工作单元,通常封装的操作(比如在一 个数据库。,阅读一个数据库对象、写作、获取锁,等等),一个抽象支持数据库和其他系统。每个事务都有定义良好的边界的程序/代码执行包含在事务(由事务 的程序员通过特殊事务命令)。每一个数据库事务遵循以下规则(数据库系统的支持,即。,数据库系统是为了保证他们的事务运行):
原子性的影响——要么全部或没有业务保持(“全或无”的语义)当事务完成(分别提交或中止)。换句话说,外面的世界出现提交事务(由其影响数据库)是不可分割(原子),和一个中止事务不会影响数据库,仿佛从未发生过。
一 致性——每笔交易必须离开数据库一致的(正确的)状态,即,保持预定的数据库的完整性规则(约束和数据库的对象)。事务必须一个数据库从一个一致性状态转 换为另一种格式的一致状态(然而,事务的程序员的责任,以确保交易本身是正确的,即,正确执行计划执行(从应用程序的观点),预定义的完整性规则是由 DBMS)强制执行。因此从一个数据库只能通过交易,通常改变所有数据库的状态是一致的。
隔离——交易不能互相干扰(如执行的最终结果)。此外,通常(取决于并发控制方法)一个不完整的事务的影响对另一个事务甚至不可见。提供隔离是并发控制的主要目标。
耐久性,影响成功的(承诺)事务必须坚持通过崩溃(通常是通过记录事务的影响及其提交的事件在一个非易失性内存)。
原子事务的概念已经扩展在年实际上已经成为商业交易,实现类型的工作流和不是原子。然而也等增强交易通常利用原子事务的组件。
在形式上,“数据库”是指一组相关数据和组织这些数据的方法。访问这些数据通常是由“数据库管理系统(DBMS)组成的一组集成的 计算机软件,允许用户与一个或多个数据库,并提供访问数据库中包含的所有数据(尽管可能存在限制,限制访问特定的数据)。DBMS提供了各种功能,允许输 入,存储和检索大量的信息以及提供的方式来管理这些信息是如何组织的。
因为它们之间的密切关系,所以“数据库”这个词常常用来指一个数据库和用于操作的数据库管理系统。
在其他的专业信息技术中，数据库这个词常常用来指任何收集的相关数据(例如一个电子表格或卡片索引)。本文只关注数据库的大小和使用需求需要使用数据库管理系统。
现有的dbms提供的各种功能,允许管理数据库及其数据可以分为四个主要功能组:
数据定义,创建、修改和删除的定义,定义数据的组织。
更新——插入、修改和删除的实际数据。
检索——提供信息的形式直接可用的或由其他应用程序进行进一步处理。检索到的数据可能会提供形式基本上一样存储在数据库或通过改变中获得的一种新形
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