关系型数据库基础知识：储存与管理数据的二维表形式

1.数据库的定义

数据库是按照一定结构组织的相关数据的集合，在计算机存储设备上合理地存放相互关联的数据集。

数据库的定义包含了以下两个含义：存储数据的目的是为了应用处理服务；数据的存储不是杂乱无章的，而是按照特定的结构进行存储的。

2.数据库模型的种类

（1）关系型数据库

关系型数据库以行和列的形式存储数据，以便于用户理解。这一系列的行和列被称为表，一组表组成了数据库。用户用查询（Query）来检索数据库中的数据。每个Query对应于一个用于指定数据库中行和列的SELECT语句。关系型数据库通常包含下列组件：客户端应用程序（Client）；数据库服务器（Server）；数据库（Database）。

Structured Query Language（SQL）是Client端和Server端的桥梁，Client用SQL来向Server端发送请求，Server返回Client端要求的结果。现在流行的大型关系型数据库有IBM DB2、IBM UDB、Oracle、SQL Server、SyBase、Informix等。

关系型数据库管理系统中储存与管理数据的基本形式是二维表。

（2）网状数据库

网状数据库处理以记录类型为节点的网状数据模型的数据库。处理方法是将网状结构分解成若干棵二级树结构，称为系。系类型是两个或两个以上的记录类型之间联系的一种描述。在一个系类型中，有一个记录类型处于主导地位，称为系主记录类型，其他称为成员记录类型。

系主和成员之间的联系是一对多的联系。网状数据库的代表是DBTG系统。1969年美国的CODASYL组织提出了一份“DBTG报告”，以后，根据DBTG报告实现的系统一般称为DBTG系统。现有的网状数据库系统大都是采用DBTG方案。DBTG系统是典型的三级结构体系：子模式、模式、存储模式。相应的数据定义语言分别称为子模式定义语言SSDDL、模式定义语言SDDL、设备介质控制语言DMCL，另外还有数据操纵语言DML。

（3）层次型数据库

层次型数据库管理系统是紧随网状数据库而出现的。现实世界中很多事物是按层次组织起来的。层次数据模型的提出，首先是为了模拟这种按层次组织起来的事物。层次数据库也是按记录来存取数据的。层次数据模型中最基本的数据关系是基本层次关系，它代表两个记录型之间一对多的关系，也叫做双亲子女关系（PCR）。

数据库中有且仅有一个记录型无双亲，称为根节点。其他记录型有且仅有一个双亲。在层次模型中从一个节点到其双亲的映射是唯一的，所以对每一个记录型（除根节点外）只需要指出它的双亲，就可以表示出层次模型的整体结构。层次模型是树状的。最著名且最典型的层次数据库系统是IBM公司的IMS（Information Management System），这是IBM公司研制的最早的大型数据库系统程序产品。从60年代末产生起，如今已经发展到IMSV6，提供群集、N路数据共享、消息队列共享等先进特性的支持。这个具有30年历史的数据库产品在如今的WWW应用连接、商务智能应用中扮演着新的角色。

3.数据库的种类及其特点

（1）Access数据库

Access数据库是美国Microsoft公司于1994年推出的微机数据库管理系统。它具有界面友好、易学易用、开发简单、接口灵活等特点，是典型的新一代桌面数据库管理系统。其主要特点如下：

1）完善地管理各种数据库对象，具有强大的数据组织、用户管理、安全检查等功能。

2）强大的数据处理功能，在一个工作组级别的网络环境中，使用Access开发的多用户数据库管理系统具有传统的XBASE（DBASE、FoxBASE的统称）数据库系统所无法实现的客户服务器（Cient／Server）结构和相应的数据库安全机制，Access具备了许多先进的大型数据库管理系统所具备的特征，如事务处理／出错回滚能力等。

3）可以方便地生成各种数据对象，利用存储的数据建立窗体和报表，可视性好。

4）作为Office套件的一部分，可以与Office集成，实现无缝连接。

5）能够利用Web检索和发布数据，实现与Internet的连接。Access主要适用于中小型应用系统，或作为客户机／服务器系统中的客户端数据库。

（2）Informix数据库

Informix数据库是美国InfomixSoftware公司研制的关系型数据库管理系统。Informix有Informix-SE和Informix-Online两种版本。Informix-SE适用于UNIX和WindowsNT平台，是为中小规模的应用而设计的；Informix-Online在UNIX操作系统下运行，可以提供多线程服务器，支持对称多处理器，适合大型应用。

Informix可以提供面向屏幕的数据输入询问及面向设计的询问语言报告生成器。数据定义包括定义关系、撤销关系、定义索引和重新定义索引等。Informix不仅可以建立数据库，还可以方便地重构数据库，系统的保护措施十分健全，不仅能使数据得到保护而不被权限外的用户存取，而且能重新建立丢失的文件及恢复被破坏的数据。其文件的大小不受磁盘空间的限制，域的大小和记录的长度均可达2KB。采用加下标顺序访问法，Informix与COBOL软件兼容，并支持C语言程序。Informix可移植性强、兼容性好，在很多微型计算机和小型机上得到应用，尤其适用于中小型企业人事、仓储及财务的管理。

（3）Orcale数据库

Orcale数据库是美国Orcale公司研制的一种关系型数据库管理系统，是一个协调服务器和用于支持任务决定型应用程序的开放型RDBMS。它可以支持多种不同的硬件和操作系统平台，从台式机到大型和超级计算机，为各种硬件结构提供高度的可伸缩性，支持对称多处理器、群集多处理器、大规模处理器等，并提供广泛的国际语言支持。Orcale是一个多用户系统，能自动从批处理或在线环境的系统故障中恢复运行。系统提供了一个完整的软件开发工具Developer 2000，包括交互式应用程序生成器、报表打印软件、字处理软件以及集中式数据字典，用户可以利用这些工具生成自己的应用程序。Orcale以二维表的形式表示数据，并提供了SQL（结构式查询语言），可完成数据查询、操作、定义和控制等基本数据库管理功能。Orcale具有很好的可移植性，通过它的通信功能，微型计算机上的程序可以同小型乃至大型计算机上的Orcale相互传递数据。另外，Orcale还具有电子表格、图形处理等软件。Orcale属于大型数据库系统，主要适用于大、中型应用系统，或作为客户机／服务器系统中服务器端的数据库系统。

（4）DB2数据库(www.xing528.com)

DB2数据库是IBM公司研制的一种关系型数据库系统。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于OS／2、Windows等平台下。DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和SQL命令。DB2采用了数据分级技术，能够使大型机数据很方便地下载到LAN数据库服务器，使得客户机／服务器用户和基于LAN的应用程序可以访问大型机数据，并使数据库本地化及远程连接透明化。它以拥有一个非常完备的查询优化器而著称，其外部连接改善了查询性能，并支持多任务并行查询。DB2具有很好的网络支持能力，每个子系统可以连接十几万个分布式用户，可同时激活上千个活动线程，对大型分布式应用系统尤为适用。

（5）Sybase数据库

Sybase数据库是美国Sybase公司研制的一种关系型数据库系统，是一种典型的用于UNIX或Windows平台上客户机／服务器环境下的大型数据库系统。Sybase提供了一套应用程序编程接口和库，可以与非Sybase数据源及服务器集成，允许在多个数据库之间复制数据，适于创建多层应用。系统具有完备的触发器、存储过程、规则以及完整性定义，支持优化查询，具有较好的数据安全性。Sybase通常与SybaseSQLAnywhere用于客户机／服务器环境，前者作为服务器数据库，后者为客户机数据库，采用该公司研制的PowerBuilder作为开发工具，在我国大、中型系统中具有广泛的应用。

（6）FoxPro数据库

FoxPro数据库最初由美国Fox公司1988年推出，1992年Fox公司被Microsoft公司收购后，相继推出了FoxPro2.5、2.6和VisualFoxPro等版本，其功能和性能有了较大的提升。FoxPro2.5、2.6分为DOS和Windows两种版本，分别运行于DOS和Windows环境下。Fox-Pro比FoxBASE在功能和性能上又有了很大的改进，主要是引入了窗口、按钮、列表框和文本框等控件，进一步提高了系统的开发能力。

（7）SQL Server数据库

SQL Server是由Microsoft公司推出的一种关系型数据库系统。它是一个可扩展的、高性能的、为分布式客户机／服务器计算所设计的数据库管理系统，实现了与WindowsNT的有机结合，提供了基于事务的企业级信息管理系统方案。

其主要特点如下：

1）高性能设计，可充分利用Windows的优势。

2）系统管理先进，支持Windows图形化管理工具，支持本地和远程的系统管理和配置。

3）强大的事务处理功能，采用各种方法保证数据的完整性。

4）支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC，并具有自主的SQL语言。SQL Server以其内置的数据复制功能、强大的管理工具、与Internet的紧密集成和开放的系统结构为广大的用户、开发人员和系统集成商提供了一个出众的数据库平台。

在本研究中，主要使用关系型数据库——MS SQL SERVER 2005，下面主要介绍SQL Server的功用。

SQL Server数据平台包括以下工具：

1）关系型数据库：安全、可靠、可伸缩、高可用的关系型数据库引擎，提升了性能且支持结构化和非结构化（XML）数据。

2）复制服务：数据复制可用于数据分发、处理移动数据应用、系统高可用、企业报表解决方案的后备数据可伸缩存储、与异构系统的集成等，包括已有的Oracle数据库等。

3）通知服务：用于开发、部署可伸缩应用程序的先进的通知服务能够向不同的连接和移动设备发布个性化、及时的信息更新。

4）集成服务：可以支持数据仓库和企业范围内数据集成的抽取、转换和装载。

5）分析服务：联机分析处理（OLAP）功能可用于多维存储的大量、复杂数据集的快速高级分析。

6）报表服务：全面的报表解决方案，可创建、管理和发布传统的、可打印的报表和交互的、基于Web的报表。

7）管理工具：SQL Server包含的集成管理工具可用于高级数据库管理和协调，它也和其他微软工具，如MOM和SMS紧密集成在一起。标准数据访问协议大大减少了SQL Server和现有系统间数据集成所花费的时间。此外，构建于SQL Server中的内嵌Web service支持确保了和其他应用及平台的互操作能力。

8）开发工具：SQL Server为数据库引擎、数据抽取、转换和装载（ETL）、数据挖掘、OLAP和报表提供了和Microsoft Visual Studio相集成的开发工具，以实现端到端的应用程序开发能力。SQL Server中每个主要子系统都有自己的对象模型和API，能够以任何方式将数据系统扩展到不同的商业环境中。

SQL Server 2005数据平台为不同规模的组织提供了以下好处：

1）充分利用数据资产：除了为业务线和分析应用程序提供一个安全可靠的数据库之外，SQL Server 2005也使用户能够通过嵌入的功能，如报表、分析和数据挖掘等从它们的数据中得到更多的价值。

2）提高生产力：通过全面的商业智能功能和熟悉的应用软件（如，Office微软系统）集成，SQL Server 2005为组织内信息工作者提供了关键的、及时的商业信息以满足它们特定的需求。SQL Server 2005目标是将商业智能扩展到组织内的所有用户，并且最终允许组织内所有级别的用户能够基于它们最有价值的资产——数据来做出更好的决策。

3）减少IT复杂度：SQL Server 2005简化了开发、部署和管理业务线和分析应用程序的复杂度，它为开发人员提供了一个灵活的开发环境，为数据库管理人员提供了集成的自动管理工具。

4）更低的总体拥有成本（TCO）：对产品易用性和部署上的关注以及集成的工具提供了工业上最低的规划、实现和维护成本，使数据库投资能快速得到回报。