分析資料庫的基本結構_資料庫是什麼

A. 「資料庫」的主要架構有幾種

「資料庫」主要有資料庫外部體系結構、內部體系結構兩種。

從資料庫最終用戶角度看，資料庫系統的結構分為單用戶結構、主從式結構、分布式結構、客戶/伺服器、瀏覽器/應用伺服器/資料庫伺服器多層結構，這是資料庫外部體系結構。

物理存儲結構、邏輯存儲結構、內存結構和實例進程結構，這是內部體系結構。

B. 資料庫是什麼

資料庫，可視為電子化的文件櫃，即存儲電子文件的處所。

所謂「資料庫」是以一定方式儲存在一起、能與多個用戶共享、具有盡可能小的冗餘度、與應用程序彼此獨立的數據集合。在資料庫中，用戶可以對文件中的數據進行新增、查詢、更新、刪除等操作。

因為使用io流文件存儲數據有很多弊端如文件存儲數據存儲效率低、不管存還取操作都較麻煩、一般只能保存小量字元串數據等。為了解決這些弊端，才有資料庫的出現，使用資料庫存儲數據就可以很好的解決這些弊端。

(2)分析資料庫的基本結構擴展閱讀：

資料庫的結構：

一個資料庫由一個或一組數據表組成。每個資料庫都以文件的形式存放在磁碟上，即對應於一個物理文件。不同的資料庫，與物理文件對應的方式也不一樣。

對於dBASE,FoxPro和Paradox格式的資料庫來說，一個數據表就是一個單獨的資料庫文件，而對於Microsoft Access、Btrieve格式的資料庫來說，一個資料庫文件可以含有多個數據表。

資料庫中的數據是以表為單位進行組織的。一個表是一組相關的按行排列的數據；每個表中都含有相同類型的信息。表實際上是一個二維表格，例如，一個班所有學生的考試成績，可以存放在一個表中，表中的每一行對應一個學生，這一行包括學生的學號，姓名及各門課程成績。

參考資料來源：網路-資料庫

C. 資料庫中最基本的結構是什麼

應該是C，由欄位組成記錄，有記錄組成表，窗體只是一種顯示控制項！

D. 資料庫系統的組成部分包括哪3個方面

資料庫系統的組成部分包括軟體、資料庫和數據管理員。

（1）資料庫

是指長期存儲在計算機內的，有組織，可共享的數據的集合。資料庫中的數據按一定的數學模型組織、描述和存儲，具有較小的冗餘，較高的數據獨立性和易擴展性，並可為各種用戶共享。

（2）軟體

包括操作系統、資料庫管理系統及應用程序。資料庫管理系統是資料庫系統的核心軟體，是在操作系統的支持下工作，解決如何科學地組織和存儲數據，如何高效獲取和維護數據的系統軟體。

（3）數據管理員：主要有4類

第一類為系統分析員和資料庫設計人員，第二類為應用程序員，第三類為最終用戶，第四類用戶是資料庫管理員，負責資料庫的總體信息控制。

(4)分析資料庫的基本結構擴展閱讀

資料庫系統的基本要求：

1、能夠保證數據的獨立性。數據和程序相互獨立有利於加快軟體開發速度，節省開發費用。

2、冗餘數據少，數據共享程度高。

3、系統的用戶介面簡單，用戶容易掌握，使用方便。

4、能夠確保系統運行可靠，出現故障時能迅速排除；能夠保護數據不受非受權者訪問或破壞；能夠防止錯誤數據的產生，一旦產生也能及時發現。

E. 從資料庫最終用戶角度看,資料庫系統的結構分為哪些

由軟體、資料庫和數據管理員組成。其軟體主要包括操作系統、各種宿主語言、實用程序以及資料庫管理系統。資料庫由資料庫管理系統統一管理，數據的插入、修改和檢索均要通過資料庫管理系統進行。數據管理員負責創建、監控和維護整個資料庫，使數據能被任何有權使用的人有效使用。

資料庫管理員一般是由業務水平較高、資歷較深的人員擔任。資料庫系統是為適應數據處理的需要而發展起來的一種較為理想的數據處理的核心機構。計算機的高速處理能力和大容量存儲器提供了實現數據管理自動化的條件。

(5)分析資料庫的基本結構擴展閱讀

資料庫研究跨越了計算機應用、系統軟體和理論三個領域，其中應用促進了新系統的發展，新系統帶來了新的理論研究，而理論研究在前兩個領域起著指導作用。資料庫系統的出現是計算機應用的一個里程碑，它使計算機應用有科學計算向數據處理轉變。

因此，計算機可以用於各行各業，甚至在家裡。在此之前，文件系統能夠處理持久數據，但它們不提供對數據任何部分的快速訪問，而這對於數據量不斷增加的應用程序至關重要。

F. 簡述資料庫的結構

資料庫結構是指在計算機的存儲設備上合理存放的相關聯的有結構的數據集合的結構。一個資料庫結構含有各種成分，包括資料庫、數據表、欄位等。

資料庫(Database)

Visual Basic中使用的資料庫是關系型資料庫(Relational Database)。一個資料庫由一個或一組數據表組成。每個資料庫都以文件的形式存放在磁碟上，即對應於一個物理文件。不同的資料庫，與物理文件對應的方式也不一樣。對於dBASE,FoxPro和Paradox格式的資料庫來說，一個數據表就是一個單獨的資料庫文件，而對於Microsoft Access、Btrieve格式的資料庫來說，一個資料庫文件可以含有多個數據表。

1、數據表(Table)

簡稱表，由一組數據記錄組成，資料庫中的數據是以表為單位進行組織的。一個表是一組相關的按行排列的數據；每個表中都含有相同類型的信息。

表實際上是一個二維表格，例如，一個班所有學生的考試成績，可以存放在一個表中，表中的每一行對應一個學生，這一行包括學生的學號，姓名及各門課程成績。

2、記錄(Record)

表中的每一行稱為一個記錄，它由若干個欄位組成。

3、欄位(Field)

也稱域。表中的每一列稱為一個欄位。每個欄位都有相應的描述信息，如數據類型、數據寬度等。

(6)分析資料庫的基本結構擴展閱讀：

資料庫結構的其他組成結構：

1、索引(Index)

為了提高訪問資料庫的效率，可以對資料庫使用索引。當資料庫較大時，為了查找指定的記錄，則使用索引和不使用索引的效率有很大差別。

索引實際上是一種特殊類型的表，其中含有關鍵欄位的值(由用戶定義)和指向實際記錄位置的指針，這些值和指針按照特定的順序(也由用戶定義)存儲，從而可以以較快的速度查找到所需要的數據記錄。

2、查詢(Query)

一條SQL(結構化查詢語言)命令，用來從一個或多個表中獲取一組指定的記錄，或者對某個表執行指定的操作。當從資料庫中讀取數據時，往往希望讀出的數據符合某些條件，並且能按某個欄位排序。使用SQL，可以使這一操作容易實現而且更加有效。

SQL是非過程化語言(有人稱為第四代語言)，在用它查找指定的記錄時，只需指出做什麼，不必說明如何做。每個語句可以看作是一個查詢(query)，根據這個查詢，可以得到需要的查詢結果。

3、過濾器(Filter)

過濾器是資料庫的一個組成部分，它把索引和排序結合起來，用來設置條件，然後根據給定的條件輸出所需要的數據。

4、視圖(view)

數據的視圖指的是查找到(或者處理)的記錄數和顯示(或者進行處理)這些記錄的順序。在一般情況下，視圖由過濾器和索引控制。

G. 資料庫結構

新一輪油氣資源評價資料庫是建立在國家層面上的資料庫，資料庫設計首先立足於國家能源政策和戰略制定的宏觀要求，還要結合油氣資源評價的工作特徵和各個評價項目及資源的具體情況。使用當前最流行和最成熟的資料庫技術進行資料庫的總體結構設計。

資料庫的設計以《石油工業資料庫設計規范》為指導標准，以《石油勘探開發數據》為設計基礎，借鑒前人的優秀設計理念和思路，參考國內外優秀的資源評價資料庫和油氣資源資料庫的設計技術優勢，結合本輪資源評價的具體特點，按照面向對象的設計和面向過程的設計相結合的設計方法，進行資料庫的數據劃分設計。

油氣資源評價資料庫要滿足新一輪全國油氣資源評價工作的常規油氣資源評價、煤層氣資源評價、油砂資源評價、油頁岩資源評價四個油氣資源評價的數據需求。進行資料庫具體數據內容設計。

並且，資料庫的設計要為油氣資源評價的快速、動態評價和遠程評價工作的需求保留足夠數據擴展介面，資料庫具有良好開放性、兼容性和可擴充性。

（一）數據劃分

資料庫內存放的數據將支持資源評價的整個過程。為了能更好地管理庫中數據，需要對整個過程中將用到的數據進行分類管理。具體分類方式如下（圖4-11）：

圖4-11 數據分類示意圖

1.按照應用類型劃分

按照數據在資源評價過程中的應用類型劃分，可以劃分為基礎數據、參數數據和評價結果數據。

基礎數據是指從勘探生產活動及認識中直接獲取的原始數據，這些數據一般沒有經過復雜的處理和計算過程。如分析化驗數據、鑽井地質數據、盆地基礎數據等。這些數據是整個評價工作的基礎。

參數數據是指在評價過程中各種評價方法和軟體直接使用的參數數據。

評價結果數據是指資源評價中產生的各種評價結果數據，如資源量結果數據、地質評價結果數據等。

2.按照評價對象劃分

本次評價共分為大區、評價單元、計算單元三個層次，在研究中又使用了盆地、一級構造單元，在評價對象總體考慮中按照評價對象將數據劃分為大區、評價單元、計算單元等類型。

3.按照獲取方式劃分

按照獲取方式可以將數據分為直接獲取、研究獲取、間接獲取幾類。

4.按照存儲類型劃分

按照存儲類型可以將數據劃分為結構化數據和非結構化數據。

結構化數據是指能夠用現有的關系資料庫系統直接管理的數據，進一步又可以分為定量數據和定性數據兩類。

非結構化數據是指不能用現有的關系資料庫系統直接管理和操作的數據，它必須藉助於另外的工具管理和操作。如圖件數據、文檔數據等。

庫中數據類型的劃分共分六個層次逐次劃分，包括：數據存儲類型→資源類型→評價對象→應用→獲取方式→數據特徵。

對於結構化存儲的數據在應用層分為三類：基礎數據、中間數據和結果數據，基礎數據中包含用於類比的基礎數據、用於統計分析的基礎數據和直接用於公式運算的基礎數據；結構化存儲的數據在獲取方式上可以繼續劃分，其中，用於公式運算的數據可以細化為專家直接錄入、由地質類比獲取、通過生產過程獲取、通過地質研究過程獲取及其他方式。中間數據可以從以下方式獲取：標准、統計、類比、參數的關聯。結果數據的獲取有兩種方式：公式運算結果和通過鑽井、地質、綜合研究等提交的文字報告。

對於非結構化存儲的數據在應用層分為兩類：圖形數據和文檔數據。

圖形數據在獲取方式上可以繼續劃分成四種方式：通過工程測量數據獲取（如地理圖件、井位坐標數據等）、通過地質研究過程獲取（如沉積相圖、構造區劃圖等）、由綜合研究獲取（如綜合評價圖等）、其他方式。

圖形數據在表現方式上又可以進一步分為有坐標意義的圖形（如構造單元劃分圖、地理圖、井點陣圖等）、數值圖（如產烴率曲線圖、酐洛根熱降解圖等）和無坐標含義圖（如剖面圖）等。

文檔數據是指評價過程中產生的各種報告、項目運行記錄等。

（二）資料庫結構

從業務需求上，根據數據用途、數據類型和數據來源，可將本次的油氣資源評價資料庫分為三級：基礎庫、參數庫、成果庫（圖4-12）。其結構如下：

圖4-12 資料庫結構示意圖

1.基礎庫

基礎庫是油氣資源評價工作的最基礎的原始數據，有實測數據（物探數據、測井數據、鑽井數據、開發數據等）、實驗數據和經驗數據等。

確定基礎數據實際上是一項涉及油田勘探、開發等領域的多學科的復雜工作，是油氣資源評價工作的研究過程和研究成果在資料庫中的具體表現方式。在設計資料庫的過程中，需要與參數研究專家經過多次反復，才能最終確定基礎資料庫，確保基礎資料庫能滿足目前所有評價工作中計算的需要。

2.參數庫

參數庫用於存儲油氣資源評價工作所用到的參數數據，評價軟體，直接從參數庫中提取參數數據，用於計算。參數數據由基礎數據匯總而來，也可以由專家根據經驗直接得到。

本次評價中所涉及的參數大致可以分為以下幾類：①直接應用的參數；②通過標准或類比借用的參數；③通過研究過程或復雜的預處理得到的參數。

3.成果庫

成果庫用於存儲資源評價結果，包括各種計算結果、各種文檔、電子表格、圖片、圖冊等數據。

資料庫的體系結構採用分布式多層資料庫結構，包括三個組成部分：應用服務層、應用邏輯層和數據服務層。

資料庫體系結構如圖4-13所示。

圖4-13 體系結構結構圖

（1）應用服務層：應用服務層包含復雜的事務處理邏輯，應用服務層主要由中間件組件構成。中間件是位於上層應用和下層服務之間的一個軟體層，提供更簡單、可靠和增值服務。並且能夠實現跨庫檢索的關鍵技術。它能夠使應用軟體相對獨立於計算機硬體和操作系統平台，把分散的資料庫系統有機地組合在一起，為應用軟體系統的集成提供技術基礎，中間件具有標准程序介面和協議，可以實現不同硬體和操作系統平台上的數據共享和應用互操作。而在具體實現上，中間件是一個用API定義的分布式軟體管理框架，具有潛在的通信能力和良好的可擴展性能。中間件包含系統功能處理邏輯，位於應用伺服器端。它的任務是接受用戶的請求，以特定的方式向應用伺服器提出數據處理申請，通過執行相應的擴展應用程序與應用服務層進行連接，當得到應用伺服器返回的處理結果後提交給應用伺服器，再由應用伺服器傳送回客戶端。根據國內各大石油公司具體的需求開發相應的地質、油藏、生產等應用軟體功能程序模塊和各種演算法模塊。

（2）應用邏輯層：邏輯數據層是擴展數據服務層邏輯處理層，針對當前的底層資料庫的數據結構，根據具體的需求，應用各種資料庫技術，包括臨時表、視圖、存儲過程、游標、復制和快照等技術手段從底層資料庫中提取相關的數據，構建面向具體應用的邏輯資料庫或者形成一個虛擬的資料庫平台。邏輯數據層包含底層資料庫的部分或全部數據處理邏輯，並處理來自應用服務層的數據請求和訪問，將處理結果返回給邏輯數據層。

形成一個虛擬的資料庫平台我們可以應用資料庫系統中的多個技術來實現。如果系統中的一個節點中的場地或分片數據能夠滿足當前虛擬資料庫，可以在應用服務層中使用大量的查詢，生成一個以數據集結果為主的虛擬資料庫平台，並且由數據集附帶部分資料庫的管理應用策略。或者對節點上的資料庫進行復制方法進行虛擬資料庫的建立。對與需要對多個節點上的資料庫進行綜合篩選，則要對各個節點上的資料庫進行復制，合並各個復制形成一個應用邏輯層，從而建立一個虛擬數據平台。

（3）數據服務層：即資料庫伺服器層，其中包含系統的數據處理邏輯，位於不同的操作系統平台上，不同資料庫平台（異構資料庫），具體完成數據的存儲、數據的完整性約束。也可以直接處理來自應用服務層的數據請求和訪問，將處理結果返回給邏輯數據層或根據邏輯數據層通過提交的請求，返回數據信息和數據處理邏輯方法。

（三）數據建設標准

1.評價數據標准

系統資料庫中的數據格式、大小、類型遵從國家及行業標准，參考的標准如表4-23。

表4-23 資料庫設計參考標准

續表

系統中數據的格式及單位參考《常規油氣資源評價實施方案》、《煤層氣資源評價實施方案》、《油砂資源評價實施方案》、《油頁岩資源評價實施方案》及數據字典。

2.圖形圖件標准

對於地質研究來說，地質類圖件是比較重要的。各種地質評價圖形遵循以下標准（表4-24）。

表4-24 系統圖形遵循的相關標准

系統對圖形的要求為必須為帶有地理坐標意義的、滿足上述標准體系要求的矢量圖形，且採用統一的地理底圖。圖形格式採用：MapGIS圖形交換格式、GeoInfo圖形格式、ArcInfo圖形交換格式、MapInfo圖形交換格式和GeoMap圖形交換格式。

圖件的比例尺要求：

全國性圖件：1∶400萬或1:600萬

大區圖件：1:200萬

盆地圖件：1:40萬或1:50萬

評價單元圖件：1:10萬或1:20萬

圖件的內容要求符合《常規油氣資源評價實施方案》、《煤層氣資源評價實施方案》、《油砂資源評價實施方案》和《油頁岩資源評價實施方案》的規定。

（四）數據內容

資料庫中存儲的數據包括常規油氣相關數據、煤層氣相關數據、油砂相關數據和油頁岩相關數據；還有可采系數研究涉及的數據，包括研究所需基礎數據和研究成果數據；以及趨勢預測相關數據。

H. 資料庫名詞解釋

資料庫的概念:

資料庫(Database)是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的倉庫，它產生於距今六十多年前，隨著信息技術和市場的發展，特別是二十世紀九十年代以後，

數據管理不再僅僅是存儲和管理數據，而轉變成用戶所需要的各種數據管理的方式。資料庫有很多種類型，從最簡單的存儲有各種數據的表格到能夠進行海量數據存儲的大型資料庫系統都在各個方面得到了廣泛的應用。

在信息化社會，充分有效地管理和利用各類信息資源，是進行科學研究和決策管理的前提條件。資料庫技術是管理信息系統、辦公自動化系統、決策支持系統等各類信息系統的核心部分，是進行科學研究和決策管理的重要技術手段。

資料庫的定義:

定義1:資料庫(Database)是按照數據結構來組織、存儲和管理數據的建立在計算機存儲設備上的倉庫。

簡單來說是本身可視為電子化的文件櫃——存儲電子文件的處所，用戶可以對文件中的數據進行新增、截取、更新、刪除等操作。

在經濟管理的日常工作中，常常需要把某些相關的數據放進這樣的「倉庫」，並根據管理的需要進行相應的處理。

例如，企業或事業單位的人事部門常常要把本單位職工的基本情況(職工號、姓名、年齡、性別、籍貫、工資、簡歷等)存放在表中，這張表就可以看成是一個資料庫。有了這個"數據倉庫"我們就可以根據需要隨時查詢某職工的基本情況，也可以查詢工資在某個范圍內的職工人數等等。這些工作如果都能在計算機上自動進行，那我們的人事管理就可以達到極高的水平。此外，在財務管理、倉庫管理、生產管理中也需要建立眾多的這種"資料庫"，使其可以利用計算機實現財務、倉庫、生產的自動化管理。

定義2:

嚴格來說，資料庫是長期儲存在計算機內、有組織的、可共享的數據集合。資料庫中的數據指的是以一定的數據模型組織、描述和儲存在一起、具有盡可能小的冗餘度、較高的數據獨立性和易擴展性的特點並可在一定范圍內為多個用戶共享。

這種數據集合具有如下特點：盡可能不重復，以最優方式為某個特定組織的多種應用服務，其數據結構獨立於使用它的應用程序，對數據的增、刪、改、查由統一軟體進行管理和控制。從發展的歷史看，資料庫是數據管理的高級階段，它是由文件管理系統發展起來的。[1] [2]

資料庫的處理系統:

資料庫是一個單位或是一個應用領域的通用數據處理系統，它存儲的是屬於企業和事業部門、團體和個人的有關數據的集合。資料庫中的數據是從全局觀點出發建立的，按一定的數據模型進行組織、描述和存儲。其結構基於數據間的自然聯系，從而可提供一切必要的存取路徑，且數據不再針對某一應用，而是面向全組織，具有整體的結構化特徵。

資料庫中的數據是為眾多用戶所共享其信息而建立的，已經擺脫了具體程序的限制和制約。不同的用戶可以按各自的用法使用資料庫中的數據；多個用戶可以同時共享資料庫中的數據資源，即不同的用戶可以同時存取資料庫中的同一個數據。數據共享性不僅滿足了各用戶對信息內容的要求，同時也滿足了各用戶之間信息通信的要求。

資料庫的基本結構:

資料庫的基本結構分三個層次，反映了觀察資料庫的三種不同角度。

以內模式為框架所組成的資料庫叫做物理資料庫；以概念模式為框架所組成的數據叫概念資料庫；以外模式為框架所組成的資料庫叫用戶資料庫。

⑴ 物理數據層。

它是資料庫的最內層，是物理存貯設備上實際存儲的數據的集合。這些數據是原始數據，是用戶加工的對象，由內部模式描述的指令操作處理的位串、字元和字組成。

⑵ 概念數據層。

它是資料庫的中間一層，是資料庫的整體邏輯表示。指出了每個數據的邏輯定義及數據間的邏輯聯系，是存貯記錄的集合。它所涉及的是資料庫所有對象的邏輯關系，而不是它們的物理情況，是資料庫管理員概念下的資料庫。

⑶ 用戶數據層。

它是用戶所看到和使用的資料庫，表示了一個或一些特定用戶使用的數據集合，即邏輯記錄的集合。

資料庫不同層次之間的聯系是通過映射進行轉換的。

資料庫的主要特點:

⑴ 實現數據共享

數據共享包含所有用戶可同時存取資料庫中的數據，也包括用戶可以用各種方式通過介面使用資料庫，並提供數據共享。

⑵ 減少數據的冗餘度

同文件系統相比，由於資料庫實現了數據共享，從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數據，減少了數據冗餘，維護了數據的一致性。

⑶ 數據的獨立性

數據的獨立性包括邏輯獨立性（資料庫中資料庫的邏輯結構和應用程序相互獨立）和物理獨立性（數據物理結構的變化不影響數據的邏輯結構）。

⑷ 數據實現集中控制

文件管理方式中，數據處於一種分散的狀態，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用資料庫可對數據進行集中控制和管理，並通過數據模型表示各種數據的組織以及數據間的聯系。

⑸數據一致性和可維護性，以確保數據的安全性和可靠性

主要包括：①安全性控制：以防止數據丟失、錯誤更新和越權使用；②完整性控制：保證數據的正確性、有效性和相容性；③並發控制：使在同一時間周期內，允許對數據實現多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用。

⑹ 故障恢復

由資料庫管理系統提供一套方法，可及時發現故障和修復故障，從而防止數據被破壞。資料庫系統能盡快恢復資料庫系統運行時出現的故障，可能是物理上或是邏輯上的錯誤。比如對系統的誤操作造成的數據錯誤等。

資料庫的數據種類:

資料庫通常分為層次式資料庫、網路式資料庫和關系式資料庫三種。而不同的資料庫是按不同的數據結構來聯系和組織的。

1.數據結構模型

⑴數據結構

所謂數據結構是指數據的組織形式或數據之間的聯系。

如果用D表示數據，用R表示數據對象之間存在的關系集合，則將DS=(D，R)稱為數據結構。

例如，設有一個電話號碼簿，它記錄了n個人的名字和相應的電話號碼。為了方便地查找某人的電話號碼，將人名和號碼按字典順序排列，並在名字的後面跟隨著對應的電話號碼。這樣，若要查找某人的電話號碼(假定他的名字的第一個字母是Y)，那麼只須查找以Y開頭的那些名字就可以了。該例中，數據的集合D就是人名和電話號碼，它們之間的聯系R就是按字典順序的排列，其相應的數據結構就是DS=(D，R)，即一個數組。

⑵數據結構類型

數據結構又分為數據的邏輯結構和數據的物理結構。

數據的邏輯結構是從邏輯的角度(即數據間的聯系和組織方式)來觀察數據，分析數據，與數據的存儲位置無關；數據的物理結構是指數據在計算機中存放的結構，即數據的邏輯結構在計算機中的實現形式，所以物理結構也被稱為存儲結構。

這里只研究數據的邏輯結構，並將反映和實現數據聯系的方法稱為數據模型。

比較流行的數據模型有三種，即按圖論理論建立的層次結構模型和網狀結構模型以及按關系理論建立的關系結構模型。

2.層次、網狀和關系資料庫系統

⑴層次結構模型

層次結構模型實質上是一種有根結點的定向有序樹(在數學中"樹"被定義為一個無回的連通圖)。下圖是一個高等學校的組織結構圖。這個組織結構圖像一棵樹，校部就是樹根(稱為根結點)，各系、專業、教師、學生等為枝點(稱為結點)，樹根與枝點之間的聯系稱為邊，樹根與邊之比為1:N，即樹根只有一個，樹枝有N個。

按照層次模型建立的資料庫系統稱為層次模型資料庫系統。IMS(Information Management System)是其典型代表。

⑵網狀結構模型

按照網狀數據結構建立的資料庫系統稱為網狀資料庫系統，其典型代表是DBTG(Database Task Group)。用數學方法可將網狀數據結構轉化為層次數據結構。

⑶ 關系結構模型

關系式數據結構把一些復雜的數據結構歸結為簡單的二元關系(即二維表格形式)。例如某單位的職工關系就是一個二元關系。

由關系數據結構組成的資料庫系統被稱為關系資料庫系統。

在關系資料庫中，對數據的操作幾乎全部建立在一個或多個關系表格上，通過對這些關系表格的分類、合並、連接或選取等運算來實現數據的管理。

dBASEⅡ就是這類資料庫管理系統的典型代表。對於一個實際的應用問題（如人事管理問題），有時需要多個關系才能實現。用dBASEⅡ建立起來的一個關系稱為一個資料庫（或稱資料庫文件），而把對應多個關系建立起來的多個資料庫稱為資料庫系統。dBASEⅡ的另一個重要功能是通過建立命令文件來實現對資料庫的使用和管理，對於一個資料庫系統相應的命令序列文件，稱為該資料庫的應用系統。

因此，可以概括地說，一個關系稱為一個資料庫，若干個資料庫可以構成一個資料庫系統。資料庫系統可以派生出各種不同類型的輔助文件和建立它的應用系統。

資料庫的發展簡史:

1 資料庫的技術發展

使用計算機後，隨著數據處理量的增長，產生了數據管理技術。數據管理技術的發展與計算機硬體（主要是外部存儲器）系統軟體及計算機應用的范圍有著密切的聯系。數據管理技術的發展經歷了以下四個階段：人工管理階段、文件系統階段、資料庫階段和高級資料庫技術階段。

2 數據管理的誕生

資料庫的歷史可以追溯到五十年前，那時的數據管理非常簡單。通過大量的分類、比較和表格繪制的機器運行數百萬穿孔卡片來進行數據的處理，其運行結果在紙上列印出來或者製成新的穿孔卡片。而數據管理就是對所有這些穿孔卡片進行物理的儲存和處理。然而，1950 年雷明頓蘭德公司（Remington Rand Inc）的一種叫做Univac I 的計算機推出了一種一秒鍾可以輸入數百條記錄的磁帶驅動器，從而引發了數據管理的革命。1956 年IBM生產出第一個磁碟驅動器—— the Model 305 RAMAC。此驅動器有50 個碟片，每個碟片直徑是2 英尺，可以儲存5MB的數據。使用磁碟最大的好處是可以隨機存取數據，而穿孔卡片和磁帶只能順序存取數據。

1951： Univac系統使用磁帶和穿孔卡片作為數據存儲。

資料庫系統的萌芽出現於二十世紀60 年代。當時計算機開始廣泛地應用於數據管理，對數據的共享提出了越來越高的要求。傳統的文件系統已經不能滿足人們的需要，能夠統一管理和共享數據的資料庫管理系統（DBMS）應運而生。數據模型是資料庫系統的核心和基礎，各種DBMS軟體都是基於某種數據模型的。所以通常也按照數據模型的特點將傳統資料庫系統分成網狀資料庫、層次資料庫和關系資料庫三類。

最早出現的網狀DBMS，是美國通用電氣公司Bachman等人在1961年開發的IDS（Integrated Data Store）。1964年通用電氣公司（General ElectricCo.）的Charles Bachman 成功地開發出世界上第一個網狀DBMS也即第一個資料庫管理系統——集成數據存儲（Integrated Data Store IDS），奠定了網狀資料庫的基礎，並在當時得到了廣泛的發行和應用。IDS 具有數據模式和日誌的特徵，但它只能在GE主機上運行，並且資料庫只有一個文件，資料庫所有的表必須通過手工編碼生成。之後，通用電氣公司一個客戶——BF Goodrich Chemical 公司最終不得不重寫了整個系統，並將重寫後的系統命名為集成數據管理系統（IDMS）。

網狀資料庫模型對於層次和非層次結構的事物都能比較自然的模擬，在關系資料庫出現之前網狀DBMS要比層次DBMS用得普遍。在資料庫發展史上，網狀資料庫佔有重要地位。

層次型DBMS是緊隨網路型資料庫而出現的，最著名最典型的層次資料庫系統是IBM 公司在1968 年開發的IMS（Information Management System），一種適合其主機的層次資料庫。這是IBM公司研製的最早的大型資料庫系統程序產品。從60年代末產生起，如今已經發展到IMSV6，提供群集、N路數據共享、消息隊列共享等先進特性的支持。這個具有30年歷史的資料庫產品在如今的WWW應用連接、商務智能應用中扮演著新的角色。

1973年Cullinane公司（也就是後來的Cullinet軟體公司），開始出售Goodrich公司的IDMS改進版本，並且逐漸成為當時世界上最大的軟體公司。

資料庫的關系由來:

網狀資料庫和層次資料庫已經很好地解決了數據的集中和共享問題，但是在數據獨立性和抽象級別上仍有很大欠缺。用戶在對這兩種資料庫進行存取時，仍然需要明確數據的存儲結構，指出存取路徑。而後來出現的關系資料庫較好地解決了這些問題。

1970年，IBM的研究員E.F.Codd博士在刊物《Communication of the ACM》上發表了一篇名為「A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks」的論文，提出了關系模型的概念，奠定了關系模型的理論基礎。盡管之前在1968年Childs已經提出了面向集合的模型，然而這篇論文被普遍認為是資料庫系統歷史上具有劃時代意義的里程碑。Codd的心願是為資料庫建立一個優美的數據模型。後來Codd又陸續發表多篇文章，論述了範式理論和衡量關系系統的12條標准，用數學理論奠定了關系資料庫的基礎。關系模型有嚴格的數學基礎，抽象級別比較高，而且簡單清晰，便於理解和使用。但是當時也有人認為關系模型是理想化的數據模型，用來實現DBMS是不現實的，尤其擔心關系資料庫的性能難以接受，更有人視其為當時正在進行中的網狀資料庫規范化工作的嚴重威脅。為了促進對問題的理解，1974年ACM牽頭組織了一次研討會，會上開展了一場分別以Codd和Bachman為首的支持和反對關系資料庫兩派之間的辯論。這次著名的辯論推動了關系資料庫的發展，使其最終成為現代資料庫產品的主流。

1969年Edgar F.「Ted」 Codd發明了關系資料庫。

1970年關系模型建立之後，IBM公司在San Jose實驗室增加了更多的研究人員研究這個項目，這個項目就是著名的System R。其目標是論證一個全功能關系DBMS的可行性。該項目結束於1979年，完成了第一個實現SQL的 DBMS。然而IBM對IMS的承諾阻止了System R的投產，一直到1980年System R才作為一個產品正式推向市場。IBM產品化步伐緩慢的三個原因：IBM重視信譽，重視質量，盡量減少故障；IBM是個大公司，官僚體系龐大，IBM內部已經有層次資料庫產品，相關人員不積極，甚至反對。

然而同時，1973年加州大學伯克利分校的Michael Stonebraker和Eugene Wong利用System R已發布的信息開始開發自己的關系資料庫系統Ingres。他們開發的Ingres項目最後由Oracle公司、Ingres公司以及矽谷的其他廠商所商品化。後來，System R和Ingres系統雙雙獲得ACM的1988年「軟體系統獎」。

1976年霍尼韋爾公司(Honeywell)開發了第一個商用關系資料庫系統——Multics Relational Data Store。關系型資料庫系統以關系代數為堅實的理論基礎，經過幾十年的發展和實際應用，技術越來越成熟和完善。其代表產品有Oracle、IBM公司的 DB2、微軟公司的MS SQL Server以及Informix、ADABAS D等等。

資料庫的發展階段：

資料庫發展階段大致劃分為如下的幾個階段：人工管理階段、文件系統階段、資料庫系統階段、高級資料庫階段。

人工管理階段

20世紀50年代中期之前，計算機的軟硬體均不完善。硬體存儲設備只有磁帶、卡片和紙帶，軟體方面還沒有操作系統，當時的計算機主要用於科學計算。這個階段由於還沒有軟體系統對數據進行管理，程序員在程序中不僅要規定數據的邏輯結構，還要設計其物理結構，包括存儲結構、存取方法、輸入輸出方式等。當數據的物理組織或存儲設備改變時，用戶程序就必須重新編制。由於數據的組織面向應用，不同的計算程序之間不能共享數據，使得不同的應用之間存在大量的重復數據，很難維護應用程序之間數據的一致性。

這一階段的主要特徵可歸納為如下幾點：

（1）計算機中沒有支持數據管理的軟體，計算機系統不提供對用戶數據的管理功能，應用程序只包含自己要用到的全部數據。用戶編製程序，必須全面考慮好相關的數據，包括數據的定義、存儲結構以即存取方法等。程序和數據是一個不可分割的整體。數據脫離了程序極具無任何存在的價值，數據無獨立性。

（2）數據不能共享。不同的程序均有各自的數據，這些數據對不同的程序通常是不相同的，不可共享；即使不同的程序使用了相同的一組數據，這些數據也不能共享，程序中仍然需要各自加入這組數據，哪個部分都不能省略。基於這種數據的不可共享性，必然導致程序與程序之間存在大量的重復數據，浪費存儲空間。

（3）不能單獨保存數據。在程序中要規定數據的邏輯結構和物理結構，數據與程序不獨立。基於數據與程序是一個整體，數據只為本程序所使用，數據只有與相應的程序一起保存才有價值，否則毫無用處。所以，所有程序的數據不單獨保存。數據處理的方式是批處理。

文件系統階段:

這一階段的主要標志是計算機中有了專門管理資料庫的軟體——操作系統（文件管理）。

上世紀50年代中期到60年代中期，由於計算機大容量直接存儲設備如硬碟、磁鼓的出現，

推動了軟體技術的發展，軟體的領域出現了操作系統和高級軟體，操作系統中的文件系統是專門管理外存的數據管理軟體，操作系統為用戶使用文件提供了友好界面。操作系統的出現標志著數據管理步入一個新的階段。在文件系統階段，數據以文件為單位存儲在外存，且由操作系統統一管理，文件是操作系統管理的重要資源。

文件系統階段的數據管理具有一下幾個特點：

優點

（1）數據以「文件」形式可長期保存在外部存儲器的磁碟上。由於計算機的應用轉向信息管理，因此對文件要進行大量的查詢、修改和插入等操作。

（2）數據的邏輯結構與物理結構有了區別，程序和數據分離，使數據與程序有了一定的獨立性，但比較簡單。數據的邏輯結構是指呈現在用戶面前的數據結構形式。數據的物理結構是指數據在計算機存儲設備上的實際存儲結構。程度與數據之間具有「設備獨立性」，即程序只需用文件名就可與數據打交道，不必關心數據的物理位置。由操作系統的文件系統提供存取方法（讀/寫）。

（3）文件組織已多樣化。有索引文件、鏈接文件和直接存取文件等。但文件之間相互獨立、缺乏聯系。數據之間的聯系需要通過程序去構造。

（4）數據不再屬於某個特定的程序，可以重復使用，即數據面向應用。但是文件結構的設計仍是基於特定的用途，程序基於特定的物理結構和存取方法，因此程度與數據結構之間的依賴關系並未根本改變。

（5）用戶的程序與數據可分別存放在外存儲器上，各個應用程序可以共享一組數據，實現了以文件為單位的數據共享文件系統。

（6）對數據的操作以記錄為單位。這是由於文件中只存儲數據，不存儲文件記錄的結構描述信息。文件的建立、存取、查詢、插入、刪除、修改等操作，都要用程序來實現。

（7）數據處理方式有批處理，也有聯機實時處理。

缺點

文件系統對計算機數據管理能力的提高雖然起了很大的作用，但隨著數據管理規模的擴大，數據量急劇增加，文價系統顯露出一些缺陷，問題表現在：

（1）數據文件是為了滿足特定業務領域某一部門的專門需要而設計，數據和程序相互依賴，數據缺乏足夠的獨立性。

（2）數據沒有集中管理的機制，其安全性和完整性無法保障，數據維護業務仍然由應用程序來承擔；

（3）數據的組織仍然是面向程序，數據與程序的依賴性強，數據的邏輯結構不能方便地修改和擴充，數據邏輯結構的每一點微小改變都會影響到應用程序；而且文件之間的缺乏聯系，因而它們不能反映現實世界中事物之間的聯系，加上操作系統不負責維護文件之間的聯系，信息造成每個應用程序都有相對應的文件。如果文件之間有內容上的聯系，那也只能由應用程序去處理，有可能同樣的數據在多個文件中重復儲存。這兩者造成了大量的數據冗餘。

（4）對現有數據文件不易擴充，不易移植，難以通過增、刪數據項來適應新的應用要求。

資料庫系統階段：

20世紀60年代後期，隨著計算機在數據管理領域的普遍應用，人們對數據管理技術提出了更高的要求：希望面向企業或部門，以數據為中心組織數據，減少數據的冗餘，提供更高的數據共享能力，同時要求程序和數據具有較高的獨立性，當數據的邏輯結構改變時，不涉及數據的物理結構，也不影響應用程序，以降低應用程序研製與維護的費用。資料庫技術正是在這樣一個應用需求的基礎上發展起來的。

概括起來，資料庫系統階段的數據管理具有以下幾個特點：

（1）採用數據模型表示復雜的數據結構。數據模型不僅描述數據本身的特徵，還要描述數據之間的聯系，這種聯系通過所有存取路徑。通過所有存儲路徑表示自然的數據聯系是資料庫與傳統文件的根本區別。這樣，數據不再面向特定的某個或多個應用，而是面對整個應用系統。如面向企業或部門，以數據為中心組織數據，形成綜合性的資料庫，為各應用共享。

（2）由於面對整個應用系統使得，數據冗餘小，易修改、易擴充，實現了數據貢獻。不同的應用程序根據處理要求，從資料庫中獲取需要的數據，這樣就減少了數據的重復存儲，也便於增加新的數據結構，便於維護數據的一致性。

（3）對數據進行統一管理和控制，提供了數據的安全性、完整性、以及並發控制。

（4）程序和數據有較高的獨立性。數據的邏輯結構與物理結構之間的差別可以很大，用戶以簡單的邏輯結構操作數據而無須考慮數據的物理結構。

（5）具有良好的用戶介面，用戶可方便地開發和使用資料庫。

從文件系統發展到資料庫系統，這在信息領域中具有里程碑的意義。在文件系統階段，人們在信息處理中關注的中心問題是系統功能的設計，因此程序設計佔主導地位；而在資料庫方式下，數據開始占據了中心位置，數據的結構設計成為信息系統首先關心的問題，而應用程序則以既定的數據結構為基礎進行設計。

資料庫發展趨勢:

隨著信息管理內容的不斷擴展，出現了豐富多樣的數據模型（層次模型，網狀模型，關系模型，面向對象模型，半結構化模型等），新技術也層出不窮（數據流，Web數據管理，數據挖掘等）。每隔幾年，國際上一些資深的資料庫專家就會聚集一堂，探討資料庫研究現狀，存在的問題和未來需要關注的新技術焦點。過去已有的幾個類似報告包括：1989年Future Directions inDBMS Research-The Laguna BeachParticipants ；1990年DatabaseSystems : Achievements and Opportunities ；1991年W.H. Inmon 發表的《構建數據倉庫》；1995年Database。

常見資料庫廠商:

1. SQL Server

只能在windows上運行，沒有絲毫的開放性，操作系統的系統的穩定對資料庫是十分重要的。Windows9X系列產品是偏重於桌面應用，NT server只適合中小型企業。而且windows平台的可靠性，安全性和伸縮性是非常有限的。它不象unix那樣久經考驗，尤其是在處理大資料庫。

2. Oracle

能在所有主流平台上運行（包括 windows）。完全支持所有的工業標准。採用完全開放策略。可以使客戶選擇最適合的解決方案。對開發商全力支持。

3. Sybase ASE

能在所有主流平台上運行（包括 windows）。但由於早期Sybase與OS集成度不高，因此VERSION11.9.2以下版本需要較多OS和DB級補丁。在多平台的混合環境中，會有一定問題。

4. DB2

能在所有主流平台上運行（包括windows）。最適於海量數據。DB2在企業級的應用最為廣泛，在全球的500家最大的企業中,幾乎85%以上用DB2資料庫伺服器，而國內到97年約佔5%。

I. 資料庫系統的邏輯結構由哪些部分組成

資料庫的基本結構
資料庫的基本結構分三個層次，反映了觀察資料庫的三種不同角度。
(1)物理數據層。它是資料庫的最內層，是物理存貯設備上實際存儲的數據的集合。這些數據是原始數據，是用戶加工的對象，由內部模式描述的指令操作處理的位串、字元和字組成。
(2)概念數據層。它是資料庫的中間一層，是資料庫的整體邏輯表示。指出了每個數據的邏輯定義及數據間的邏輯聯系，是存貯記錄的集合。它所涉及的是資料庫所有對象的邏輯關系，而不是它們的物理情況，是資料庫管理員概念下的資料庫。
(3)邏輯數據層。它是用戶所看到和使用的資料庫，表示了一個或一些特定用戶使用的數據集合，即邏輯記錄的集合。
資料庫不同層次之間的聯系是通過映射進行轉換的。資料庫具有以下主要特點：
(1)實現數據共享。數據共享包含所有用戶可同時存取資料庫中的數據，也包括用戶可以用各種方式通過介面使用資料庫，並提供數據共享。
(2)減少數據的冗餘度。同文件系統相比，由於資料庫實現了數據共享，從而避免了用戶各自建立應用文件。減少了大量重復數據，減少了數據冗餘，維護了數據的一致性。
(3)數據的獨立性。數據的獨立性包括資料庫中資料庫的邏輯結構和應用程序相互獨立，也包括數據物理結構的變化不影響數據的邏輯結構。
(4)數據實現集中控制。文件管理方式中，數據處於一種分散的狀態，不同的用戶或同一用戶在不同處理中其文件之間毫無關系。利用資料庫可對數據進行集中控制和管理，並通過數據模型表示各種數據的組織以及數據間的聯系。
(5)數據一致性和可維護性，以確保數據的安全性和可靠性。主要包括：①安全性控制：以防止數據丟失、錯誤更新和越權使用；②完整性控制：保證數據的正確性、有效性和相容性；③並發控制：使在同一時間周期內，允許對數據實現多路存取，又能防止用戶之間的不正常交互作用；④故障的發現和恢復：由資料庫管理系統提供一套方法，可及時發現故障和修復故障，從而防止數據被破壞

J. 資料庫系統由那幾部分組成的呢

資料庫系統由4個部分組成：

1、資料庫（database，DB）是指長期存儲在計算機內的，有組織，可共享的數據的集合。資料庫中的數據按一定的數學模型組織、描述和存儲，具有較小的冗餘，較高的數據獨立性和易擴展性，並可為各種用戶共享。

2、硬體：構成計算機系統的各種物理設備，包括存儲所需的外部設備。硬體的配置應滿足整個資料庫系統的需要。

3、軟體：包括操作系統、資料庫管理系統及應用程序。其主要功能包括：數據定義功能、數據操縱功能、資料庫的運行管理和資料庫的建立與維護。

4、人員：主要有4類。第一類為系統分析員和資料庫設計人員；第二類為應用程序員，負責編寫使用資料庫的應用程序。；第三類為最終用戶，他們利用系統的介面或查詢語言訪問資料庫。第四類用戶是資料庫管理員（data base administrator，DBA），負責資料庫的總體信息控制。

(10)分析資料庫的基本結構擴展閱讀

資料庫系統特點：