数据库管理系统的数据模型有哪些

1.2.5　数据库技术

日常工作和生活中都涉及对数据的收集和处理，这些数据以文本、地图、影像、声音等形式进行记载。记录数据的载体从古至今，已经经历了若干次历史性的重大变革，包括我国古代的竹简、欧洲古代的动物毛皮、各种石刻、活字印刷与纸张、胶片、各类电子数字设备等。真正实现海量数据和多媒体的存储与管理，还是与计算机技术密切相关的数字存储设备出现后才得以实现。

数据的类型有很多，可以从其存在的形式进行简单归类。一类是没有固定格式的形式，如小说、报告等;另一类是具有一定规律和格式的形式，如各种报表。前者没有固定的结构，采用文件形式进行存储和管理;后者有固定的结构，采用数据库技术进行存储和管理，可以实现大规模的查询和应用。

文件系统虽然较为灵活，但在处理大规模动态数据时存在诸多问题，这包括:

数据冗余和不一致:没有统一的数据格式，获取程序也不一样，数据有重复保存，这将增加系统开销和重复数据的不一致性;

数据获取困难:由于应用过程涉及诸多形式的数据查询，基于文件的数据存放形式需要对单个问题逐一编制查询程序，这是一个不可能实现的任务，为此显然需要一个有效的检索系统;

数据无关联关系:由于数据分散存储于不同的文件中，文件格式又各不相同，获取和建立数据关联十分困难;

完整性问题:不同类型的数据有不同的取值范围，这些范围可以通过程序进行定义，而在新的约束要加入时，则需修改程序;

一致性问题:当实施数据查询时，必须保证数据正确地从服务器传输到请求方，不能有数据丢失;

并发性:多个用户同时操作一个数据库中的数据项目时，必须设定一个同时操作的机制，防止对数据库的无效更改，如一张车票从一个终端售出时，其余终端则不能获得和出售同一张车票。这种并发控制在文件系统基础上是难以实现的;

安全性:一个大型数据集中，有些数据只能由特定的用户修改或查询，用户角色的定义在文件系统形式中难以实现。

为解决以上问题，软件工程师们发明了表格形式数据的结构化分析和表达方法，并开发出了数据库管理系统。我们日常接触到的售票系统、交通查询系统、学籍管理系统、通信系统等，都采用数据库技术进行管理。可以毫不夸张地讲，数据库技术是当今社会经济发展的重要基石。

数据库管理系统(DBMS)是管理数据库的工具，由具有相互关联关系的大型数据集和操作这些数据集的一套程序构成。数据库管理系统的主要目标是方便和有效地存储和检索数据库中的数据，获得相关信息。数据的存储和管理需要定义有效的数据结构和操作这些数据的机制和方法。此外，必须保障数据库存储和获取的安全性，以及数据共享的操作机制。

典型的数据库系统的应用包括:

银行系统:客户信息、账户、贷款记录、交易记录;

航空系统:订票和航班信息。航空系统是最早应用网络数据库的行业，各地的订票终端通过电话和其他网络共同访问一个中心数据库;

学校管理:学生注册信息、课程选课、成绩管理、图书管理;

信用卡交易系统:客户管理、交易记录、还款记录;

电信系统:通话记录、账单记录、预付费的计算、网络信息;

金融系统:如股票和债券的购买、持有、交易的记录;

商业系统:客户、销售产品和购买信息;

制造业:供应链管理、货物跟踪、产品列表、订单信息;

人力资源:职员、工资、薪金税、工资支票或银行账号;

规划管理:用地密度、建设单位、审批流程、建设监管;

交通系统:交通设施、各时段交通流量、交通预测流量、公交线路和站点、换乘信息、路段拥堵信息。

进入互联网时代，我们的工作、学习、娱乐无不与数据库有密切的关系。互联网上有许多网上支付系统，是将客户信息与银行的账号数据库进行关联认证后才能实施;网上购书系统中，用户查询的图书条目存放在一个大型数据库中;Google地图搜索系统，则将线划地图和地表影像置于分布式地理数据库中，提供在线地图浏览和查询服务。

数据库管理系统的重要性也可以从另一个方面得到反映，即当今主要商业数据库提供商(如Oracle)属于世界上最大的软件公司之列;同时，在具有多种产品的软件公司(如微软和IBM)中，数据库产品也是其主打产品之一。

数据库系统对数据的表达及应用可分为三个层次:物理层次、逻辑层次和视图层次。在物理层次，数据按照与存储器相对应的格式进行底层存储，该层次与操作系统及管理软件的关系密切;在逻辑层次，对数据的结构和数据之间的关系进行定义，这是数据库设计师和管理员操作的层次;在视图层次，普通数据库用户对数据进行录入、查询检索、分析等，可以针对不同级别的用户设计不同的视图界面。

传统数据库只对非空间数据(如文本、数字、时间)进行管理，以关系型数据库为其标志。关系型数据库也可以表达多媒体的数据，如图像和声音。随着公众图形数据的日益关注，许多数据库系统得以扩充，用以表达各类活动的形状或空间分布，如设计图、地形、土地利用地、道路交通、商业分布等。在这方面，对象－关系数据库和面向对象的数据库技术得以应用。