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  • 常见的数据库管理系统有
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    2022-03-25 20:23:36

    大家想必对数据库管理系统并不陌生了,那么,数据库管理系统的基本组成部分都分为哪些呢?

    数据库管理系统的用户整体上可以分为两大类:一类是数据库系统的管理人员和运维人员,这类用户偏重于数据库管理,可以称为服务端用户;另一类是偏使用侧的DBA和最终用户(这里的最终用户在含义上包含客户的应用服务器和业务系统),这类用户偏重于数据库使用,可以称为客户端用户。

    下图展示了数据库管理系统的基本组成结构,从图中可以看到,在组成上,可以把数据库管理系统分为基础服务组件、数据库实例、服务端工具、应用开发接口和客户端工具等部分。
    数据库管理系统的基本组成

    一、基础服务组件

    基础服务组件是一组用于创建数据库实例和支撑数据库实例正常运行并对外提供服务的组件,表现上是一组支撑库(.o/.so/.dll文件)和工具。

    在我们日常所使用的数据库中,有很多都是部署时只安装一些基础软件和工具,安装过程结束时,并没有真正可以为用户提供数据存储和管理服务的数据库。在安装过程结束后,通常需要基于安装的这些基础软件通过相应的工具或命令来创建数据库实例,由实例提供数据存储和管理服务。在创建实例之前安装的这些基础软件和工具,就是数据库的基础服务组件。

    大家想必对 Oracle 的安装过程并不陌生,在安装 Oracle 时,安装向导中有个安装模式的选项就允许用户“仅安装软件”,这里的软件就是基础服务组件,安装完成后,可以在服务端通过 dbca 工具来创建 Oracle 实例。PostgreSQL在安装时也是仅安装基础服务组件,安装完成之后通过 initdb 命令来创建数据库实例。

    二、数据库实例

    关于数据库实例(Instance)的定义,有不止一种说法,我倾向的定义是:数据库实例是一组互相关联的进程和数据文件的集合,是数据库对外功能的表现者,这个进程和文件的集合以整体的形式对外提供数据存储和管理服务。还有一种被一定数量的人群所认可的说法是数据库实例是一组进程和内存的集合,而数据文件则被称为数据库。

    从上面的定义中可以看出,数据库实例包含两部分内容:

    1. 进程:可以是一个或一组进程,不同的数据库管理系统有不同的实现。对于多进程数据库管理系统,在数据库实例启动时,会先启动主进程,之后由主进程派生出一系列相互关联的其它进程,比如负责运算的进程、负责数据落地的进程、负责日志管理的进程、负责共享内存分配与管理的进程、负责网络通信的进程等。这些进程独立担负一块具体的职责同时又互相关联,以整体形式对外提供数据服务。
    2. 数据文件:这是数据库实例存储自身配置数据和用户业务数据的地方。数据文件具体可以细分为配置文件或控制文件、日志文件(主要指的是Redo/Undo Log文件)和各类数据文件(比如表数据文件、索引数据文件等)。

    数据库实例是基于数据库的基础服务组件而存在的,部署在同一硬件设备上的同一套数据库基础服务组件可以同时支撑多个数据库实例,这种情况就是我们常说的 “单机多实例” 。

    三、服务端工具

    服务端工具是一组只能运行于数据库服务本地的数据库工具,主要用于对数据库实例进行维护和对数据库自身进行管理。

    常用的服务端工具通常包括实例配置工具、服务管理工具、备份与恢复工具、实例运行状态查看与更改的工具、数据库日志的管理工具、数据文件管理工具、数据库高可用集群的创建与管理工具等。

    四、应用开发接口(APIs)

    这块内容大家应该比较熟悉了,因此不做过多介绍。

    比较常用的应用开发接口主要是 JDBC 和 ODBC,Oracle 的 OCI 和 微软的 ADO.NET 接口也有比较广泛的应用,当然还有一些 DAO、RDO、OLE DB 等接口,只是这些接口都没落了。近些年来,随着新型应用开发语言在不同行业中被广泛应用,也出现了针对 Python、Go 等开发语言的专用接口。

    应用开发接口可以被最终用户直接调用,也为数据库管理系统客户端工具提供接口调用支撑。

    五、客户端工具

    客户端工具是一组运行于客户端的应用程序,主要用于数据访问和数据管理,也可以对数据库实例进行一定的管理和维护操作。

    最常见的客户端工具就是SQL客户端,比如Oracle的 sqlplus、MySQL 的 mysql 等,此外数据导入工具、数据导出工具、实例连接向导等也都是客户端工具。

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    在设计一个数据库系统的时候,我们会根据具体的需要选择不同的硬件和软件,在确定好硬件之后我就要确定用哪种数据库,更为准确点应该是用哪种数据库管理系统(DBMS),比如MySQL。

    DBMS是什么

    数据库管理系统(Database Management System)是一种操纵和管理数据库的大型软件,用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。用户可以通过DBMS访问数据库中的数据,DBMS对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性、完整性、原子性等。

    目前DBMS有几百种,点击这里查看排名,我们看下前20名有哪些

    数据模型(data model)

    数据模型是数据库结构的基础,它提供了一种描述物理层、逻辑层和视图层数据库设计的方式,为数据库系统的信息表示与操作提供一个抽象的框架。数据模型所描述的内容有三部分,分别是数据结构、数据操作和数据约束

    数据结构:数据模型中的数据结构主要描述数据的类型、内容、性质以及数据间的联系等。数据结构是数据模型的基础,数据操作和约束都建立在数据结构上。不同的数据结构具有不同的操作和约束 。如用树形结构或者二维表描述事物之间的关系。

    数据操作:数据模型中数据操作主要描述在相应的数据结构上的操作类型和操作方式,如插入、删除、查询 。

    数据约束:数据模型中的数据约束主要描述数据结构内数据间的语法、词义联系、它们之间的制约和依存关系,以及数据动态变化的规则,以保证数据的正确、有效和相容,如什么情况下可以插入,能否删除。

    参考来自百度百科,详细内容点击这里

    通俗点就是,在规定范围内,用某种数据结构表示数据之间关系,并提供接口操作这些数据结构。如一个班级下有很多学生,你可以用树形结构来表示实体之间的联系,如果你愿意可以用图的结构来表示,当然你也可以用二维表的形式来表示。同样的数据可以用不同的数据结构来表示,根据数据结构的不同可以分为层次模型(Hierarchical,树)、网状模型(Network,图)、关系模型(Relational,二维表)。

    层次模型如图:

    (图片来自网络)

    网状模型如图:

    (图片来自网络)

    关系模型如图:

    (图片来自网络)

    网状和层次数据模型在关系模型之前就出现了,它们提供了比关系模型更低层次的抽象比如向磁盘存储的数据结构,这些模型和此层的实现联系很紧密,同时数据建模也比较复杂,现在很少被使用了。在关系型模型中已经把这些细节屏蔽掉了,抽象出来物理层,我们专注于自己的业务而不必过多的考虑存这些底层据结构。

    非关系型数据库

    随着互联网应用的兴起,用户量的增多,越来越多的应用需要7*24小时在线,但是传统的关系型数据库却因为无法支持如此大规模数据和访问量而成为了整个系统的瓶颈。最直接的办法是升级硬件,但是整体的性价比不高。于是NoSQL出现了,NOSQL的原意是“Not-Only-SQL”,而不是“No-SQL”(没有SQL),NoSQL的出现并不是要完全否认关系型数据库,只是做为传统关系型数据库的一个合理补充。

    NoSQL大致可以分为四种, 参考来自这里:点击查看原文

    分类

    数据模型

    优势

    举例

    键值数据库(key-value)

    哈希表

    查询快、易部署、高并发

    Redis

    列存储数据库

    列式数据存储

    查询快,数据压缩率高,不需要额外建立索引

    HBase

    文档型数据库

    键值对扩展

    将数据以文档的形式储存,数据结构不定

    MongoDB

    图数据库

    节点和关系组成的图

    利用图结构的相关算法

    Neo4j

    (图片来自网络)

    列存储数据库

    我们知道关系型数据库的以行为单位储存,而列存储数据库是以列为单位存储。对于关系型数据库来说,即使我们需要的一列的数据,也要进行整行扫描,这在某些场景下是很浪费IO效率的。而对于列存储数据库,我们只需查询表中需要的一列或者几列,不需要的列就不会扫描,大大提高了检索的效率。

    键值数据库

    键值数据库也就是 Key-Value 数据库,数据以键值的形式储存,通常被当做非持久化的内存型数据库缓存来使用。

    文档型数据库

    文档型数据库与键值数据库是类似的,只不过它将数据用文档的形式储存,数据存储可以是XML、JSON等多种形式。

    图数据库

    图数据库允许我们将数据以图的方式存储。实体会被作为顶点,而实体之间的关系则会被作为边。

    对比

    关系型数据库,通过行记录的形式来描述一个实体,

    列存储数据库,通过列记录的形式描述一个实体,

    键值数据库,通过键-值的形式描述一个实体,

    文档型数据库,通过文档的形式描述一个实体,

    图数据库,通过图的方式描述一个实体。

    同样的一个实体,可以用不同的形式表示,我们要根据不同的场景选择不同的方式。比如在一个包含100万人,每个人约有50个朋友的社交网络中找最大深度为5的朋友的朋友,可以用MySQL来处理吗?当然可以,但是这种情况用图数据库可能会更合适

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    数据库管理系统(Database Management System)是种操纵和管理数据库的大型软件,是用于建立、使用和维护数据库,简称DBMS。是企业进行数据管理及维护不可或缺的数据管理软件。

      8大数据库管理系统

      8大常用数据库管理系统简介:

      

      1.Oracle:

      

      Oracle即Oracle Database,或Oracle RDBMS,的简称。是甲骨文公司的款关系数据库管理系统。它是在数据库域直处于先地位的产品。可以说Oracle数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统,系统可移植性好、使用方便、功能强,适用于各类大、中、小、微机环境。它是种高效率、可靠性好的适应高吞吐量的数据库解决方案。

      

      2.Sybase:

      

      Sybase是种典型的UNIX或WindowsNT平台上客户机/服务器环境下的大型关系型数据库系统。Sybase提供了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。

      

      3.Informix:

      

      Informix是IBM公司出品的关系数据库管理系统。作为个集成解决方案,它被定位为作为IBM在线事务处理(OLTP)旗舰数据服务系统。IBM对Informix和DB2都有长远的规划,两个数据库产品互相吸取对方的技术优势。

      

      4.MicrosoftSQLServer:

      

      Microsoft SQL Server是Microsoft公司推出的关系型数据库管理系统。具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点,是个全面的数据库平台,使用集成的商业智能(BI)工具提供了企业的数据管理。Microsoft SQL Server数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能,使您可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。

      

      5.Microsoft Access:

      

      Microsoft Office Access是结合了Microsoft JetData base Engine和图形用户界面两项特点,由微软发布的关系数据库管理系统,是Microsoft Office的系统程序之,在包括专业版和更高版本的office版本里面被单独出售。

      

      6.Visual FoxPro:

      

      Visual FoxPro简称VFP,是Microsoft公司推出的数据库开发软件,源于美国Fox Software公司推出的数据库产品FoxBase,在DOS上运行,与xBase系列相容。用FoxPro来开发数据库,既简单又方便。目前新版为Visual FoxPro9.0,而在学校教学和教育部门考证中还依然延用经典版的Visual FoxPro6.0。在桌面型数据库应用中,处理速度快,是日常工作中的得力助手。

      

      7.DB2:

      

      DB2是IBM出品的系列关系型数据库管理系统,分别在不同的操作系统平台上服务。虽然DB2产品是基于UNIX的系统和个人计算机操作系统,但在基于UNIX系统和微软在windows系统下的Access方面,DB2追寻了ORACLE的数据库产品。

      

      8.MySQL:

      

      MySQL是流行的关系型数据库管理系统,特别是在WEB应用方面,MySQL是好的关系数据库管理系统。由瑞典MySQLAB公司开发,目前属于Oracle旗下公司。MySQL所使用的SQL语言是用于访问数据库的常用标准化语言。软件采用了双授权政策,分为社区版和商业版,由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这特点,般中小型网站的开发都选择MySQL作为网站数据库。由于其社区版的性能卓越,搭配PHP,Linux和Apache可组成良好的开发环境,经过多年的web技术发展,在业内被广泛使用的种web服务器解决方案之,称之为LAMP。

      

      基于关系模型的数据库管理系统已日臻完善,并已作为商品化软件广泛应用于各行各业。它在各户服务器结构的分布式多用户环境中的应用,使数据库系统的应用进步扩展。随着新型数据模型及数据管理的实现技术的推进,可以预期DBMS软件的性能还将更新和完善,应用域也将进步地拓宽。

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