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浅谈计算机数据库系统在信息管理中的应用【摘要】: 将计算机数据库系统应用于信息管理有利于提高信息管理的科学性和现代性，有利于提高信息管理的效率。本文探讨了计算机数据库系统的特点以及在信息管理中的应用现状，对改进信息管理、提高信息管理效率有一定的指导意义。Abstract: The computer database system used in information management will help improve information management in science and modernity, will help improve the efficiency of information management. This article discusses the characteristics of computer database systems and information management application status, for improving information management, improve the efficiency of information management has some significance.【关键词】: 计算机数据库；数据库系统；信息管理【正文】:一、计算机数据库系统计算机数据库(Database)是存储在计算机内，为达到一定的目的而组织起来的有结构的数据(记录、文件等)的集合。数据库技术所研究的问题是如何科学的组织和储存数据，如何高效的处理数据以获取其内在的信息，数据库技术是数据管理的最新技术，是当代计算机系统的主要组成部分。二、计算机数据库的发展阶段计算机数据库的管理方法是不断发展的，至今大致经历了三个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、高级数据库阶段。1人工管理阶段50年代中期之前，计算机的软硬件均不完善。硬件存储设备只有磁带、卡片和纸带，软件方面还没有操作系统，当时的计算机主要用于科学计算。这个阶段由于还没有软件系统对数据进行管理，程序员在程序中不仅要规定数据的逻辑结构，还要设计其物理结构，包括存储结构、存取方法、输入输出方式等。当数据的物理组织或存储设备改变时，用户程序就必须重新编制。由于数据的组织面向应用，不同的计算程序之间不能共享数据，使得不同的应用之间存在大量的重复数据，很难维护应用程序之间数据的一致性。这一阶段的主要特征可归纳为如下几点： * 计算机中没有支持数据管理的软件。 * 数据组织面向应用，数据不能共享，数据重复。 * 在程序中要规定数据的逻辑结构和物理结构，数据与程序不独立。 * 数据处理方式批处理。2文件系统阶段这一阶段的主要标志是计算机中有了专门管理数据库的软件操作系统（文件管理）。 上世纪50年代中期到60年代中期，由于计算机大容量存储设备（如硬盘）的出现，推动了软件技术的发展，而操作系统的出现标志着数据管理步入一个新的阶段。在文件系统阶段，数据以文件为单位存储在外存，且由操作系统统一管理。操作系统为用户使用文件提供了友好界面。文件的逻辑结构与物理结构脱钩，程序和数据分离，使数据与程序有了一定的独立性。用户的程序与数据可分别存放在外存储器上，各个应用程序可以共享一组数据，实现了以文件为单位的数据共享。 但由于数据的组织仍然是面向程序，所以存在大量的数据冗余。而且数据的逻辑结构不能方便地修改和扩充，数据逻辑结构的每一点微小改变都会影响到应用程序。由于文件之间互相独立，因而它们不能反映现实世界中事物之间的联系，操作系统不负责维护文件之间的联系信息。如果文件之间有内容上的联系，那也只能由应用程序去处理。3数据库系统阶段60年代后，随着计算机在数据管理领域的普遍应用，人们对数据管理技术提出了更高的要求：希望面向企业或部门，以数据为中心组织数据，减少数据的冗余，提供更高的数据共享能力，同时要求程序和数据具有较高的独立性，当数据的逻辑结构改变时，不涉及数据的物理结构，也不影响应用程序，以降低应用程序研制与维护的费用。数据库技术正是在这样一个应用需求的基础上发展起来的。 数据库技术有如下特点： * 面向企业或部门，以数据为中心组织数据，形成综合性的数据库，为各应用共享。 * 采用一定的数据模型。数据模型不仅要描述数据本身的特点，而且要描述数据之间的联系。 * 数据冗余小，易修改、易扩充。不同的应用程序根据处理要求，从数据库中获取需要的数据，这样就减少了数据的重复存储，也便于增加新的数据结构，便于维护数据的一致性。 * 程序和数据有较高的独立性。 * 具有良好的拥护接口，用户可方便地开发和使用数据库。 * 对数据进行统一管理和控制，提供了数据的安全性、完整性、以及并发控制。 4未来发展趋势随着信息管理内容的不断扩展，出现了丰富多样的数据模型（层次模型，网状模型，关系模型，面向对象模型，半结构化模型等），新技术也层出不穷（数据流，Web数据管理，数据挖掘等）。三、数据库系统的特点主要有以下几个方面：1数据结构化：在文件系统中，尽管其记录内部已有了某些结构，但记录之间没有联系。而数据库系统则实现了整体数据的结构化，这是数据库的主要特征之一，也是数据库与文件系统的本质区别。2数据的共享性高、冗余度低、易于扩充：数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个特定的应用程序，而是面向整个系统；因此，数据可以被多个用户、多个应用程序共享使用。数据共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。数据共享还能够避免数据之间的不相容性与不一致性。3数据独立性高：数据独立性包括数据的物理独立性和逻辑独立性。物理独立性是指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。也就是说，数据在磁盘上的数据库中如何存储是由DBMS管理的，用户程序不需要了解，应用程序要处理的只是数据的逻辑结构，这样一来当数据的物理存储结构改变时，用户的程序不用改变。逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的，也就是说，数据的逻辑结构改变了，用户程序也可以不改变。4数据由DBMS统一管理和控制：数据库的共享是并发的（concurrency）共享，即多个用户可以同时存取数据库中的数据，甚至可以同时存取数据库中的同一个数据。DBMS必须提供以下几方面的数据控制功能：数据的安全性保护（security），数据的完整性检查（integrity），数据库的并发访问控制（concurrency，）数据库的故障恢复（recovery）。在各类计算机数据库系统中，较广泛运用的有AshtonTate公司的DBASEIII、Foxsoftware公司的FoxBASE+，以及Microsoft公司的Access，Borland公司的Paradox。前两者属于传统的关系型数据库。从组成上来看计算机数据库一般包括以下一些内容：1)结构化了的数据；独立于使用它们的程序。2)在一个单独的数据库中，字段名是唯一的。3)用公共通用的方法可以完成数据处理。4)具有连接、选择、投影的特点，可以进行数据库之间的关系运算。数据库的这些优点极大地方便了数据库的使用，有效地提升了数据库资源的使用率，从而减少了大量的人力劳动，促进和实现了信息资源的进一步合理优化配置。四、数据库的基本结构及主要特点数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。 1物理数据层。 它是数据库的最内层，是物理存贮设备上实际存储的数据的集合。这些数据是原始数据，是用户加工的对象，由内部模式描述的指令操作处理的位串、字符和字组成。 2概念数据层。 它是数据库的中间一层，是数据库的整体逻辑表示。指出了每个数据的逻辑定义及数据间的逻辑联系，是存贮记录的集合。它所涉及的是数据库所有对象的逻辑关系，而不是它们的物理情况，是数据库管理员概念下的数据库。 3逻辑数据层。 它是用户所看到和使用的数据库，表示了一个或一些特定用户使用的数据集合，即逻辑记录的集合。 数据库不同层次之间的联系是通过映射进行转换的。数据库主要特点1实现数据共享。 数据共享包含所有用户可同时存取数据库中的数据，也包括用户可以用各种方式通过接口使用数据库，并提供数据共享。 2减少数据的冗余度。 同文件系统相比，由于数据库实现了数据共享，从而避免了用户各自建立应用文件。减少了大量重复数据，减少了数据冗余，维护了数据的一致性。 3数据的独立性。 数据的独立性包括数据库中数据库的逻辑结构和应用程序相互独立，也包括数据物理结构的变化不影响数据的逻辑结构。 4数据实现集中控制。 文件管理方式中，数据处于一种分散的状态，不同的用户或同一用户在不同处理中其文件之间毫无关系。利用数据库可对数据进行集中控制和管理，并通过数据模型表示各种数据的组织以及数据间的联系。 5数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性。 主要包括：1)安全性控制：以防止数据丢失、错误更新和越权使用；2)完整性控制：保证数据的正确性、有效性和相容性；3)并发控制：使在同一时间周期内，允许对数据实现多路存取，又能防止用户之间的不正常交互作用；4)故障的发现和恢复：由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏 。6故障恢复。 由数据库管理系统提供一套方法，可及时发现故障和修复故障，从而防止数据被破坏。数据库系统能尽快恢复数据库系统运行时出现的故障，可能是物理上或是逻辑上的错误。比如对系统的误操作造成的数据错误等。四、计算机数据库系统在信息管理中的应用现状数据模型是数据库系统的核心和基础，各种(DBMS)软件都是基于某种数据模型的。所以通常也按照数据模型的特点将传统数据库系统分成网状数据库、层次数据库和关系数据库三类。数据库理论与实践的不断发展，并与计算机技术紧密结合，大大提升了计算机数据库的应用领域和应用范围。依据应用的领域不同又可分为统计数据库系统、海河流域数据库系统、地质数据库系统、生态环境数据库系统、地方志数据库系统等等。当前计算机数据库在信息管理中的应用特征主要包括：1)应用范围不断扩大。计算机技术与数据库理论相结合体现出了良好的生命力和市场发展前景，其在当前的应用范围也在不断的迅速的扩大，目前已经扩大到了我国工业，农业和第三产业，成为带动相关行业信息管理效率的提升，推动行业生产力水平提升的重要技术支撑和保障。2)数据库技术的不断发展。计算机数据库技术的优劣好坏将对其使用质量产生致命的影响，并将影响到其进一步的发展。事实上数据库系统在经历了网状数据库、层次数据库、关系数据库和面向对象数据库等四个发展阶段后，已经具备了更强的适用性和操作性。这种适用性和操作性为其在信息管理中的良好应用提高了有力的保证。3)安全性不断加强。安全性的不断增强是计算机数据库系统在信息管理中不断得到应用的又一有力保证。数据是信息管理中极为重要而有价值的资源，企业信息化过程中，各种应用系统的数据库中大量数据的安全问题，敏感数据的防窃取和防篡改问题，成为信息管理面临的重大问题。计算机数据库系统在给信息管理提供便利的同时也为信息的安全提供了有效的保障。一方面，计算机系统具备信息备份和信息恢复的功能。同时计算机系统中的数据容易在不增加投资成本的情况下进行拷贝和复制，这就减少了由于信息误删或计算机系统本身的错误而给信息管理带来困难的弊病。另一方面，数据库安全(保护数据库中数据不被非法访问和非法更新，并防止数据的泄露和丢失)指数不断提高，目前除使用了一些传统的安全手段如用户帐号、规则和操作许可外，还增加了一些抗软件风险。管理风险和用户行为风险的安全措施和手段，其网络系统安全、宿主操作系统安全和数据库管理系统安全保障措施得到了进一步的提升和加强，从而进一步推动了计算机数据库系统在信息管理中的应用。4)受重视程度不断提高。计算机数据库系统因其具有良好的安全性和适用性。在实际使用和操作中体现了良好的应用性能，因而其在理论研究与实践开展中都得到了各界的广泛重视。 数据库管理系统与数据库系统数据库管理系统（DBMS:Database Management System）是在操作系统支持下下工作的数据处理软件。对内，它负责管理数据库；对外，它向用户提供了一整套命令。利用这些命令，合法用户可以建立数据库，定义数据，对数据库中的数据进行合法的操作。DBMS有如下6个基本功能：1数据库定义（Data Definition）DBMS提供了数据定义语言(DDL)。用户利用DDL可以方便的定义数据库中的数据逻辑结构。用户在分析、研究整个系统所有数据的基础上，全面安排和定义数据结构。2数据操纵(Data Manipulation)DBMS提供了数据操作语言（DML）。用户利用DML实现对数据库中数据的各种操作。3完整性约束检查(Integrity Constraint Check)所谓完整性约束是指数据必须符合的一些规定，DBMS应能支持一些常用的完整性约束检查的功能。4访问控制(Access Control)数据库中的数据不属于任何程序，数据可以共享。但只有合法用户才能访问他们可以访问的数据，才能进行他们可以执行的数据操作，这就是访问控制。5并发控制(Concurriency Control)DBMS允许多个用户同时访问数据库，这就可能引起冲突，引起数据的不一致。因此，DBMS应有并发控制的功能，以避免并发操作时可能带来的数据不一致性。6数据库恢复(DataBase Recovery) 数据库是有可能遭到破坏的，因此，DBMS应具有恢复数据库的功能。数据库系统（DBS：DataBase System） DBS是指在计算机系统中引入数据库系统后的构成，有计算机硬件、操作系统、DBMS、DB、应用程序和用户，以及数据库开发和管理人员等组成。 DBS有如下四个主要特点： 1）整体数据结构化； 2）数据的共享性高; 3）数据的独立性高； 4）高度的数据控制能力；五、改进计算机数据库系统在信息管理中应用的建议计算机数据库系统在信息管理中体现出了良好的价值，因而得到了广泛应用。但事实上目前仍然存在一些影响其进一步应用的因素，需要我们认真加以克服。1）加强计算机数据库系统的安全性。计算机数据库系统的安全性对计算机数据库系统的应用有着突出的重要的决定性作用。但事实上，当前由于各种原因计算机数据库系统。尤其是网络环境中的计算机数据库系统常常面临着诸如软件风险、管理风险和用户行为风险。这些风险一旦转化成现实的危害将会对信息管理者造成重大的伤害，从而减弱信息管理者使用计算机数据库的信心。因而必须切实加强计算机数据库系统的安全性，尤其是在网络条件下的安全性研究。在具体实施时，应根据具体情况、环境和需求，因地制宜进行分析，采取相应有效措施保护数据库系统乃至整个网络系统的安全。2）加强计算机数据库理论与实践的进一步结合。计算机数据库理论随着计算机技术，数据库原理等的发展而不断发展。必须将计算机数据库发展的最新成果应用到指导其应用的实践中，从而提高实践的科学性。同时计算机数据库的理论研究也必须立足于计算机数据库系统的相关应用实践，以增强计算机数据库理论研究的针对性。计算机数据库系统的良好适用性决定了其具有良好的发展前景，但仍需要我们不断的进行相关研究以助其实现更好更快的成长， 计算机数据库系统在信息管理方面将会得到更好更安全的应用。【参考文献】: 1赢心数据库原理，中国考试(研究版)，200522王子芳数据库及应用课程教学探讨.西南农业大学学报(社会科学版)，2005，93李大勇，时延鹏数据库技术的历史及未来的发展趋势综述辽宁省交通高等专科学校学报，2005，64范青，马树才浅谈网络数据库系统安全河北北方学院学报(自然科学版)，2005，105隽军利，李天燕，王小龙.浅析计算机数据库系统在信息管理中的应用, 科技创新导报 2008,126刘延华，数据库安全技术的理论探讨，福州大学学报(自然科学版)200l，86郭盈发，张红娟，数据库原理（Principles Of DataBase）第二版，西安电子科技大学出版社，2002年2月第一版