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隨著信息技術(shù)和應(yīng)用場景的不斷變化和發(fā)展，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）作為一種高效、可靠、安全的數(shù)據(jù)管理方案得到了廣泛應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理是其實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)，理解其原理能夠幫助我們更好地利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)的管理效率和應(yīng)用性能。
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一、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)概述
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個概念化的層次結(jié)構(gòu)，其主要功能是管理數(shù)據(jù)，為應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)的存取服務(wù)，其層次結(jié)構(gòu)如下：
– 外層半透明層：應(yīng)用程序和用戶交互的層，處理用戶請求，管理用戶訪問權(quán)限。
– 模式層：控制外層結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，包括數(shù)據(jù)表、主鍵、外鍵、索引等等。
– 內(nèi)部層：控制外部和內(nèi)部層之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和I/O操作，包括存儲和檢索數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)、將邏輯結(jié)構(gòu)變換為物理結(jié)構(gòu)等等。
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一個軟件應(yīng)用程序，其擁有數(shù)據(jù)存儲、查詢、更新等基本操作，還集成了許多其它的高級功能，如備份、恢復(fù)、安全管理、性能調(diào)優(yōu)等等。
二、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)原理是根據(jù)不同的數(shù)據(jù)庫模型和應(yīng)用場景，實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理和處理的方法和技術(shù)，具體包括以下幾個方面：
1. 數(shù)據(jù)庫處理模型
數(shù)據(jù)庫處理模型是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理中最關(guān)鍵的部分之一，其定義了數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的組織方式、磁盤存儲方式、數(shù)據(jù)訪問方式和數(shù)據(jù)緩存方式等重要概念。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理中的數(shù)據(jù)處理模型通常與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的算法和技術(shù)密切相關(guān)，如基于索引方式的查詢、基于事務(wù)的并發(fā)控制、基于日志的恢復(fù)機(jī)制等等。
2. 體系結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)和組成部分上。常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)包括三層架構(gòu)和客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，也有一些新的架構(gòu)方式逐漸出現(xiàn)，如面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、NoSQL（Not Only SQL）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等等。
3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能組成部分
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能組成部分一般包括數(shù)據(jù)存儲管理、查詢處理機(jī)制、并發(fā)控制、完整性檢查、安全管理、冗余與備份、性能調(diào)優(yōu)等內(nèi)容，其中性能調(diào)優(yōu)是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理中比較重要的一部分，其目的是從機(jī)器和網(wǎng)絡(luò)兩個方面提升數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能。
4. 數(shù)據(jù)庫安全和監(jiān)測
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)原理中的數(shù)據(jù)庫安全和監(jiān)測主要圍繞著數(shù)據(jù)庫的安全和訪問控制、事務(wù)處理、文件存儲和數(shù)據(jù)恢復(fù)等方面開展。例如數(shù)據(jù)庫安全的檢查，包括檢查數(shù)據(jù)的完整性、一致性和安全性等，同時還包括數(shù)據(jù)庫恢復(fù)、錯誤檢查、數(shù)據(jù)庫監(jiān)測等等。
三、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展趨勢
1. 數(shù)據(jù)庫云化
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的云化代表了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)向云計算領(lǐng)域的融合，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的大規(guī)?；⒏呖煽啃?、彈性伸縮、安全性等特性。數(shù)據(jù)庫云化可以提供多種服務(wù)，如云數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫中臺、數(shù)據(jù)庫即服務(wù)，支持不同的開發(fā)需求和應(yīng)用場景。
2. 巨型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
隨著數(shù)據(jù)的爆炸式增長，越來越多的企業(yè)開始構(gòu)建巨型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，這需要數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)計算和數(shù)據(jù)分析的綜合處理能力。為了應(yīng)對這種巨型數(shù)據(jù)的挑戰(zhàn)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)需要具備更快的查詢速度、更強(qiáng)的數(shù)據(jù)復(fù)雜性處理能力、更好的可擴(kuò)展性等。
3. 全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型
全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型將企業(yè)業(yè)務(wù)過程數(shù)字化，需要大量地處理數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)該支持特定的場景，如大數(shù)據(jù)集處理、機(jī)器學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練和數(shù)據(jù)挖掘等等。此外，全面數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要更好的數(shù)據(jù)安全性和強(qiáng)大的自動故障恢復(fù)機(jī)制等高級功能。
四、結(jié)論
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是目前廣泛應(yīng)用的一種高效、可靠、安全的數(shù)據(jù)管理方案，其高效的實現(xiàn)是建立在架構(gòu)原理和技術(shù)基礎(chǔ)之上的。從數(shù)據(jù)處理模型、體系結(jié)構(gòu)、功能組成部分、數(shù)據(jù)庫安全和監(jiān)測到數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)展趨勢等方面探究數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)原理，對于我們更好地利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提高數(shù)據(jù)的管理效率和應(yīng)用性能有著重要的意義。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- 從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為哪些?
從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為哪些?
分為單態(tài)雹用戶結(jié)構(gòu),主從式結(jié)構(gòu),分辨式結(jié)構(gòu),客戶/服務(wù)器,瀏覽器/應(yīng)用服培哪務(wù)器/帆中帆數(shù)據(jù)庫服務(wù)器多層結(jié)構(gòu)等.
記得采納啊
由軟件、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理員組成。其軟件主要包括操作系統(tǒng)、各種宿主語言、實用程序以及
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
。數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的插入、修改和檢索均要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行。數(shù)清首據(jù)管理員負(fù)責(zé)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)整個數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)能被任何有權(quán)使用的人有效使用。
數(shù)據(jù)庫管理員
一般是由業(yè)務(wù)水平較高、資歷較深的人員擔(dān)任。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
是為適應(yīng)握正銀數(shù)據(jù)處理的需要而發(fā)展起來的一種較為理想的數(shù)據(jù)處理的核心機(jī)構(gòu)。計算機(jī)的高速處理能力和大容量存儲器提供了實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理自動化的條件。
擴(kuò)展資料：段宴
數(shù)據(jù)庫研究跨越于
計算機(jī)應(yīng)用
、系統(tǒng)軟件和理論三個領(lǐng)域，其中應(yīng)用促進(jìn)新系統(tǒng)的研制開發(fā)，新系統(tǒng)帶來新的理論研究，而理論研究又對前兩個領(lǐng)域起著指導(dǎo)作用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)是計算機(jī)應(yīng)用的一個里程牌，它使得計算機(jī)應(yīng)用從以科學(xué)計算為主轉(zhuǎn)向以數(shù)據(jù)處理為主。
并從而使計算機(jī)得以在各行各業(yè)乃至家庭普遍使用。在它之前的
文件系統(tǒng)
雖然也能處理持久數(shù)據(jù)，但是文件系統(tǒng)不提供對任意部分?jǐn)?shù)據(jù)的快速訪問，而這對數(shù)據(jù)量不斷增大的應(yīng)用來說是至關(guān)重要的。
參考資料來源：
百度百科-數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為：外模式、概念模式、內(nèi)模式。相關(guān)介紹具體如下：
1、外模式：又稱關(guān)系子模式或用戶模式，是數(shù)據(jù)庫用戶看見的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，即應(yīng)用程序所需要的那部分?jǐn)?shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。外模式是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之間的接口，是保證數(shù)據(jù)庫安全性的一個有效措施。
用戶可使用數(shù)據(jù)定義語言和數(shù)據(jù)操縱語言來定義數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)和對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行操縱。對于用戶而言，只需要按照所定義的外模式進(jìn)行操作，而無需了解概念模式和內(nèi)模式等的內(nèi)部細(xì)節(jié)。一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式。
2、概念模式：又稱模式/關(guān)系模式/邏輯模式，是數(shù)據(jù)庫整體邏輯結(jié)構(gòu)的完整描述，包括概念記錄模型、記錄長度之間的聯(lián)系、所允許的操作以及數(shù)據(jù)的完整性、安全性約束等數(shù)據(jù)控制方面的規(guī)定。
概念模式位于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模式結(jié)構(gòu)的中間層，不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細(xì)節(jié)和硬件環(huán)境，與應(yīng)用程序、開發(fā)工具笑鎮(zhèn)鎮(zhèn)及程序設(shè)計語言無關(guān)。一個數(shù)據(jù)庫只能有一個概念模式。
3、內(nèi)模式：又稱存儲模式，是數(shù)據(jù)庫內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的描述。它定義了數(shù)據(jù)庫內(nèi)部記錄類型、索引和文件的組織方式以及數(shù)據(jù)控制方面的細(xì)節(jié)。一個數(shù)據(jù)庫只能有一個內(nèi)模式。
擴(kuò)展旅陸資料：
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的特點：
1、系統(tǒng)的用戶碰粗結(jié)構(gòu)簡單，用戶容易掌握，使用方便。
2、能夠確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠，出現(xiàn)故障時能迅速排除；能夠保護(hù)數(shù)據(jù)不受非授權(quán)者訪問或破壞；能夠防止錯誤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生也能及時發(fā)現(xiàn)。
3、有重新組織數(shù)據(jù)的能力，能改變數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)存儲位置，以適應(yīng)用戶操作特性的變化，改善由于頻繁插入、刪除操作造成的數(shù)據(jù)組織零亂和時空性能變壞的狀況。
4、具有可修改性和可擴(kuò)充性。能夠充分描述數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系。
參考資料來源：
百度百科-數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
參考資料來源：
百度百科-數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一般由4個部分組成：
(1)數(shù)據(jù)庫（database，DB）是指長期存儲在計算機(jī)內(nèi)的，有組織，可共享的數(shù)據(jù)的。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)學(xué)模型組織、描述和存儲，具有較小的冗余，較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。
（2）硬件：構(gòu)成計算機(jī)系統(tǒng)的各種物理設(shè)備，包括存儲所需的外部設(shè)備。硬件的配置應(yīng)滿足整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的需要。
（3）軟件：包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（database management system，DBMS）是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心軟件，是在操作系統(tǒng)的支持下工作，解決如何科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效獲取和維護(hù)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)軟件。其主要功能包括：數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操縱功能、數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)。
（4）人員：主要有4類。之一類為系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員：系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說明，他們和用戶及數(shù)據(jù)庫管理員一起確定系統(tǒng)的硬件配置，并參與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概要設(shè)計。數(shù)據(jù)庫設(shè)計人員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫各級模式的設(shè)計。
第二類為應(yīng)用程序員，負(fù)責(zé)編寫使用數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序可對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索、建立、刪除或修改。第三類為最終用友頃戶，他們利用系統(tǒng)的接口或查詢語言訪問數(shù)據(jù)庫。第四類用戶是數(shù)據(jù)庫管理員（data base administrator，DBA），負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的總體信息控制。
擴(kuò)展資料
對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本要求是：
①能夠保證數(shù)據(jù)的獨立性。數(shù)據(jù)和程序相互獨立有利于加快軟件開發(fā)速度，節(jié)省開發(fā)費用。
②冗余數(shù)據(jù)少，數(shù)據(jù)共享程度高。
③系統(tǒng)的用戶接口簡單，用戶容易掌握，使用方便。
④能夠確保系統(tǒng)運(yùn)行可靠，出現(xiàn)故障時能迅速排除；能夠保護(hù)數(shù)據(jù)不受非受權(quán)者訪問或破壞；能夠防止錯誤數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，一旦產(chǎn)生也能及時發(fā)現(xiàn)。
⑤有重新組織數(shù)據(jù)的能力，能改變數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)存儲位置，以適應(yīng)用戶姿告稿操作特性的變化，改善由于頻跡孝繁插入、刪除操作造成的數(shù)據(jù)組織零亂和時空性能變壞的狀況。
⑥具有可修改性和可擴(kuò)充性。
⑦能夠充分描述數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系。
由軟件、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理員組成。其軟件主要包括操作系統(tǒng)、各種宿主語言、實用程序以及
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
。數(shù)據(jù)庫由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，數(shù)據(jù)的插入、修改和檢索均要通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行。數(shù)據(jù)管理員負(fù)責(zé)創(chuàng)建、監(jiān)控和維護(hù)整個數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)能被任何有權(quán)使用的人有效使用。
數(shù)據(jù)庫管理員
一般是由業(yè)務(wù)水平較高、資歷較深的人員擔(dān)任。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
是為適應(yīng)數(shù)據(jù)處理的需要而發(fā)展起來的一種較為理想的數(shù)據(jù)處理的核心機(jī)構(gòu)。計殲蔽算機(jī)的高速處理能力和大容量存儲器提供了實現(xiàn)數(shù)據(jù)管理自動氏御州化的條件。
擴(kuò)展資料
數(shù)據(jù)庫研究跨越了
計算機(jī)應(yīng)用
、系統(tǒng)軟件和理論三個領(lǐng)域，其中應(yīng)用促進(jìn)了新系統(tǒng)的發(fā)展，新系統(tǒng)帶來了新的理論研究，而理論研究在前兩個領(lǐng)域起著指導(dǎo)作用。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)拆首的出現(xiàn)是計算機(jī)應(yīng)用的一個里程碑，它使計算機(jī)應(yīng)用有科學(xué)計算向數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)變。
因此，計算機(jī)可以用于各行各業(yè)，甚至在家里。在此之前，
文件系統(tǒng)
能夠處理持久數(shù)據(jù)，但它們不提供對數(shù)據(jù)任何部分的快速訪問，而這對于數(shù)據(jù)量不斷增加的
應(yīng)用程序
至關(guān)重要。
參考資料來源：
百度百科-數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu)的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)架構(gòu),深入探究數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的架構(gòu)原理,從數(shù)據(jù)庫最終用戶角度看,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為哪些?的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。
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新聞來源：http://m.fisionsoft.com.cn/article/dhggjdh.html
