1. 数据库系统的基本模块(4个)和辅助模块(3个)是什么
数据库系统主要由硬件、数据库以及数据库管理系统3部分组成。
1.数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
2.数据库管理是有关建立、存储、修改和存取数据库中信息的技术,是指为保证数据库系统的正常运行和服务质量,有关人员须进行的技术管理工作。负责这些技术管理工作的个人或集体称为数据库管理员(DBA)。
3.数据库管理的主要内容有:数据库的调优、数据库的重组、数据库的重构、数据库的安全管控、报错问题的分析和汇总和处理、数据库数据的日常备份。数据库的建立:数据库的设计只是提供了数据的类型、逻辑结构、联系、约束和存储结构等有关数据的描述
2. 大数据存储与应用特点及技术路线分析
大数据存储与应用特点及技术路线分析
大数据时代,数据呈爆炸式增长。从存储服务的发展趋势来看,一方面,对数据的存储量的需求越来越大;另一方面,对数据的有效管理提出了更高的要求。大数据对存储设备的容量、读写性能、可靠性、扩展性等都提出了更高的要求,需要充分考虑功能集成度、数据安全性、数据稳定性,系统可扩展性、性能及成本各方面因素。
大数据存储与应用的特点分析
“大数据”是由数量巨大、结构复杂、类型众多数据构成的数据集合,是基于云计算的数据处理与应用模式,通过数据的整合共享,交叉复用形成的智力资源和知识服务能力。其常见特点可以概括为3V:Volume、Velocity、Variety(规模大、速度快、多样性)。
大数据具有数据规模大(Volume)且增长速度快的特性,其数据规模已经从PB级别增长到EB级别,并且仍在不断地根据实际应用的需求和企业的再发展继续扩容,飞速向着ZB(ZETA-BYTE)的规模进军。以国内最大的电子商务企业淘宝为例,根据淘宝网的数据显示,至2011年底,淘宝网最高单日独立用户访问量超过1.2亿人,比2010年同期增长120%,注册用户数量超过4亿,在线商品数量达到8亿,页面浏览量达到20亿规模,淘宝网每天产生4亿条产品信息,每天活跃数据量已经超过50TB.所以大数据的存储或者处理系统不仅能够满足当前数据规模需求,更需要有很强的可扩展性以满足快速增长的需求。
(1)大数据的存储及处理不仅在于规模之大,更加要求其传输及处理的响应速度快(Velocity)。
相对于以往较小规模的数据处理,在数据中心处理大规模数据时,需要服务集群有很高的吞吐量才能够让巨量的数据在应用开发人员“可接受”的时间内完成任务。这不仅是对于各种应用层面的计算性能要求,更加是对大数据存储管理系统的读写吞吐量的要求。例如个人用户在网站选购自己感兴趣的货物,网站则根据用户的购买或者浏览网页行为实时进行相关广告的推荐,这需要应用的实时反馈;又例如电子商务网站的数据分析师根据购物者在当季搜索较为热门的关键词,为商家提供推荐的货物关键字,面对每日上亿的访问记录要求机器学习算法在几天内给出较为准确的推荐,否则就丢失了其失效性;更或者是出租车行驶在城市的道路上,通过GPS反馈的信息及监控设备实时路况信息,大数据处理系统需要不断地给出较为便捷路径的选择。这些都要求大数据的应用层可以最快的速度,最高的带宽从存储介质中获得相关海量的数据。另外一方面,海量数据存储管理系统与传统的数据库管理系统,或者基于磁带的备份系统之间也在发生数据交换,虽然这种交换实时性不高可以离线完成,但是由于数据规模的庞大,较低的数据传输带宽也会降低数据传输的效率,而造成数据迁移瓶颈。因此大数据的存储与处理的速度或是带宽是其性能上的重要指标。
(2)大数据由于其来源的不同,具有数据多样性的特点。
所谓多样性,一是指数据结构化程度,二是指存储格式,三是存储介质多样性。对于传统的数据库,其存储的数据都是结构化数据,格式规整,相反大数据来源于日志、历史数据、用户行为记录等等,有的是结构化数据,而更多的是半结构化或者非结构化数据,这也正是传统数据库存储技术无法适应大数据存储的重要原因之一。所谓存储格式,也正是由于其数据来源不同,应用算法繁多,数据结构化程度不同,其格式也多种多样。例如有的是以文本文件格式存储,有的则是网页文件,有的是一些被序列化后的比特流文件等等。所谓存储介质多样性是指硬件的兼容,大数据应用需要满足不同的响应速度需求,因此其数据管理提倡分层管理机制,例如较为实时或者流数据的响应可以直接从内存或者Flash(SSD)中存取,而离线的批处理可以建立在带有多块磁盘的存储服务器上,有的可以存放在传统的SAN或者NAS网络存储设备上,而备份数据甚至可以存放在磁带机上。因而大数据的存储或者处理系统必须对多种数据及软硬件平台有较好的兼容性来适应各种应用算法或者数据提取转换与加载(ETL)。
大数据存储技术路线最典型的共有三种:
第一种是采用MPP架构的新型数据库集群,重点面向行业大数据,采用Shared Nothing架构,通过列存储、粗粒度索引等多项大数据处理技术,再结合MPP架构高效的分布式计算模式,完成对分析类应用的支撑,运行环境多为低成本 PC Server,具有高性能和高扩展性的特点,在企业分析类应用领域获得极其广泛的应用。
这类MPP产品可以有效支撑PB级别的结构化数据分析,这是传统数据库技术无法胜任的。对于企业新一代的数据仓库和结构化数据分析,目前最佳选择是MPP数据库。
第二种是基于Hadoop的技术扩展和封装,围绕Hadoop衍生出相关的大数据技术,应对传统关系型数据库较难处理的数据和场景,例如针对非结构化数据的存储和计算等,充分利用Hadoop开源的优势,伴随相关技术的不断进步,其应用场景也将逐步扩大,目前最为典型的应用场景就是通过扩展和封装 Hadoop来实现对互联网大数据存储、分析的支撑。这里面有几十种NoSQL技术,也在进一步的细分。对于非结构、半结构化数据处理、复杂的ETL流程、复杂的数据挖掘和计算模型,Hadoop平台更擅长。
第三种是大数据一体机,这是一种专为大数据的分析处理而设计的软、硬件结合的产品,由一组集成的服务器、存储设备、操作系统、数据库管理系统以及为数据查询、处理、分析用途而特别预先安装及优化的软件组成,高性能大数据一体机具有良好的稳定性和纵向扩展性。
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3. 什么是数据库管理系统
数据库就是储存数据的地方。在电脑中,在内存中,在硬盘中的东西都是存储在数据库中的数据。而这些数据所待的地方就叫做数据库。也可以称为电子化的“文件柜”。
在计算机科学与应用中的数据库意味着今后数据会越来越庞大,也意味着数据在以后的发展中在重多的科学还有应用中要运用到更多的数据。
(3)大型数据存储库和内容管理系统扩展阅读:
数据库管理系统可以依据它所支持的数据库模型来作分类,例如关系式、XML;或依据所支持的计算机类型来作分类,例如服务器群集、或依据所用查询语言来作分类,例如SQL、XQuery;或依据性能冲量重点来作分类,例如最大规模、最高运行速度的分类方式。
不论使用哪种分类方式,一些DBMS能够跨类别,同时支持多种查询语言。早期比较流行的数据库模型有三种,而在当今的互联网中最常见的就是关系型数据库和非关系型数据库。
4. 简述数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念
数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念分别回答:
1、数据库:
数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。
数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
2、数据库管理系统:
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。
数据库管理系统对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。
3、数据库系统:
数据库系统DBS(Data
Base
System,简称DBS)通常由软件、数据库和数据管理员组成。
数据库系统是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,也是一个为了实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质
、处理对象和管理系统的集合体。
5. 什么是数据管理系统和数据库应用系统
数据库系统DBS(Data Base System,简称DBS)是一个实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。它通常由软件、数据库和数据管理员组成。其软件主要包括操作系统、各种宿主语言、实用程序以及数据库管理系统。数据库由数据库管理系统统一管理,数据的插入、修改和检索均要通过数据库管理系统进行。数据管理员负责创建、监控和维护整个数据库,使数据能被任何有权使用的人有效使用。数据库管理员一般是由业务水平较高、资历较深的人员担任。
数据库系统的个体含义是指一个具体的数据库管理系统软件和用它建立起来的数据库;它的学科含义是指研究、开发、建立、维护和应用数据库系统所涉及的理论、方法、技术所构成的学科。在这一含义下,数据库系统是软件研究领域的一个重要分支,常称为数据库领域。
数据库系统是为适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理的核心机构。计算机的高速处理能力和大容量存储器提供了实现数据管理自动化的条件。
数据库系统一般由4个部分组成:
①数据库,即存储在磁带、磁盘、光盘或其他外存介质上、按一定结构组织在一起的相关数据的集合。
②数据库管理系统(DBMS)。它是一组能完成描述、管理、维护数据库的程序系统。它按照一种公用的和可控制的方法完成插入新数据、修改和检索原有数据的操作。
③数据库管理员(DBA)。
④用户和应用程序。
对数据库系统的基本要求是:
①能够保证数据的独立性。数据和程序相互独立有利于加快软件开发速度,节省开发费用。
②冗余数据少,数据共享程度高。
③系统的用户接口简单,用户容易掌握,使用方便。
④能够确保系统运行可靠,出现故障时能迅速排除;能够保护数据不受非受权者访问或破坏;能够防止错误数据的产生,一旦产生也能及时发现。
⑤有重新组织数据的能力,能改变数据的存储结构或数据存储位置,以适应用户操作特性的变化,改善由于频繁插入、删除操作造成的数据组织零乱和时空性能变坏的状况。
⑥具有可修改性和可扩充性。
⑦能够充分描述数据间的内在联系。
数据库研究跨越于计算机应用、系统软件和理论三个领域,其中应用促进新系统的研制开发,新系统带来新的理论研究,而理论研究又对前两个领域起着指导作用。数据库系统的出现是计算机应用的一个里程牌,它使得计算机应用从以科学计算为主转向以数据处理为主,并从而使计算机得以在各行各业乃至家庭普遍使用。在它之前的文件系统虽然也能处理持久数据,但是文件系统不提供对任意部分数据的快速访问,而这对数据量不断增大的应用来说是至关重要的。为了实现对任意部分数据的快速访问,就要研究许多优化技术。这些优化技术往往很复杂,是普通用户难以实现的,所以就由系统软件(数据库管理系统)来完成,而提供给用户的是简单易用的数据库语言。由于对数据库的操作都由数据库管理系统完成,所以数据库就可以独立于具体的应用程序而存在,从而数据库又可以为多个用户所共享。因此,数据的独立性和共享性是数据库系统的重要特征。数据共享节省了大量人力物力,为数据库系统的广泛应用奠定了基础。数据库系统的出现使得普通用户能够方便地将日常数据存入计算机并在需要的时候快速访问它们,从而使计算机走出科研机构进入各行各业、进人家庭。
1.1 数据库系统的产生
数据库系统(Data Base System)是在文件系统的基础上发展起来的。
文件系统的主要缺点:
(1)数据的冗余度(rendancy)太大。
(2)数据和应用程序过分相互依赖。
(3)对数据缺乏统一的管理和控制。
数据库系统正是为了解决文件系统的不足,为满足日益发展的数据处理的需要,在文件系统的基础上发展起来的一种理想的数据管理技术。
在数据库技术中,还提供了对数据的安全性、完整性、保密性进行统一控制的数据库管理系统(Data Base Management System, 简称DBMS)。
1.2 数据描述
数据是数据管理技术处理的对象,是对客观事物及其相互联系的一种数据表示方法。
现实世界
客观事物
客观事物及联系
特性
特性定量的描述
特性描述的范围
关于客观事物特性的描述集合
表征某类客观事物
唯一标识客观事物的特性
非唯一标识客观事物的特性
选定的唯一标识客观事物的特性
信息世界
实体:客观事物在信息世界中称为实体
实体模型:反映实体之间联系的称为实体模型
属性:实体具有的各种各样的属性
属性值:区分属性特征的值
域:属性所取值的范围
实体型:由某些属性组成的集合
实体集:同型的实体的集合
数据世界
记录:相应于每一实体的数据
数据模型:相应于信息世界中的实体模型
数据项(字段):属性
数据项的具体取值:
数据项的取值范围:
记录型:实体型
文件:实体集
数据库系统 管理信息系统
将数据库机构分为三级模式,
外模式:对应用户级数据库,是用户看到和允许使用的那部分数据逻辑结构,也称为用户视图。
概念模式:对应概念级模式,是对数据库的整体描述,数据库管理员所看到的数据库,也称为数据库管理员视图。
内模式:对应物理级数据库,是系统程序员看到的数据库,也称系统程序员视图。
数据
数据库管理员的职责
负责数据库系统的设计、建立、管理和维护工作。其具体职责:
(1)组织数据库的职责:在设计和建立数据库中,数据库管理员参与系统分析和系统设计,决定数据库的内容,与用户一起决定子模式,与系统设计者一起确定概念模式,根据用户的应用要求决定数据库的存储结构和存取策略,写出数据库的存储模式,最后将数据库各级源模式装入数据库数据。
(2)整理和重新构造数据库的职责:数据库在运行一段时间后,有新的信息需求或某些数据需要更改,数据库管理员负责数据库的整理和修改,负责模式的修改以及由此引起的数据库的修改
(3)监控职责:在数据库运行期间,为了保证有效地使用数据库管理系统,对用户的使用存取活动引起的破坏必须进行监督,对用户对数据库的使用必须进行统计和记录,
(4)恢复数据库的职责:数据库运行期间,由于硬件和软件的故障会使数据库遭到破坏,必须进行必要的恢复,确定恢复策略。
1.4 数据模型
数据模型是信息模型在数据世界中的表示形式。可将数据模型分为三类: 层次模型、网状模型和关系模型。
(1) 层次模型
特点:
(2)网状模型
特点:
特点:
(4)数据模型间的相互转化
1.5 用户对数据库系统的访问过程
数据库管理系统是数据库系统的核心,对数据库的一切操作,如原始数据的装入、检索、更新、再组织等等,都是在DBMS的指挥、调度下进行的,它是用户与物理数据库之间的桥梁,根据用户的命令对数据库执行必要的操作。
6. 简述数据,数据库,数据库管理系统,数据库系统的概念。
数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念分别回答:
1、数据库:
数据库(database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。
数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
2、数据库管理系统:
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。
数据库管理系统对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。
3、数据库系统:
数据库系统dbs(data
base
system,简称dbs)通常由软件、数据库和数据管理员组成。
数据库系统是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,也是一个为了实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质
、处理对象和管理系统的集合体。
7. 简述数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念
数据库、数据库管理系统和数据库系统的概念分别回答:
1、数据库:
数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。
数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
2、数据库管理系统:
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。
数据库管理系统对数据库进行统一的管理和控制,以保证数据库的安全性和完整性。
3、数据库系统:
数据库系统DBS(Data
Base
System,简称DBS)通常由软件、数据库和数据管理员组成。
数据库系统是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统,也是一个为了实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统,是存储介质
、处理对象和管理系统的集合体。
8. 数据库管理系统有哪些
数据库管理系统软件(DBMS)有哪些呢?目前互联网上常见的数据库管理软件有SYBASE、DB2、ORACLE、MySQL、ACCESS、VisualFoxpro、MSSQLServer、Informix、PostgreSQL这几种。
数据库管理系统软件的种类有很多,常见的也很多,但是针对不同人群的不同需求,常用的数据库管理系统软件也那么三五种:ORACLE、MySQL、ACCESS、MSSQLServer这些是不同领域常用的数据库管理系统软件,下面我们来介绍一下这些软件各自的优势何在。
9. 常见的数据库管理系统软件有哪些
数据库管理系统软件的种类有很多,常用的数据库管理系统软件也那么三五种:ORACLE、MySQL、ACCESS、MS SQL Server这些是不同领域常用的数据库管理系统软件。
1、Oracle
Oracle系统,即是以Oracle关系数据库为数据存储和管理作为构架基础,构建出的数据库管理系统。Oracle,世界第一个支持SQL语言的商业数据库,定位于高端工作站,以及作为服务器的小型计算机。
(9)大型数据存储库和内容管理系统扩展阅读:
数据库管理系统主要功能
1、数据定义:DBMS提供数据定义语言DDL(Data Definition Language),供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的库结构。
2、数据操作:DBMS提供数据操作语言DML(Data Manipulation Language),供用户实现对数据的追加、删除、更新、查询等操作。
3、数据库的运行管理:数据库的运行管理功能是DBMS的运行控制、管理功能,包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复,即保证事务的原子性。这些功能保证了数据库系统的正常运行。