數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Management System,DBMS)是一種操縱和管理數(shù)據(jù)庫的大型軟件，是用于建立、使用和維護(hù)數(shù)據(jù)庫。它對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和控制，以保證數(shù)據(jù)庫的安全性和完整性。用戶通過dbms訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫管理員也通過dbms進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù)工作。它提供多種功能，可使多個應(yīng)用程序和用戶用不同的方法在同時或不同時刻去建立，修改和詢問數(shù)據(jù)庫。它使用戶能方便地定義和操縱數(shù)據(jù)，維護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和完整性，以及進(jìn)行多用戶下的并發(fā)控制和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫。

按功能劃分，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)大致可分為6個部分：

(1)模式翻譯：提供數(shù)據(jù)定義語言(ddl)。用它書寫的數(shù)據(jù)庫模式被翻譯為內(nèi)部表示。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)、完整性約束和物理儲存結(jié)構(gòu)保存在內(nèi)部的數(shù)據(jù)字典中。數(shù)據(jù)庫的各種數(shù)據(jù)操作(如查找、修改、插入和刪除等)和數(shù)據(jù)庫的維護(hù)管理都是以數(shù)據(jù)庫模式為依據(jù)的。

(2)應(yīng)用程序的編譯：把包含著訪問數(shù)據(jù)庫語句的應(yīng)用程序，編譯成在dbms支持下可運行的目標(biāo)程序。

(3)交互式查詢：提供易使用的交互式查詢語言，如sql。dbms負(fù)責(zé)執(zhí)行查詢命令，并將查詢結(jié)果顯示在屏幕上。

(4)數(shù)據(jù)的組織與存取：提供數(shù)據(jù)在外圍儲存設(shè)備上的物理組織與存取方法。

⑸事務(wù)運行管理：提供事務(wù)運行管理及運行日志，事務(wù)運行的安全性監(jiān)控和數(shù)據(jù)完整性檢查，事務(wù)的并發(fā)控制及系統(tǒng)恢復(fù)等功能。

(6)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)：為數(shù)據(jù)庫管理員提供軟件支持，包括數(shù)據(jù)安全控制、完整性保障、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫重組以及性能監(jiān)控等維護(hù)工具。

基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已日臻完善，并已作為商品化軟件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。它在各戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的分布式多用戶環(huán)境中的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展。隨著新型數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)管理的實現(xiàn)技術(shù)的推進(jìn)，可以預(yù)期dbms軟件的性能還將更新和完善，應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步地拓寬。

它所提供的功能有以下幾項：

（1）數(shù)據(jù)定義功能。DBMS提供相應(yīng)數(shù)據(jù)語言來定義（DDL）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，它們是刻畫數(shù)據(jù)庫框架，并被保存在數(shù)據(jù)字典中。

（2）數(shù)據(jù)存取功能。DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML），實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的基本存取操作：檢索，插入，修改和刪除。

（3）數(shù)據(jù)庫運行管理功能。DBMS提供數(shù)據(jù)控制功能，即是數(shù)據(jù)的安全性、完整性和并發(fā)控制等對數(shù)據(jù)庫運行進(jìn)行有效地控制和管理，以確保數(shù)據(jù)正確有效。

（4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝入，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組織，系統(tǒng)性能監(jiān)視、分析等功能。

（5）數(shù)據(jù)庫的傳輸。DBMS提供處理數(shù)據(jù)的傳輸，實現(xiàn)用戶程序與DBMS之間的通信，通常與操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成。

根據(jù)處理對象的不同，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由高級到低級依次為應(yīng)用層、語言翻譯處理層、數(shù)據(jù)存取層、數(shù)據(jù)存儲層、操作系統(tǒng)。

（1）應(yīng)用層。應(yīng)用層是DBMS與終端用戶和應(yīng)用程序的界面層，處理的對象是各種各樣的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。

（2）語言翻譯處理層。語言翻譯處理層是對數(shù)據(jù)庫語言的各類語句進(jìn)行語法分析、視圖轉(zhuǎn)換、授權(quán)檢查、完整性檢查等。

（3）數(shù)據(jù)存取層。數(shù)據(jù)存取層處理的對象是單個元組，它將上層的集合操作轉(zhuǎn)換為單記錄操作。

（4）數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)存儲層處理的對象是數(shù)據(jù)頁和系統(tǒng)緩沖區(qū)。

（5）操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是DBMS的基礎(chǔ)。操作系統(tǒng)提供的存取原語和基本的存取方法通常是作為和DBMS存儲層的接口。

數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展大致經(jīng)歷了人工管理階段（20世紀(jì)50年代中期前）、文件系統(tǒng)階段（20世紀(jì)50年代后期到60年代中期）、數(shù)據(jù)庫階段（20世紀(jì)60年代末到70年代末）和高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段（20世紀(jì)80年代初開始）。

數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)的集合。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是一種負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫的定義、建立、操作、管理和維護(hù)的軟件系統(tǒng)。其目的是保證數(shù)據(jù)安全可靠，提高數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的簡明性和方便性。DBMS的工作機理是把用戶對數(shù)據(jù)的操作轉(zhuǎn)化為對系統(tǒng)存儲文件的操作，有效地實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫3級之間的轉(zhuǎn)化。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的主要職能有數(shù)據(jù)庫的定義和建立、數(shù)據(jù)庫的操作、數(shù)據(jù)庫的控制、數(shù)據(jù)庫的維護(hù)、故障恢復(fù)和數(shù)據(jù)通信。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DBS）是實現(xiàn)有組織地、動態(tài)地存儲大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)方便多用戶訪問的計算機軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)。一個典型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫、硬件、軟件（應(yīng)用程序）和數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）4個部分。根據(jù)計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，DBS可分成集中式、客戶/服務(wù)器式、并行式和分布式4種。

與文件系統(tǒng)階段相比，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的數(shù)據(jù)管理方式具有以下特點。

（1）采用復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)冗余小，易擴(kuò)充，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

（2）具有較高的數(shù)據(jù)和程序獨立性，數(shù)據(jù)庫的獨立性有物理獨立性和邏輯獨立性。

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。

（4）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供4個方面的數(shù)據(jù)控制功能，分別是并發(fā)控制、恢復(fù)、完整性和安全性。數(shù)據(jù)庫中各個應(yīng)用程序所使用的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定，按照一定的數(shù)據(jù)模型組織和建立，由系統(tǒng)統(tǒng)一管理和集中控制。

（5）增加了系統(tǒng)的靈活性。

高級數(shù)據(jù)庫技術(shù)階段的主要標(biāo)志是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的出現(xiàn)。

集中式系統(tǒng)的弱點是隨著數(shù)據(jù)量的增加，系統(tǒng)相當(dāng)龐大、操作復(fù)雜、開銷大，而且因為數(shù)據(jù)集中存儲，大量的通信都要通過主機，造成擁擠。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點是數(shù)據(jù)在物理上分散存儲，在邏輯上是統(tǒng)一的。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的多數(shù)處理就地完成，各地的計算機由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)系。

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要特點是具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性和繼承性，提高了軟件的可重用性。

從目前的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來看，主要存在以下缺點。

（1）采用靜態(tài)數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)類型和操作簡單、固定，只能處理短壽命事務(wù)。

（2）不能適應(yīng)計算機輔助設(shè)計、計算機輔助軟件工程、圖像處理、超文本和多媒體等新的應(yīng)用。

數(shù)據(jù)庫的未來發(fā)展趨勢如下：

（1）分布式數(shù)據(jù)管理。

（2）支持面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。

（3）體系結(jié)構(gòu)適應(yīng)功能擴(kuò)展，能處理復(fù)雜數(shù)據(jù)類型和長壽命事務(wù)，能和以前的數(shù)據(jù)庫共存。

（4）數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他學(xué)科相結(jié)合（分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫、Internet數(shù)據(jù)庫、知識庫、演繹數(shù)據(jù)庫和主動數(shù)據(jù)庫）。

選擇數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時應(yīng)從以下幾個方面予以考慮：

(1) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的難易程度。

需要分析數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有沒有范式的要求，即是否必須按照系統(tǒng)所規(guī)定的數(shù)據(jù)模型分析現(xiàn)實世界，建立相應(yīng)的模型；數(shù)據(jù)庫管理語句是否符合國際標(biāo)準(zhǔn)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)則便于系統(tǒng)的維護(hù)、開發(fā)、移植；有沒有面向用戶的易用的開發(fā)工具；所支持的數(shù)據(jù)庫容量，數(shù)據(jù)庫的容量特性決定了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用范圍。

(2) 程序開發(fā)的難易程度。

有無計算機輔助軟件工程工具CASE——計算機輔助軟件工程工具可以幫助開發(fā)者根據(jù)軟件工程的方法提供各開發(fā)階段的維護(hù)、編碼環(huán)境，便于復(fù)雜軟件的開發(fā)、維護(hù)。有無第四代語言的開發(fā)平臺——第四代語言具有非過程語言的設(shè)計方法，用戶不需編寫復(fù)雜的過程性代碼，易學(xué)、易懂、易維護(hù)。有無面向?qū)ο蟮脑O(shè)計平臺——面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想十分接近人類的邏輯思維方式，便于開發(fā)和維護(hù)。對多媒體數(shù)據(jù)類型的支持 ——多媒體數(shù)據(jù)需求是今后發(fā)展的趨勢，支持多媒體數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必將減少應(yīng)用程序的開發(fā)和維護(hù)工作。

(3) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能分析。

包括性能評估（響應(yīng)時間、數(shù)據(jù)單位時間吞吐量）、性能監(jiān)控（內(nèi)外存使用情況、系統(tǒng)輸入/輸出速率、SQL語句的執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫元組控制）、性能管理（參數(shù)設(shè)定與調(diào)整）。

(4) 對分布式應(yīng)用的支持。

包括數(shù)據(jù)透明與網(wǎng)絡(luò)透明程度。數(shù)據(jù)透明是指用戶在應(yīng)用中不需指出數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的什么節(jié)點上，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以自動搜索網(wǎng)絡(luò)，提取所需數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)透明是指用戶在應(yīng)用中無需指出網(wǎng)絡(luò)所采用的協(xié)議。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)自動將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)。

(5) 并行處理能力。

支持多CPU模式的系統(tǒng)（SMP，CLUSTER，MPP），負(fù)載的分配形式，并行處理的顆粒度、范圍。

(6) 可移植性和可括展性。

可移植性指垂直擴(kuò)展和水平擴(kuò)展能力。垂直擴(kuò)展要求新平臺能夠支持低版本的平臺，數(shù)據(jù)庫客戶機/ 服務(wù)器機制支持集中式管理模式，這樣保證用戶以前的投資和系統(tǒng)；水平擴(kuò)展要求滿足硬件上的擴(kuò)展，支持從單CPU模式轉(zhuǎn)換成多CPU并行機模式（ SMP, CLUSTER, MPP）

(7) 數(shù)據(jù)完整性約束。

數(shù)據(jù)完整性指數(shù)據(jù)的正確性和一致性保護(hù)，包括實體完整性、參照完整性、復(fù)雜的事務(wù)規(guī)則。

(8) 并發(fā)控制功能。

對于分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并發(fā)控制功能是必不可少的。因為它面臨的是多任務(wù)分布環(huán)境，可能會有多個用戶點在同一時刻對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行讀或?qū)懖僮?，為了保證數(shù)據(jù)的一致性，需要由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的并發(fā)控制功能來完成。評價并發(fā)控制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從下面幾方面加以考慮：

保證查詢結(jié)果一致性方法

數(shù)據(jù)鎖的顆粒度（數(shù)據(jù)鎖的控制范圍，表、頁、元組等）

數(shù)據(jù)鎖的升級管理功能

死鎖的檢測和解決方法

(9) 容錯能力。

異常情況下對數(shù)據(jù)的容錯處理。評價標(biāo)準(zhǔn)：硬件的容錯，有無磁盤鏡象處理功能軟件的容錯，有無軟件方法異常情況的容錯功能

(10) 安全性控制

包括安全保密的程度（帳戶管理、用戶權(quán)限、網(wǎng)絡(luò)安全控制、數(shù)據(jù)約束）

(11) 支持漢字處理能力

包括數(shù)據(jù)庫描述語言的漢字處理能力（表名、域名、數(shù)據(jù)）和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具對漢字的支持能力。

(12)當(dāng)突然停電、出現(xiàn)硬件故障、軟件失效、病毒或嚴(yán)重錯誤操作時，系統(tǒng)應(yīng)提供恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的功能，如定期轉(zhuǎn)存、恢復(fù)備份、回滾等，使系統(tǒng)有能力將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到損壞到以前的狀態(tài)。

Oracle

Oracle是一個最早商品化的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，也是應(yīng)用廣泛、功能強大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Oracle作為一個通用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不僅具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，還是一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持各種分布式功能，特別是支持 Internet應(yīng)用。作為一個應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，Oracle提供了一套界面友好、功能齊全的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。Oracle使用PL/SQL語言執(zhí)行各種操作，具有可開放性、可移植性、可伸縮性等功能。特別是在Oracle 8i中，支持面向?qū)ο蟮墓δ?，如支持類、方法、屬性等，使得Oracle 產(chǎn)品成為一種對象/關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。目前最新版本是Oracle 11g。

PostgreSQL

PostgreSQL 是一個自由的對象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)），它在靈活的 BSD-風(fēng)格許可證下發(fā)行。它在其他開放源代碼數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（比如 MySQL 和 Firebird），和專有系統(tǒng)比如 Oracle、Sybase、IBM 的 DB2 和 Microsoft SQL Server之外，為用戶又提供了一種選擇。

Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server是一種典型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。可以在許多操作系統(tǒng)上運行，它使用Transact-SQL語言完成數(shù)據(jù)操作。由于Microsoft SQL Server是開放式的系統(tǒng)，其它系統(tǒng)可以與它進(jìn)行完好的交互操作。目前最新版本的產(chǎn)品為Microsoft SQL Server 2008，它具有可靠性、可伸縮性、可用性、可管理性等特點，為用戶提供完整的數(shù)據(jù)庫解決方案。

Microsoft Access

作為Microsoft Office組件之一的Microsoft Access是在Windows環(huán)境下非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。使用Microsoft Access無需編寫任何代碼，只需通過直觀的可視化操作就可以完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理任務(wù)。在Microsoft Access數(shù)據(jù)庫中，包括許多組成數(shù)據(jù)庫的基本要素。這些要素是存儲信息的表、顯示人機交互界面的窗體、有效檢索數(shù)據(jù)的查詢、信息輸出載體的報表、提高應(yīng)用效率的宏、功能強大的模塊工具等。它不僅可以通過ODBC與其它數(shù)據(jù)庫相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享，還可以與Word、Excel等辦公軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，并且通過對象鏈接與嵌入技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中嵌入和鏈接聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)。