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

按功能劃分，數據庫管理系統(tǒng)大致可分為6個部分：

(1)模式翻譯：提供數據定義語言(ddl)。用它書寫的數據庫模式被翻譯為內部表示。數據庫的邏輯結構、完整性約束和物理儲存結構保存在內部的數據字典中。數據庫的各種數據操作(如查找、修改、插入和刪除等)和數據庫的維護管理都是以數據庫模式為依據的。

(2)應用程序的編譯：把包含著訪問數據庫語句的應用程序，編譯成在dbms支持下可運行的目標程序。

(3)交互式查詢：提供易使用的交互式查詢語言，如sql。dbms負責執(zhí)行查詢命令，并將查詢結果顯示在屏幕上。

(4)數據的組織與存?。禾峁祿谕鈬鷥Υ嬖O備上的物理組織與存取方法。

⑸事務運行管理：提供事務運行管理及運行日志，事務運行的安全性監(jiān)控和數據完整性檢查，事務的并發(fā)控制及系統(tǒng)恢復等功能。

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

基于關系模型的數據庫管理系統(tǒng)已日臻完善，并已作為商品化軟件廣泛應用于各行各業(yè)。它在各戶服務器結構的分布式多用戶環(huán)境中的應用，使數據庫系統(tǒng)的應用進一步擴展。隨著新型數據模型及數據管理的實現技術的推進，可以預期dbms軟件的性能還將更新和完善，應用領域也將進一步地拓寬。

它所提供的功能有以下幾項：

（1）數據定義功能。DBMS提供相應數據語言來定義（DDL）數據庫結構，它們是刻畫數據庫框架，并被保存在數據字典中。

（2）數據存取功能。DBMS提供數據操縱語言（DML），實現對數據庫數據的基本存取操作：檢索，插入，修改和刪除。

（3）數據庫運行管理功能。DBMS提供數據控制功能，即是數據的安全性、完整性和并發(fā)控制等對數據庫運行進行有效地控制和管理，以確保數據正確有效。

（4）數據庫的建立和維護功能。包括數據庫初始數據的裝入，數據庫的轉儲、恢復、重組織，系統(tǒng)性能監(jiān)視、分析等功能。

（5）數據庫的傳輸。DBMS提供處理數據的傳輸，實現用戶程序與DBMS之間的通信，通常與操作系統(tǒng)協(xié)調完成。

根據處理對象的不同，數據庫管理系統(tǒng)的層次結構由高級到低級依次為應用層、語言翻譯處理層、數據存取層、數據存儲層、操作系統(tǒng)。

（1）應用層。應用層是DBMS與終端用戶和應用程序的界面層，處理的對象是各種各樣的數據庫應用。

（2）語言翻譯處理層。語言翻譯處理層是對數據庫語言的各類語句進行語法分析、視圖轉換、授權檢查、完整性檢查等。

（3）數據存取層。數據存取層處理的對象是單個元組，它將上層的集合操作轉換為單記錄操作。

（4）數據存儲層。數據存儲層處理的對象是數據頁和系統(tǒng)緩沖區(qū)。

（5）操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是DBMS的基礎。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。

數據管理技術的發(fā)展大致經歷了人工管理階段（20世紀50年代中期前）、文件系統(tǒng)階段（20世紀50年代后期到60年代中期）、數據庫階段（20世紀60年代末到70年代末）和高級數據庫技術階段（20世紀80年代初開始）。

數據庫是長期存儲在計算機內的、有組織的、可共享的數據的集合。

數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）是一種負責數據庫的定義、建立、操作、管理和維護的軟件系統(tǒng)。其目的是保證數據安全可靠，提高數據庫應用的簡明性和方便性。DBMS的工作機理是把用戶對數據的操作轉化為對系統(tǒng)存儲文件的操作，有效地實現數據庫3級之間的轉化。數據庫管理系統(tǒng)的主要職能有數據庫的定義和建立、數據庫的操作、數據庫的控制、數據庫的維護、故障恢復和數據通信。

數據庫系統(tǒng)（DBS）是實現有組織地、動態(tài)地存儲大量關聯(lián)數據方便多用戶訪問的計算機軟件、硬件和數據資源組成的系統(tǒng)。一個典型的數據庫系統(tǒng)包括數據庫、硬件、軟件（應用程序）和數據庫管理員（DBA）4個部分。根據計算機的系統(tǒng)結構，DBS可分成集中式、客戶/服務器式、并行式和分布式4種。

與文件系統(tǒng)階段相比，數據庫技術的數據管理方式具有以下特點。

（1）采用復雜的數據模型表示數據結構，數據冗余小，易擴充，實現了數據共享。

（2）具有較高的數據和程序獨立性，數據庫的獨立性有物理獨立性和邏輯獨立性。

（3）數據庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。

（4）數據庫系統(tǒng)提供4個方面的數據控制功能，分別是并發(fā)控制、恢復、完整性和安全性。數據庫中各個應用程序所使用的數據由數據庫系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)定，按照一定的數據模型組織和建立，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。

高級數據庫技術階段的主要標志是分布式數據庫系統(tǒng)和面向對象數據庫系統(tǒng)的出現。

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

面向對象數據庫系統(tǒng)是面向對象的程序設計技術與數據庫技術相結合的產物。面向對象數據庫系統(tǒng)的主要特點是具有面向對象技術的封裝性和繼承性，提高了軟件的可重用性。

從目前的數據庫系統(tǒng)來看，主要存在以下缺點。

（1）采用靜態(tài)數據模型，數據類型和操作簡單、固定，只能處理短壽命事務。

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

數據庫的未來發(fā)展趨勢如下：

（1）分布式數據管理。

（2）支持面向對象的數據模型。

（3）體系結構適應功能擴展，能處理復雜數據類型和長壽命事務，能和以前的數據庫共存。

（4）數據庫技術與其他學科相結合（分布式數據庫、并行數據庫、多媒體數據庫、Internet數據庫、知識庫、演繹數據庫和主動數據庫）。

選擇數據庫管理系統(tǒng)時應從以下幾個方面予以考慮：

(1) 構造數據庫的難易程度。

需要分析數據庫管理系統(tǒng)有沒有范式的要求，即是否必須按照系統(tǒng)所規(guī)定的數據模型分析現實世界，建立相應的模型；數據庫管理語句是否符合國際標準，符合國際標準則便于系統(tǒng)的維護、開發(fā)、移植；有沒有面向用戶的易用的開發(fā)工具；所支持的數據庫容量，數據庫的容量特性決定了數據庫管理系統(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)者根據軟件工程的方法提供各開發(fā)階段的維護、編碼環(huán)境，便于復雜軟件的開發(fā)、維護。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計方法，用戶不需編寫復雜的過程性代碼，易學、易懂、易維護。有無面向對象的設計平臺——面向對象的設計思想十分接近人類的邏輯思維方式，便于開發(fā)和維護。對多媒體數據類型的支持 ——多媒體數據需求是今后發(fā)展的趨勢，支持多媒體數據類型的數據庫管理系統(tǒng)必將減少應用程序的開發(fā)和維護工作。

(3) 數據庫管理系統(tǒng)的性能分析。

包括性能評估（響應時間、數據單位時間吞吐量）、性能監(jiān)控（內外存使用情況、系統(tǒng)輸入/輸出速率、SQL語句的執(zhí)行，數據庫元組控制）、性能管理（參數設定與調整）。

(4) 對分布式應用的支持。

包括數據透明與網絡透明程度。數據透明是指用戶在應用中不需指出數據在網絡中的什么節(jié)點上，數據庫管理系統(tǒng)可以自動搜索網絡，提取所需數據；網絡透明是指用戶在應用中無需指出網絡所采用的協(xié)議。數據庫管理系統(tǒng)自動將數據包轉換成相應的協(xié)議數據。

(5) 并行處理能力。

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

(6) 可移植性和可括展性。

可移植性指垂直擴展和水平擴展能力。垂直擴展要求新平臺能夠支持低版本的平臺，數據庫客戶機/ 服務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)；水平擴展要求滿足硬件上的擴展，支持從單CPU模式轉換成多CPU并行機模式（ SMP, CLUSTER, MPP）

(7) 數據完整性約束。

數據完整性指數據的正確性和一致性保護，包括實體完整性、參照完整性、復雜的事務規(guī)則。

(8) 并發(fā)控制功能。

對于分布式數據庫管理系統(tǒng)，并發(fā)控制功能是必不可少的。因為它面臨的是多任務分布環(huán)境，可能會有多個用戶點在同一時刻對同一數據進行讀或寫操作，為了保證數據的一致性，需要由數據庫管理系統(tǒng)的并發(fā)控制功能來完成。評價并發(fā)控制的標準應從下面幾方面加以考慮：

保證查詢結果一致性方法

數據鎖的顆粒度（數據鎖的控制范圍，表、頁、元組等）

數據鎖的升級管理功能

死鎖的檢測和解決方法

(9) 容錯能力。

異常情況下對數據的容錯處理。評價標準：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、用戶權限、網絡安全控制、數據約束）

(11) 支持漢字處理能力

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

(12)當突然停電、出現硬件故障、軟件失效、病毒或嚴重錯誤操作時，系統(tǒng)應提供恢復數據庫的功能，如定期轉存、恢復備份、回滾等，使系統(tǒng)有能力將數據庫恢復到損壞到以前的狀態(tài)。

Oracle

Oracle是一個最早商品化的關系型數據庫管理系統(tǒng)，也是應用廣泛、功能強大的數據庫管理系統(tǒng)。Oracle作為一個通用的數據庫管理系統(tǒng)，不僅具有完整的數據管理功能，還是一個分布式數據庫系統(tǒng)，支持各種分布式功能，特別是支持 Internet應用。作為一個應用開發(fā)環(huán)境，Oracle提供了一套界面友好、功能齊全的數據庫開發(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，支持面向對象的功能，如支持類、方法、屬性等，使得Oracle 產品成為一種對象/關系型數據庫管理系統(tǒng)。目前最新版本是Oracle 11g。

PostgreSQL

PostgreSQL 是一個自由的對象-關系數據庫服務器（數據庫管理系統(tǒng)），它在靈活的 BSD-風格許可證下發(fā)行。它在其他開放源代碼數據庫系統(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是一種典型的關系型數據庫管理系統(tǒng)?？梢栽谠S多操作系統(tǒng)上運行，它使用Transact-SQL語言完成數據操作。由于Microsoft SQL Server是開放式的系統(tǒng)，其它系統(tǒng)可以與它進行完好的交互操作。目前最新版本的產品為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據庫解決方案。

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據庫管理系統(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數據管理任務。在Microsoft Access數據庫中，包括許多組成數據庫的基本要素。這些要素是存儲信息的表、顯示人機交互界面的窗體、有效檢索數據的查詢、信息輸出載體的報表、提高應用效率的宏、功能強大的模塊工具等。它不僅可以通過ODBC與其它數據庫相連，實現數據交換和共享，還可以與Word、Excel等辦公軟件進行數據交換和共享，并且通過對象鏈接與嵌入技術在數據庫中嵌入和鏈接聲音、圖像等多媒體數據。