浅谈数据库连接
孙凯+肖偲迪+陈冉
摘 要：数据库系统是作为商业数据计算机化管理的早期方法而产生的，设计数据库系统的目的是为了管理大量信息。对数据的管理既涉及信息存储结构的定义，又涉及信息操作机制的提供。如今，数据库已经成为所有企业不可或缺的组成部分。自动提款机的出现使用户可以直接和数据库进行交互。计算机的电话界面也使得用户可以直接和数据进行交互。数据库的研发和使用极大地紧密了我们与数据的联系。本文主要从数据模型、系统结构和数据库设计三个方面进行分析。
关键词：数据库；模型；设计
1 数据模型
数据模型是一种基于数据库的模型，它是对现实世界数据特征的抽象。数据模型能够较真实地模拟现实世界，容易被人们理解，数据数模型能够在计算机上方便地实现。数据模型实际上是模型化数据和信息的工具。根据模型的目的，可以将模型分为概念层数据模型和组织层数据模型。
概念层数据模型是从数据的应用语义视角来抽取模型并按照用户的观点对数据和信息进行模拟的，这类模型主要用于数据库的设计阶段。反映了现实系统中有价值的信息结构。概念数据模型用于对信息世界的建模，是现实到信息的第一层抽象，它能简单、清晰的被用户理解。常用的概念层数模型有实体-联系模型、语义对象模型，其中，实体-联系模型所描述的现实世界的信息是企业模式。采用E-R方法对数据进行模拟，这是目前描述信息结构最常用的方法。
组织层数据模型是从数据的组织形式来描述信息，目前，在数据库技术的发展中，主要使用层次模型、网状模型、关系模型和面向对象模型四种，而关系模型是重要的一种数据结构。关系模型的数据结构包括关系、元组、属性、主键几个关键要素。关系模型的数据操作随想是集合，不管是操作的数据还是结果都以表的形式存在。关系模型的数据操作主要包括四种：查询、插入、删除和修改数据。关系模型的数据完整性约束是指存储的数据是有意义的或正确的，它的数据完整性约束条件主要有实体完整性、参照完整性和用户定义的完整性。实体完整性指的是关系数据库中所有的表都必須有主键；参照完整性是描述实体间的联系的；用户定义的完整性是针对某一具体应用领域定义的数据约束条件。
2 数据库系统结构
从数据库管理角度看，数据库通常采用三级模式结构。从最终角度看，数据库系统的结构分为集中式结构、文件服务器结构和客户/服务器结构等。
模式是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述，它仅仅涉及型的描述，并没有具体的值。三级模式结构是指系统的外模式、模式和内模式。内模式是数据的物理存储，表示了整个数据库的最底层；外模式是用户所看到的数据视图。它是对现实系统中感兴趣的整体数据结构的局部描述，用于满足不同数据库用户需求的数据视图。数据库用户能够看见和使用局部数据的逻辑结构。模式是介于内模式和外模式之间的，是数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述。概念模式表示数据库中的全部信息，它是数据库系统结构的中间层，不涉及数据的物理存储细节和硬件环境。在这里简要说明一下三级模式结构：第一，关系数据库中的模式一定是关系的，在该层可见的实体是关系的表和关系的操作符。第二，外模式是接近关系的，它的内容来自模式。比如记录学生的姓名、性别就是一个外模式。第三，内模式不是关系的，它主要关注的是用户的数据视图。
3 数据库设计
数据库设计，是指利用现有的数据管理系统针对具体的应用对象构建适合的数据库模式，建立数据及其应用系统，能够有效地收集、存储、操作和管理数据。从本质上讲，数据库设计是将数据库系统与现实世界进行密切联系的过程。数据库设计的工作量大。涉及的范围很广。需求分析、结构设计、数据库的实施和为维护，是数据库设计的三大步骤。
需求分析主要是收集信息并进行分析和整理，为后续的各个阶段提供充足的信息，这是整个设计过程的基础，也是最耗时间的步骤。利用信息需求定义设计数据库系统得到的所有信息，明确所需要的数据，处理需求定义系统数据处理的操作功能，描述操作的优先次序。安全性要求描述系统中不同用户对数据库的使用和操作情况，完整性要求描述数据之间的关联关系和数据的范围。基于以上几点，可以更快、更好地完成需求分析。
结构设计是在数据库需求分析的基础上，逐步形成对数据库概念、逻辑、物理结构的描述。概念结构设计的重点是信息结构的设计，它将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构，独立于逻辑结构设计和数据库管理系统。逻辑结构设计的内容是将概念设计中的基本E-R模型转换为具体的组织数据模型，并对组织层数数据模型进行优化。物理结构设计是对已经确定的数据库逻辑结构，以较优的存储结构、数据存取路径、位置为设计原则，设计出高效的、可实现的物理数据结构。
数据库的运行和维护主要有四个方面：第一，数据库的备份和恢复，对数据库进行定期的备份能及时恢复出现故障的数据库资料。第二，数据库的安全性和完整性控制。第三，监视、分析、调整数据性能。第四，数据库的重组。
随着信息管理水平的提高，信息已成为企业的重要资源和财富。而作为管理信息的数据库技术也得到了极大的应用发展。到今天，数据库技术已经发展成为一门比较成熟的技术，访问数据库已经成为每个人生活中不可或缺的一部分。当然，在数据库技术的运行维护方面还需我们继续努力，使数据库技术为每一个用户带来便利。
参考文献：
[1] 王珊，萨师煊.数据库系统概论[M].北京：高等教育出版社，2006.
[2] 何玉洁.数据库原理与应用教程[M].北京：机械工业出版社，2001.
[3] 邹建. SQL Server 2000开发与管理应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2005.
