1.2 数据库技术几个关键问题的讨论

本节主要探讨数据库技术中的几个关键问题,它们是:

(1)数据库技术的研究对象——数据;

(2)数据库技术的研究内容——数据管理;

(3)数据库技术的研究目标——数据应用;

(4)数据库技术的研究基础——数据理论。

下面分四个小节分别介绍。

1.2.1 数据库技术的研究对象——数据

我们知道,计算机科学是研究计算过程的学科,在计算过程中有两个基本要素,那就是程序与数据。程序不断地对数据进行加工形成一个“计算过程”,在此过程中数据是程序的加工对象。在计算开始时即有一些数据供程序加工使用,称初始数据;在计算结束后获得程序加工的最终数据,称为结果数据。因此,一个计算过程即程序对数据进行不断加工的过程,由初始数据开始而至结果数据结束,而结果数据即计算的最终目标。

由此可以看出,计算过程实际上是程序与数据不断交互作用的过程。程序与数据构成了计算过程的基本核心。因此,计算机学科大都是围绕这两个部分进行研究的,从而出现很多学科分支专门研究程序或数据,其中专门研究数据的有“数据结构”“文件系统”“数据库技术”“数据仓库技术”“Web技术”及近期出现的“大数据技术”等。

在众多研究数据的分支学科中,其研究是按数据的不同性质而有不同分工的。其中数据库技术所研究的是具有共享的、持久的及海量的“数据”,这些性质的数据应用面大、使用面广,是多种研究数据分支中最重要的一门学科。因此说,数据库技术是以数据为研究对象的一门重要的学科。

1.2.2 数据库技术的研究内容——数据管理

数据管理是数据库技术研究的主要内容,它有两个层面:一是低层次的管理,即数据库的操作管理;二是高层次管理,即数据库的开发管理。下面对这两种管理分别作介绍。

1.数据库的操作管理——数据库管理系统

数据库的操作管理是数据管理中的一种低级别管理,它可由一组软件即数据库管理系统负责实现,为便于操作,还提供一套完整的标准化语言供用户使用,这种语言称SQL。

2.数据库的开发管理——数据库管理员

数据库的开发管理也称数据库管理,它是数据库中高层次的管理,它主要用于数据库生成运行及维护的管理,这是一种复杂的、高智能的管理,它由熟悉数据库技术的专门人员负责管理,此类人员称为数据库管理员。

1.2.3 数据库技术的研究目标——数据应用

研究数据库技术的目标是应用,即将数据库应用于各实际领域中。从技术角度看,数据应用的技术称数据工程,它是软件工程在数据领域中的扩充与延伸,它包括如下一些内容:

(1)数据库设计;

(2)数据库管理,包括数据库生成与数据库运行维护;

(3)数据库操作与编程;

(4)数据库应用系统开发;

(5)数据库应用新门类。即数据库应用系统与各不同应用领域相结合所产生的新的应用门类。

1.2.4 数据库技术的研究基础——数据理论

为研究数据库技术必须有一些必要的基础理论,从目前看来即数据理论。数据理论为研究数据库技术提供必要的支撑与帮助。数据理论的内容有很多,目前与数据库有关的常用理论有:

(1)数据模型理论;

(2)数据规范化理论;

(3)数据查询优化理论;

(4)数据理论基础;

(5)数据库数学理论。包括支撑数据理论的数学理论,如图论、代数理论、关系理论、数理逻辑,以及由它们所延伸出的如关系代数、关系演算等理论。