在信息管理中的應(yīng)用

1、淺談計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理中的應(yīng)用【摘要】: 將計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用于信息管理有利于提高信息管理的科學(xué)性和 現(xiàn)代性，有利于提高信息管理的效率。本文探討了計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 的特點以及在信息管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，對改進信息管理、提高信息管 理效率有一定的指導(dǎo)意義。Abstract: The computer database system used in information management will help improve information management in science and modernity, will help improve the efficiency

2、of information management. This article discusses the characteristics of computer database systems and information management application status, for improving information management, improve the efficiency of information management has some significance.【關(guān)鍵詞】 : 計算機數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；信息管理【正文】 :一、計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)計算機數(shù)

3、據(jù)庫 (Database)是存儲在計算機內(nèi)， 為達到一定的目的而組織起來 的有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù) (記錄、文件等 )的集合。數(shù)據(jù)庫技術(shù)所研究的問題是如何科學(xué) 的組織和儲存數(shù)據(jù)，如何高效的處理數(shù)據(jù)以獲取其內(nèi)在的信息，數(shù)據(jù)庫技術(shù)是 數(shù)據(jù)管理的最新技術(shù)，是當(dāng)代計算機系統(tǒng)的主要組成部分。二、計算機數(shù)據(jù)庫的發(fā)展階段計算機數(shù)據(jù)庫的管理方法是不斷發(fā)展的，至今大致經(jīng)歷了三個階段：人工 管理階段、文件系統(tǒng)階段、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段、高級數(shù)據(jù)庫階段。1人工管理階段50年代中期之前，計算機的軟硬件均不完善。硬件存儲設(shè)備只有磁帶、卡 片和紙帶，軟件方面還沒有操作系統(tǒng)，當(dāng)時的計算機主要用于科學(xué)計算。這個 階段由于還沒有軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)

4、進行管理，程序員在程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的 邏輯結(jié)構(gòu)，還要設(shè)計其物理結(jié)構(gòu)，包括存儲結(jié)構(gòu)、存取方法、輸入輸出方式等。 當(dāng)數(shù)據(jù)的物理組織或存儲設(shè)備改變時，用戶程序就必須重新編制。由于數(shù)據(jù)的 組織面向應(yīng)用，不同的計算程序之間不能共享數(shù)據(jù)，使得不同的應(yīng)用之間存在 大量的重復(fù)數(shù)據(jù)，很難維護應(yīng)用程序之間數(shù)據(jù)的一致性。這一階段的主要特征可歸納為如下幾點：* 計算機中沒有支持數(shù)據(jù)管理的軟件。* 數(shù)據(jù)組織面向應(yīng)用，數(shù)據(jù)不能共享，數(shù)據(jù)重復(fù)。* 在程序中要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)與程序不獨立。* 數(shù)據(jù)處理方式批處理。2文件系統(tǒng)階段 這一階段的主要標志是計算機中有了專門管理數(shù)據(jù)庫的軟件操作系統(tǒng) （文件管理）。

5、上世紀 50 年代中期到 60 年代中期，由于計算機大容量存儲設(shè)備 （如硬盤） 的出現(xiàn)，推動了軟件技術(shù)的發(fā)展，而操作系統(tǒng)的出現(xiàn)標志著數(shù)據(jù)管理步入一個 新的階段。在文件系統(tǒng)階段，數(shù)據(jù)以文件為單位存儲在外存，且由操作系統(tǒng)統(tǒng) 一管理。操作系統(tǒng)為用戶使用文件提供了友好界面。文件的邏輯結(jié)構(gòu)與物理結(jié) 構(gòu)脫鉤，程序和數(shù)據(jù)分離，使數(shù)據(jù)與程序有了一定的獨立性。用戶的程序與數(shù) 據(jù)可分別存放在外存儲器上，各個應(yīng)用程序可以共享一組數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了以文件 為單位的數(shù)據(jù)共享。但由于數(shù)據(jù)的組織仍然是面向程序，所以存在大量的數(shù)據(jù)冗余。而且數(shù)據(jù) 的邏輯結(jié)構(gòu)不能方便地修改和擴充，數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)的每一點微小改變都會影響 到應(yīng)用程序。由于

6、文件之間互相獨立，因而它們不能反映現(xiàn)實世界中事物之間 的聯(lián)系，操作系統(tǒng)不負責(zé)維護文件之間的聯(lián)系信息。如果文件之間有內(nèi)容上的 聯(lián)系，那也只能由應(yīng)用程序去處理。3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段 60年代后，隨著計算機在數(shù)據(jù)管理領(lǐng)域的普遍應(yīng)用，人們對數(shù)據(jù)管理技術(shù) 提出了更高的要求：希望面向企業(yè)或部門，以數(shù)據(jù)為中心組織數(shù)據(jù)，減少數(shù)據(jù) 的冗余，提供更高的數(shù)據(jù)共享能力，同時要求程序和數(shù)據(jù)具有較高的獨立性， 當(dāng)數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變時，不涉及數(shù)據(jù)的物理結(jié)構(gòu)，也不影響應(yīng)用程序，以降 低應(yīng)用程序研制與維護的費用。數(shù)據(jù)庫技術(shù)正是在這樣一個應(yīng)用需求的基礎(chǔ)上 發(fā)展起來的。數(shù)據(jù)庫技術(shù)有如下特點：* 面向企業(yè)或部門，以數(shù)據(jù)為中心組織數(shù)據(jù)，形

7、成綜合性的數(shù)據(jù)庫，為各應(yīng)用共享。* 采用一定的數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型不僅要描述數(shù)據(jù)本身的特點，而且要描 述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。* 數(shù)據(jù)冗余小，易修改、易擴充。不同的應(yīng)用程序根據(jù)處理要求，從數(shù)據(jù) 庫中獲取需要的數(shù)據(jù)，這樣就減少了數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲，也便于增加新的數(shù)據(jù)結(jié) 構(gòu)，便于維護數(shù)據(jù)的一致性。* 程序和數(shù)據(jù)有較高的獨立性。* 具有良好的擁護接口，用戶可方便地開發(fā)和使用數(shù)據(jù)庫。* 對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和控制，提供了數(shù)據(jù)的安全性、完整性、以及并發(fā) 控制。4未來發(fā)展趨勢 隨著信息管理內(nèi)容的不斷擴展，出現(xiàn)了豐富多樣的數(shù)據(jù)模型（層次模型， 網(wǎng)狀模型，關(guān)系模型，面向?qū)ο竽Ｐ?，半結(jié)構(gòu)化模型等），新技術(shù)也層出不窮 （數(shù) 據(jù)

8、流， Web數(shù)據(jù)管理，數(shù)據(jù)挖掘等） 。、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點主要有以下幾個方面：1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化： 在文件系統(tǒng)中，盡管其記錄內(nèi)部已有了某些結(jié)構(gòu)，但記錄之間沒有聯(lián)系。而數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)則實現(xiàn)了整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，這是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一，也是數(shù)據(jù) 庫與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。2數(shù)據(jù)的共享性高、冗余度低、易于擴充： 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)從整體角度看待和描述數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不再面向某個特定的應(yīng)用程序， 而是面向整個系統(tǒng)；因此，數(shù)據(jù)可以被多個用戶、多個應(yīng)用程序共享使用。數(shù) 據(jù)共享可以大大減少數(shù)據(jù)冗余，節(jié)約存儲空間。數(shù)據(jù)共享還能夠避免數(shù)據(jù)之間 的不相容性與不一致性。3數(shù)據(jù)獨立性高： 數(shù)據(jù)獨立性包括數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性。 物理獨立

9、性是指用戶的應(yīng)用 程序與存儲在磁盤上的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是相互獨立的。也就是說，數(shù)據(jù)在磁盤 上的數(shù)據(jù)庫中如何存儲是由 DBMS 管理的，用戶程序不需要了解， 應(yīng)用程序要 處理的只是數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，這樣一來當(dāng)數(shù)據(jù)的物理存儲結(jié)構(gòu)改變時，用戶的 程序不用改變。 邏輯獨立性是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨 立的，也就是說，數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變了，用戶程序也可以不改變。4數(shù)據(jù)由 DBMS 統(tǒng)一管理和控制： 數(shù)據(jù)庫的共享是并發(fā)的( concurrency)共享，即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫 中的數(shù)據(jù)，甚至可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的同一個數(shù)據(jù)。DBMS 必須提供以下 幾方面的數(shù)據(jù)控制功 能：數(shù)據(jù)的安全性保

10、 護 ( security)，數(shù)據(jù)的完整性檢查( integrity )，數(shù)據(jù) 庫的并發(fā)訪問控制 ( concurrency，)數(shù)據(jù)庫的故障恢復(fù)( recovery)。在各類計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，較廣泛運用的有Ashton Tate 公司的DBASEIII 、Foxsoftware 公司的 FoxBASE+ ，以及 Microsoft 公司的 Access， Borland 公司的 Paradox。前兩者屬于傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。從組成上來看計 算機數(shù)據(jù)庫一般包括以下一些內(nèi)容： 1)結(jié)構(gòu)化了的數(shù)據(jù)； 獨立于使用它們的程 序。2)在一個單獨的數(shù)據(jù)庫中，字段名是唯一的。 3)用公共通用的方法可以完 成

11、數(shù)據(jù)處理。 4)具有連接、選擇、 投影的特點，可以進行數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)系運 算。數(shù)據(jù)庫的這些優(yōu)點極大地方便了數(shù)據(jù)庫的使用，有效地提升了數(shù)據(jù)庫資 源的使用率，從而減少了大量的人力勞動，促進和實現(xiàn)了信息資源的進一步 合理優(yōu)化配置。四、數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)及主要特點 數(shù)據(jù)庫的基本結(jié)構(gòu)分三個層次，反映了觀察數(shù)據(jù)庫的三種不同角度。 1物理數(shù)據(jù)層。它是數(shù)據(jù)庫的最內(nèi)層，是物理存貯設(shè)備上實際存儲的數(shù)據(jù)的集合。這些 數(shù)據(jù)是原始數(shù)據(jù)，是用戶加工的對象，由內(nèi)部模式描述的指令操作處理的位 串、字符和字組成。2概念數(shù)據(jù)層。它是數(shù)據(jù)庫的中間一層，是數(shù)據(jù)庫的整體邏輯表示。指出了每個數(shù)據(jù)的邏 輯定義及數(shù)據(jù)間的邏輯聯(lián)系，是存貯記錄的

12、集合。它所涉及的是數(shù)據(jù)庫所有 對象的邏輯關(guān)系，而不是它們的物理情況，是數(shù)據(jù)庫管理員概念下的數(shù)據(jù)庫。 3邏輯數(shù)據(jù)層。它是用戶所看到和使用的數(shù)據(jù)庫， 表示了一個或一些特定用戶使用的數(shù)據(jù)集合，即邏輯記錄的集合。數(shù)據(jù)庫不同層次之間的聯(lián)系是通過映射進行轉(zhuǎn)換的。數(shù)據(jù)庫主要特點1實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。 數(shù)據(jù)共享包含所有用戶可同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，也包括用戶可以用 各種方式通過接口使用數(shù)據(jù)庫，并提供數(shù)據(jù)共享。2減少數(shù)據(jù)的冗余度。 同文件系統(tǒng)相比，由于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享，從而避免了用戶各自建 立應(yīng)用文件。減少了大量重復(fù)數(shù)據(jù)，減少了數(shù)據(jù)冗余，維護了數(shù)據(jù)的一致性。 3數(shù)據(jù)的獨立性。數(shù)據(jù)的獨立性包括數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)

13、構(gòu)和應(yīng)用程序相互獨立，也 包括數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)的變化不影響數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。4數(shù)據(jù)實現(xiàn)集中控制。 文件管理方式中，數(shù)據(jù)處于一種分散的狀態(tài)，不同的用戶或同一用戶在不 同處理中其文件之間毫無關(guān)系。利用數(shù)據(jù)庫可對數(shù)據(jù)進行集中控制和管理， 并通過數(shù)據(jù)模型表示各種數(shù)據(jù)的組織以及數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。5數(shù)據(jù)一致性和可維護性，以確保數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。主要包括： 1）安全性控制：以防止數(shù)據(jù)丟失、錯誤更新和越權(quán)使用； 2）完整性 控制：保證數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性； 3）并發(fā)控制：使在同一時間周期 內(nèi)，允許對數(shù)據(jù)實現(xiàn)多路存取， 又能防止用戶之間的不正常交互作用； 4）故障 的發(fā)現(xiàn)和恢復(fù)：由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供一套方法，

14、可及時發(fā)現(xiàn)故障和修復(fù)故 障，從而防止數(shù)據(jù)被破壞 。6故障恢復(fù)。 由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供一套方法，可及時發(fā)現(xiàn)故障和修復(fù)故障，從而防止 數(shù)據(jù)被破壞。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能盡快恢復(fù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行時出現(xiàn)的故障，可能是 物理上或是邏輯上的錯誤。比如對系統(tǒng)的誤操作造成的數(shù)據(jù)錯誤等。 四、計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理中的應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)， 各種（DBMS） 軟件都是基于某種數(shù) 據(jù)模型的。所以通常也按照數(shù)據(jù)模型的特點將傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分成網(wǎng)狀數(shù)據(jù) 庫、層次數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫三類。數(shù)據(jù)庫理論與實踐的不斷發(fā)展，并與計 算機技術(shù)緊密結(jié)合，大大提升了計算機數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。依據(jù) 應(yīng)用的領(lǐng)域不同又可分

15、為統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、海河流域數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地質(zhì)數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、地方志數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等等。當(dāng)前計算機數(shù)據(jù)庫 在信息管理中的應(yīng)用特征主要包括：1）應(yīng)用范圍不斷擴大。計算機技術(shù)與數(shù)據(jù)庫理論相結(jié)合體現(xiàn)出了良好的 生命力和市場發(fā)展前景，其在當(dāng)前的應(yīng)用范圍也在不斷的迅速的擴大，目前 已經(jīng)擴大到了我國工業(yè)，農(nóng)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，成為帶動相關(guān)行業(yè)信息管理效率 的提升，推動行業(yè)生產(chǎn)力水平提升的重要技術(shù)支撐和保障。2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)的不斷發(fā)展。計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)的優(yōu)劣好壞將對其使用質(zhì) 量產(chǎn)生致命的影響，并將影響到其進一步的發(fā)展。事實上數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在經(jīng)歷 了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層次數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫等四個發(fā)展階

16、段 后，已經(jīng)具備了更強的適用性和操作性。這種適用性和操作性為其在信息管 理中的良好應(yīng)用提高了有力的保證。3）安全性不斷加強。安全性的不斷增強是計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理 中不斷得到應(yīng)用的又一有力保證。數(shù)據(jù)是信息管理中極為重要而有價值的資 源，企業(yè)信息化過程中，各種應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中大量數(shù)據(jù)的安全問題，敏 感數(shù)據(jù)的防竊取和防篡改問題，成為信息管理面臨的重大問題。計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在給信息管理提供便利的同時也為信息的安全提供了 有效的保障。一方面，計算機系統(tǒng)具備信息備份和信息恢復(fù)的功能。同時計 算機系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)容易在不增加投資成本的情況下進行拷貝和復(fù)制，這就減 少了由于信息誤刪或計算機系統(tǒng)本身的錯誤

17、而給信息管理帶來困難的弊病。 另一方面，數(shù)據(jù)庫安全 （保護數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)不被非法訪問和非法更新，并防止 數(shù)據(jù)的泄露和丟失 ）指數(shù)不斷提高， 目前除使用了一些傳統(tǒng)的安全手段如用戶 帳號、規(guī)則和操作許可外，還增加了一些抗軟件風(fēng)險。管理風(fēng)險和用戶行為 風(fēng)險的安全措施和手段，其網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全、宿主操作系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)庫管理 系統(tǒng)安全保障措施得到了進一步的提升和加強，從而進一步推動了計算機數(shù) 據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理中的應(yīng)用。4）受重視程度不斷提高。計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)因其具有良好的安全性和適 用性。在實際使用和操作中體現(xiàn)了良好的應(yīng)用性能，因而其在理論研究與實 踐開展中都得到了各界的廣泛重視。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

18、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( DBMS:Database Management System)是在操作系統(tǒng)支持 下下工作的數(shù)據(jù)處理軟件。對內(nèi)，它負責(zé)管理數(shù)據(jù)庫；對外，它向用戶提供了一 整套命令。利用這些命令，合法用戶可以建立數(shù)據(jù)庫，定義數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫中的 數(shù)據(jù)進行合法的操作。DBMS 有如下 6 個基本功能：1數(shù)據(jù)庫定義( Data Definition )DBMS 提供了數(shù)據(jù)定義語言 (DDL) 。用戶利用 DDL 可以方便的定義數(shù)據(jù)庫 中的數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)。 用戶在分析、 研究整個系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上， 全面安排和 定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。2數(shù)據(jù)操縱 (Data Manipulation)DBMS 提供了數(shù)據(jù)操作語

19、言( DML )。用戶利用 DML 實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù) 的各種操作。3完整性約束檢查 (Integrity Constraint Check)所謂完整性約束是指數(shù)據(jù)必須符合的一些規(guī)定， DBMS 應(yīng)能支持一些常用的 完整性約束檢查的功能。4訪問控制 (Access Control)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不屬于任何程序， 數(shù)據(jù)可以共享。 但只有合法用戶才能訪問 他們可以訪問的數(shù)據(jù)，才能進行他們可以執(zhí)行的數(shù)據(jù)操作，這就是訪問控制。5并發(fā)控制 (Concurriency Control)DBMS 允許多個用戶同時訪問數(shù)據(jù)庫， 這就可能引起沖突， 引起數(shù)據(jù)的不一 致。因此，DBMS 應(yīng)有并發(fā)控制的功能， 以避

20、免并發(fā)操作時可能帶來的數(shù)據(jù)不一 致性。6數(shù)據(jù)庫恢復(fù) (DataBase Recovery) 數(shù)據(jù)庫是有可能遭到破壞的，因此， DBMS 應(yīng)具有恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的功能。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)( DBS：DataBase System)DBS 是指在計算機系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)后的構(gòu)成，有計算機硬件、操作系統(tǒng)、 DBMS、DB、應(yīng)用程序和用戶，以及數(shù)據(jù)庫開發(fā)和管理人員等組成。DBS 有如下四個主要特點：1）整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化；2）數(shù)據(jù)的共享性高 ;3）數(shù)據(jù)的獨立性高；4）高度的數(shù)據(jù)控制能力； 五、改進計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理中應(yīng)用的建議 計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在信息管理中體現(xiàn)出了良好的價值，因而得到了廣泛 應(yīng)用。但事實上目前仍然存在一些影響其進一步應(yīng)用的因素，需要我們認真 加以克服。1）加強計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性。 計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的安全性對計算 機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用有著突出的重要的決定性作用。但事實上，當(dāng)前由于各 種原因計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。尤其是網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)常常面臨 著諸如軟件風(fēng)險、管理風(fēng)險和用戶行為風(fēng)險。這些風(fēng)險一旦轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實的危 害將會對信息管理者造成重大的傷害，從而減弱信息管