二、信息系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)

按照信息系統(tǒng)硬件在空間上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其物理結(jié)構(gòu)一般分為集中式與分布式兩大類。集中式結(jié)構(gòu)是指物理資源在空間上集中配置。早期的單機系統(tǒng)是最典型的集中式結(jié)構(gòu)，它將軟件、數(shù)據(jù)與主要外部設(shè)備集中在一套計算機系統(tǒng)之中。由分布在不同地點的多個用戶通過終端共享資源的多用戶系統(tǒng)，也屬于集中式結(jié)構(gòu)。集中式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是資源集中，便于管理，資源利用率較高。但是隨著系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大，以及系統(tǒng)的日趨復(fù)雜，集中式結(jié)構(gòu)的維護(hù)與管理越來越困難，也不利于用戶在信息系統(tǒng)建設(shè)過程中發(fā)揮積極性與主動性。此外，資源過于集中會造成系統(tǒng)的脆弱性，一旦主機出現(xiàn)故障，就會使整個系統(tǒng)癱瘓。目前在信息系統(tǒng)建設(shè)中，一般很少使用集中式結(jié)構(gòu)。

隨著數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，分布式結(jié)構(gòu)的信息系統(tǒng)開始產(chǎn)生。分布式系統(tǒng)是指通過計算機網(wǎng)絡(luò)把不同地點的計算機硬件、軟件、數(shù)據(jù)等資源聯(lián)系在一起，實現(xiàn)不同地點的資源共享。各地的計算機系統(tǒng)既可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下工作，也可以脫離網(wǎng)絡(luò)環(huán)境利用本地資源獨立運作。由于分布式結(jié)構(gòu)適應(yīng)了現(xiàn)代企業(yè)管理發(fā)展的趨勢，即企業(yè)組織結(jié)構(gòu)朝著扁平化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，分布式結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為信息系統(tǒng)的主流模式。它的主要特征是：可以根據(jù)應(yīng)用需求來配置資源，提高信息系統(tǒng)對用戶需求與外部環(huán)境變化的應(yīng)變能力，系統(tǒng)擴(kuò)展方便，安全性好，某個結(jié)點所出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的停止運作。然而由于資源分散，且又分屬于各個子系統(tǒng)，系統(tǒng)管理的標(biāo)準(zhǔn)不易統(tǒng)一，協(xié)調(diào)困難，不利于對整個資源的規(guī)劃與管理。

分布式結(jié)構(gòu)又可分為一般分布式與客戶機/服務(wù)器模式。一般分布式系統(tǒng)中的服務(wù)器只提供軟件與數(shù)據(jù)的文件服務(wù)，各計算機系統(tǒng)根據(jù)規(guī)定的權(quán)限存取服務(wù)器上的數(shù)據(jù)文件與程序文件。客戶機/服務(wù)器結(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)上的計算機分為客戶機與服務(wù)器兩大類。服務(wù)器包括文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、打印服務(wù)器等；網(wǎng)絡(luò)結(jié)點上的其他計算機系統(tǒng)則稱為客戶機。用戶通過客戶機向服務(wù)器提出服務(wù)請求，服務(wù)器根據(jù)請求向用戶提供經(jīng)過加工的信息。

信息系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)涉及計算機技術(shù)基礎(chǔ)與運行環(huán)境：包括計算機硬件技術(shù)、計算機軟件技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

（一）計算機硬件技術(shù)

1.計算機硬件的概念

計算機硬件（Computer Hardware）是指計算機系統(tǒng)中由電子、機械和光電元件等組成的各種物理裝置的總稱。這些物理裝置按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個有機整體為計算機軟件運行提供物質(zhì)基礎(chǔ)。簡言之，計算機硬件的功能是輸入并存儲程序和數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行程序把數(shù)據(jù)加工成可以利用的形式。從外觀上來看，微機由主機箱和外部設(shè)備組成。主機箱內(nèi)主要包括CPU、內(nèi)存、主板、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、各種擴(kuò)展卡、連接線、電源等；外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤等。

2.硬件組成

計算機硬件由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等五個邏輯部件組成。如圖2-2所示。

（1）運算器。運算器由算術(shù)邏輯單元（ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器、通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯運算單元（ALU）的基本功能為加、減、乘、除四則運算，與、或、非、異或等邏輯操作，以及移位、求補等操作。計算機運行時，運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數(shù)據(jù)來自存儲器，處理后的結(jié)果數(shù)據(jù)通常送回存儲器，或暫時寄存在運算器中。與Control Unit共同組成了CPU的核心部分。

（2）控制器。控制器（Control Unit），是整個計算機系統(tǒng)的控制中心，它指揮計算機各部分協(xié)調(diào)地工作，保證計算機按照預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和步驟有條不紊地進(jìn)行操作及處理。控制器從存儲器中逐條取出指令，分析每條指令規(guī)定的是什么操作以及所需數(shù)據(jù)的存放位置等，然后根據(jù)分析的結(jié)果向計算機其他部件發(fā)出控制信號，統(tǒng)一指揮整個計算機完成指令所規(guī)定的操作。計算機自動工作的過程，實際上是自動執(zhí)行程序的過程，而程序中的每條指令都是由控制器來分析執(zhí)行的，它是計算機實現(xiàn)“程序控制”的主要設(shè)備。

通常把控制器與運算器合稱為中央處理器（Central Processing Unit，簡稱CPU）。工業(yè)生產(chǎn)中總是采用最先進(jìn)的超大規(guī)模集成電路技術(shù)來制造中央處理器，即CPU芯片。它是計算機的核心設(shè)備。它的性能，主要是工作速度和計算精度，對機器的整體性能有全面的影響。

硬件系統(tǒng)的核心是中央處理器。它主要由控制器、運算器等組成，并采用大規(guī)模集成電路工藝制成的芯片，又稱微處理器芯片。

（3）存儲器。存儲器（Memory）是計算機系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。計算機中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計算機程序、中間運行結(jié)果和最終運行結(jié)果都保存在存儲器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器（內(nèi)存）和輔助存儲器（外存），也有分為外部存儲器和內(nèi)部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤等，能長期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲部件，用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，但僅用于暫時存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會丟失。

（4）輸入設(shè)備。輸入設(shè)備是向計算機輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備，是計算機與用戶或其他設(shè)備通信的橋梁。輸入設(shè)備是用戶和計算機系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要裝置之一。鍵盤、鼠標(biāo)、攝像頭、掃描儀、光筆、手寫輸入板、游戲桿、語音輸入裝置等都屬于輸入設(shè)備。輸入設(shè)備（InputDevice）是人或外部與計算機進(jìn)行交互的一種裝置，用于把原始數(shù)據(jù)和處理這些數(shù)的程序輸入到計算機中。計算機能夠接收各種各樣的數(shù)據(jù)，既可以是數(shù)值型的數(shù)據(jù)，也可以是各種非數(shù)值型的數(shù)據(jù)，如圖形、圖像、聲音等都可以通過不同類型的輸入設(shè)備輸入到計算機中，進(jìn)行存儲、處理和輸出。

（5）輸出設(shè)備。輸出設(shè)備（Output Device）是計算機的終端設(shè)備，用于接收計算機數(shù)據(jù)的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設(shè)備操作等。也是把各種計算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。如圖2-3所示。

（二）計算機軟件技術(shù)

1.計算機軟件的概念

軟件是用戶與硬件之間的接口界面。用戶主要是通過軟件與計算機進(jìn)行交流。軟件是計算機系統(tǒng)設(shè)計的重要依據(jù)。為了方便用戶，為了使計算機系統(tǒng)具有較高的總體效用，在設(shè)計計算機系統(tǒng)時，必須通盤考慮軟件與硬件的結(jié)合，以及用戶的要求和軟件的要求。

2.軟件的含義

①運行時，能夠提供所要求功能和性能的指令或計算機程序集合。

②程序能夠滿意地處理信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

③描述程序功能需求以及程序如何操作和使用所要求的文檔。

3.軟件的特點

①計算機軟件與一般作品的目的不同。計算機軟件多用于某種特定目的，如控制一定生產(chǎn)過程，使計算機完成某些工作；而文學(xué)作品則是為了閱讀欣賞，滿足人們精神文化生活需要。

②要求法律保護(hù)的側(cè)重點不同。著作權(quán)法一般只保護(hù)作品的形式，不保護(hù)作品的內(nèi)容。而計算機軟件則要求保護(hù)其內(nèi)容。

③計算機軟件語言與作品語言不同。計算機軟件語言是一種符號化、形式化的語言，其表現(xiàn)力十分有限；文字作品則是人類的自然語言，其表現(xiàn)力十分豐富。

④計算機軟件可援引多種法律保護(hù)，文字作品則只能援引著作權(quán)法。

軟件系統(tǒng)工作圖見圖2-4。

（三）計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

1.計算機網(wǎng)絡(luò)的概念

（1）按廣義定義。計算機網(wǎng)絡(luò)也稱計算機通信網(wǎng)。關(guān)于計算機網(wǎng)絡(luò)的最簡單定義是：一些相互連接的、以共享資源為目的的、自治的計算機的集合。若按此定義，則早期的面向終端的網(wǎng)絡(luò)都不能算是計算機網(wǎng)絡(luò)，而只能稱為聯(lián)機系統(tǒng)（因為那時的許多終端不能算是自治的計算機）。但隨著硬件價格的下降，許多終端都具有一定的智能，因而“終端”和“自治的計算機”逐漸失去了嚴(yán)格的界限。若用微型計算機作為終端使用，按上述定義，則早期的那種面向終端的網(wǎng)絡(luò)也可稱為計算機網(wǎng)絡(luò)。

從邏輯功能上看，計算機網(wǎng)絡(luò)是以傳輸信息為基礎(chǔ)目的，用通信線路將多個計算機連接起來的計算機系統(tǒng)的集合，一個計算機網(wǎng)絡(luò)組成包括傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備。

從用戶角度看，計算機網(wǎng)絡(luò)是這樣定義的：存在著一個能為用戶自動管理的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。由它調(diào)用完成用戶所調(diào)用的資源，而整個網(wǎng)絡(luò)像一個大的計算機系統(tǒng)一樣，對用戶是透明的。

一個比較通用的定義是：利用通信線路將地理上分散的、具有獨立功能的計算機系統(tǒng)和通信設(shè)備按不同的形式連接起來，以功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件及協(xié)議實現(xiàn)資源共享和信息傳遞的系統(tǒng)。

從整體上來說，計算機網(wǎng)絡(luò)就是把分布在不同地理區(qū)域的計算機與專門的外部設(shè)備用通信線路互聯(lián)成一個規(guī)模大、功能強的系統(tǒng)，從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息，共享硬件、軟件、數(shù)據(jù)信息等資源。簡單來說，計算機網(wǎng)絡(luò)就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構(gòu)成的集合體。

最簡單的計算機網(wǎng)絡(luò)只有兩臺計算機和連接它們的一條鏈路，即兩個節(jié)點和一條鏈路。

（2）按連接定義。計算機網(wǎng)絡(luò)就是通過線路互連起來的、資質(zhì)的計算機集合，確切地說就是將分布在不同地理位置上的具有獨立工作能力的計算機、終端及其附屬設(shè)備用通信設(shè)備和通信線路連接起來，并配置網(wǎng)絡(luò)軟件，以實現(xiàn)計算機資源共享的系統(tǒng)。

（3）按需求定義。計算機網(wǎng)絡(luò)就是由大量獨立的、但相互連接起來的計算機來共同完成計算機任務(wù)。這些系統(tǒng)稱為計算機網(wǎng)絡(luò)（Computer Networks）

2.計算機網(wǎng)絡(luò)的劃分

雖然網(wǎng)絡(luò)類型的劃分標(biāo)準(zhǔn)各種各樣，但是從地理范圍劃分是一種大家都認(rèn)可的通用網(wǎng)絡(luò)劃分標(biāo)準(zhǔn)。按這種標(biāo)準(zhǔn)可以把各種網(wǎng)絡(luò)類型劃分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)四種。局域網(wǎng)一般來說只能是在一個較小區(qū)域內(nèi)，城域網(wǎng)是不同地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，不過在此要說明的一點就是這里的網(wǎng)絡(luò)劃分并沒有嚴(yán)格意義上地理范圍的區(qū)分，只能是一個定性的概念。下面簡要介紹這幾種計算機網(wǎng)絡(luò)。

局域網(wǎng)（Local Area Network,LAN）。通常我們常見的“LAN”就是指局域網(wǎng)，這是我們最常見、應(yīng)用最廣的一種網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)隨著整個計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和提高得到充分的應(yīng)用和普及，幾乎每個單位都有自己的局域網(wǎng)，有的甚至家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。很明顯，所謂局域網(wǎng)，就是在局部地區(qū)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，它所覆蓋的地區(qū)范圍較小。局域網(wǎng)在計算機數(shù)量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達(dá)幾百臺。一般來說，在企業(yè)局域網(wǎng)中，工作站的數(shù)量在幾十到兩百臺次左右。在網(wǎng)絡(luò)所涉及的地理距離上一般來說可以是幾米至10公里以內(nèi)。局域網(wǎng)一般位于一個建筑物或一個單位內(nèi)，不存在尋徑問題，不包括網(wǎng)絡(luò)層的應(yīng)用。這種網(wǎng)絡(luò)的特點就是：連接范圍窄、用戶數(shù)少、配置容易、連接速率高。目前局域網(wǎng)最快的速率要算現(xiàn)今的10G以太網(wǎng)了。IEEE的802標(biāo)準(zhǔn)委員會定義了多種主要的LAN網(wǎng)：以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）、光纖分布式接口網(wǎng)絡(luò)（FDDI）、異步傳輸模式網(wǎng)（ATM）以及最新的無線局域網(wǎng)（WLAN）。這些都將在后面詳細(xì)介紹。

城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network,MAN）。這種網(wǎng)絡(luò)一般來說是在一個城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內(nèi)的計算機互聯(lián)。這種網(wǎng)絡(luò)的連接距離可以在10—100公里，它采用的是IEEE802.6標(biāo)準(zhǔn)。MAN與LAN相比擴(kuò)展的距離更長，連接的計算機數(shù)量更多，在地理范圍上可以說是LAN網(wǎng)絡(luò)的延伸。在一個大型城市或都市地區(qū)，一個MAN網(wǎng)絡(luò)通常連接著多個LAN網(wǎng)。如連接政府機構(gòu)的LAN、醫(yī)院的LAN、電信的LAN、公司企業(yè)的LAN等等。由于光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互連成為可能。城域網(wǎng)多采用ATM技術(shù)做骨干網(wǎng)。ATM是一個用于數(shù)據(jù)、語音、視頻以及多媒體應(yīng)用程序的高速網(wǎng)絡(luò)傳輸方法。ATM包括一個接口和一個協(xié)議，該協(xié)議能夠在一個常規(guī)的傳輸信道上，在比特率不變及變化的通信量之間進(jìn)行切換。ATM也包括硬件、軟件以及與ATM協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)一致的介質(zhì)。ATM提供一個可伸縮的主干基礎(chǔ)設(shè)施，以便能夠適應(yīng)不同規(guī)模、速度以及尋址技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。ATM的最大缺點就是成本太高，所以一般在政府城域網(wǎng)中應(yīng)用，如郵政、銀行、醫(yī)院等。

廣域網(wǎng)（Wide Area Network,WAN）。這種網(wǎng)絡(luò)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)，所覆蓋的范圍比城域網(wǎng)（MAN）更廣，它一般是將不同城市之間的LAN或者M(jìn)AN網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，地理范圍可從幾百公里到幾千公里。因為距離較遠(yuǎn)，信息衰減比較嚴(yán)重，所以這種網(wǎng)絡(luò)一般是要租用專線，通過IMP（接口信息處理）協(xié)議和線路連接起來，構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，解決循徑問題。這種城域網(wǎng)因為所連接的用戶多，總出口帶寬有限，所以用戶的終端連接速率一般較低，通常為9.6Kbps—45Mbps如：郵電部的CHINANET、CHINAPAC和CHINADDN網(wǎng)。

上面講了網(wǎng)絡(luò)的幾種分類。在現(xiàn)實生活中我們真正遇到最多的還要算是局域網(wǎng)，因為它可大可小，無論在單位還是在家庭，實現(xiàn)起來都比較容易，是應(yīng)用最廣泛的一種網(wǎng)絡(luò)。下面我們對局域網(wǎng)及局域網(wǎng)中的接入設(shè)備作進(jìn)一步的介紹。

隨著筆記本電腦（NoteBook Computer）和移動終端等便攜式計算機的日益普及和發(fā)展，無線網(wǎng)也逐漸發(fā)展起來，人們經(jīng)常要在路途中接聽電話、發(fā)送傳真和電子郵件閱讀網(wǎng)上信息以及登錄到遠(yuǎn)程機器等。然而在汽車或飛機上是不可能通過有線介質(zhì)與單位的網(wǎng)絡(luò)相連接的，這時候人們可能會對無線網(wǎng)感興趣了。雖然無線網(wǎng)與移動通信經(jīng)常是聯(lián)系在一起的，但這兩個概念并不完全相同。例如當(dāng)便攜式計算機通過PCMCIA卡接入電話插口，它就變成有線網(wǎng)的一部分。另一方面，有些通過無線網(wǎng)連接起來的計算機的位置可能又是固定不變的，如在不便于通過有線電纜連接的大樓之間就可以通過無線網(wǎng)將兩棟大樓內(nèi)的計算機連接在一起。

無線網(wǎng)特別是無線局域網(wǎng)有很多優(yōu)點，如易于安裝和使用。但無線局域網(wǎng)也有許多不足之處：它的數(shù)據(jù)傳輸率一般比較低，遠(yuǎn)低于有線局域網(wǎng)；誤碼率比較高，而且站點之間相互干擾比較厲害。用戶無線網(wǎng)的實現(xiàn)有不同的方法。國外的某些大學(xué)在它們的校園內(nèi)安裝許多天線，允許學(xué)生們坐在樹底下查看圖書館的資料。這種情況是通過兩個計算機之間直接通過無線局域網(wǎng)以數(shù)字方式進(jìn)行通信實現(xiàn)的。另一種可能的方式是利用傳統(tǒng)的模擬調(diào)制解調(diào)器通過蜂窩電話系統(tǒng)進(jìn)行通信。在國外的許多城市已能提供蜂窩式數(shù)字信息分組數(shù)據(jù)（Cellular Digital Packet Data,CDPD）的業(yè)務(wù)，因而可以通過CDPD系統(tǒng)直接建立無線局域網(wǎng)。無線網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前國內(nèi)外的研究熱點，無線網(wǎng)絡(luò)的研究是由巨大的市場需求驅(qū)動的。無線網(wǎng)的特點是使用戶可以在任何時間、任何地點接入計算機網(wǎng)絡(luò)，而這一特性使其具有強大的應(yīng)用前景。當(dāng)前已經(jīng)出現(xiàn)了許多基于無線網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品，如個人通信系統(tǒng)（Personal Communication System,PCS）電話、無線數(shù)據(jù)終端、便攜式可視電話、個人數(shù)字助理（PDA）等。無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展依賴于無線通信技術(shù)的支持。無線通信系統(tǒng)主要有低功率的無繩電話系統(tǒng)、模擬蜂窩系統(tǒng)、數(shù)字蜂窩系統(tǒng)、移動衛(wèi)星系統(tǒng)、無線LAN和無線WAN等。

（四）數(shù)據(jù)庫技術(shù)

1.數(shù)據(jù)庫技術(shù)的基本概念

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是通過研究數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)、存儲、設(shè)計、管理以及應(yīng)用的基本理論和實現(xiàn)方法，并利用這些理論來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和理解的技術(shù)。即數(shù)據(jù)庫技術(shù)是研究、管理和應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的一門軟件科學(xué)，主要包括信息、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。

數(shù)據(jù)庫技術(shù)研究和管理的對象是數(shù)據(jù)，所以數(shù)據(jù)庫技術(shù)所涉及的具體內(nèi)容主要包括：通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一組織和管理，按照指定的結(jié)構(gòu)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫；利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)設(shè)計出能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除、處理、分析、理解、報表和打印等多種功能的數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用系統(tǒng)；利用應(yīng)用管理系統(tǒng)最終實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的處理、分析和理解。

2.相關(guān)概念

（1）數(shù)據(jù)模型的概念及要素。數(shù)據(jù)模型是現(xiàn)實世界在數(shù)據(jù)庫中的抽象，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)模型通常包括3個要素：

①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要用于描述數(shù)據(jù)的靜態(tài)特征，包括數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。

②數(shù)據(jù)操作：數(shù)據(jù)操作是指在數(shù)據(jù)庫中能夠進(jìn)行的查詢、修改、刪除現(xiàn)有數(shù)據(jù)或增加新數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)訪問方式，并且包括數(shù)據(jù)訪問相關(guān)的規(guī)則。

③數(shù)據(jù)完整性約束：數(shù)據(jù)完整性約束由一組完整性規(guī)則組成。

數(shù)據(jù)庫理論領(lǐng)域中最常見的數(shù)據(jù)模型主要有層次模型、網(wǎng)狀模型和關(guān)系模型3種。

①層次模型（Hierarchical Model）：層次模型使用樹形結(jié)構(gòu)來表示數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。

②網(wǎng)狀模型（Network Model）：網(wǎng)狀模型使用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)表示數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。

③關(guān)系模型（Relational Model）：關(guān)系模型是一種理論最成熟，應(yīng)用最廣泛的數(shù)據(jù)模型。在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)存放在一種稱為二維表的邏輯單元中，整個數(shù)據(jù)庫又是由若干個相互關(guān)聯(lián)的二維表組成的。

（2）數(shù)據(jù)（Data）。數(shù)據(jù)是用于描述現(xiàn)實世界中各種具體事物或抽象概念的，可存儲并具有明確意義的符號，包括數(shù)字、文字、圖形和聲音等。數(shù)據(jù)處理是指對各種形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、加工和傳播的一系列活動的總和。其目的之一是從大量的、原始的數(shù)據(jù)中抽取、推導(dǎo)出對人們有價值的信息以作為行動和決策的依據(jù)；目的之二是為了借助計算機技術(shù)科學(xué)地保存和管理復(fù)雜的、大量的數(shù)據(jù)，以便人們能夠方便而充分地利用這些寶貴的信息資源。

（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System,DBMS）。是對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理的系統(tǒng)軟件，它的職能是有效地組織和存儲數(shù)據(jù)，獲取和管理數(shù)據(jù)，接受和完成用戶提出的各種數(shù)據(jù)訪問請求。能夠支持關(guān)系型數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，稱為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Relational Database Management System,RDBMS）。

RDBMS的基本功能包括以下4個方面：

①數(shù)據(jù)定義功能：RDBMS提供了數(shù)據(jù)定義語言（Data Definition Language,DDL），利用DDL可以方便地對數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行定義。例如，對數(shù)據(jù)庫、表、字段和索引進(jìn)行定義，創(chuàng)建和修改。

②數(shù)據(jù)操縱功能：RDBMS提供了數(shù)據(jù)操縱語言（Data Manipulation Language,DML），利用DML可以實如今數(shù)據(jù)庫中插入、修改和刪除數(shù)據(jù)等基本操作。

③數(shù)據(jù)查詢功能：RDBMS提供了數(shù)據(jù)查詢語言（Data Query Language,DQL），利用DQL可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢操作。

④數(shù)據(jù)控制功能：RDBMS提供了數(shù)據(jù)控制語言（Data Control Language,DCL），利用DCL可以完成數(shù)據(jù)庫運行控制功能，包括并發(fā)控制（即處理多個用戶同時使用某些數(shù)據(jù)時可能產(chǎn)生的問題），安全性檢查，完整性約束條件的檢查和執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫的內(nèi)部維護(hù)（例如索引的自動維護(hù)）等。RDBMS的上述許多功能都可以通過結(jié)構(gòu)化查詢語言（Structured Query Language,SQL）來實現(xiàn)。SQL是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的一種標(biāo)準(zhǔn)語言，在不同的RDBMS產(chǎn)品中，SQL中的基本語法是相同的。此外，DDL、DML、DQL和DCL也都屬于SQL。

3.數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展趨勢

（1）針對關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)現(xiàn)有的局限性，理論界如今主要有三種觀點：

①面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)將成為下一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的主流。部分學(xué)者認(rèn)為：現(xiàn)有的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫無法描述現(xiàn)實世界的實體，而面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型由于吸收了已經(jīng)成熟的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法學(xué)的核心概念和基本思想，使得它符合人類認(rèn)識世界的一般方法，更適合描述現(xiàn)實世界。甚至有人預(yù)言，數(shù)據(jù)庫的未來將是面向?qū)ο蟮臅r代。

②面向?qū)ο蟮年P(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫幾乎是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)系語言與常規(guī)語言一起幾乎可完成任意的數(shù)據(jù)庫操作，但其簡潔的建模能力、有限的數(shù)據(jù)類型、程序設(shè)計中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的制約等卻成為關(guān)系型數(shù)據(jù)庫發(fā)揮作用的瓶頸。面向?qū)ο蠓椒ㄆ鹪从诔绦蛟O(shè)計語言，它本身就是以現(xiàn)實世界的實體對象為基本元素來描述復(fù)雜的客觀世界，但功能不如數(shù)據(jù)庫靈活。因此部分學(xué)者認(rèn)為將面向?qū)ο蟮慕Ｄ芰完P(guān)系數(shù)據(jù)庫的功能進(jìn)行有機結(jié)合而進(jìn)行研究是數(shù)據(jù)庫技術(shù)的一個發(fā)展方向。

③面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫技術(shù)。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的優(yōu)點是能夠表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)模型，但由于沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式和形式化理論，因此缺少嚴(yán)格的數(shù)據(jù)邏輯基礎(chǔ)。而演繹數(shù)據(jù)庫雖有堅強的數(shù)學(xué)邏輯基礎(chǔ)，但只能處理平面數(shù)據(jù)類型。因此，部分學(xué)者將兩者結(jié)合，提出了一種新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)——演繹面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫，并指出這一技術(shù)有可能成為下一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的主流。

（2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的新方向。

非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫是部分研究者針對關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型過于簡單，不便表達(dá)復(fù)雜的嵌套需要以及支持?jǐn)?shù)據(jù)類型有限等局限，從數(shù)據(jù)模型入手而提出的全面基于因特網(wǎng)應(yīng)用的新型數(shù)據(jù)庫理論。其支持重復(fù)字段、子字段以及變長字段，并實現(xiàn)了對變長數(shù)據(jù)和重復(fù)字段進(jìn)行處理和數(shù)據(jù)項的變長存儲管理，在處理連續(xù)信息（包括全文信息）和非結(jié)構(gòu)信息（重復(fù)數(shù)據(jù)和變長數(shù)據(jù)）中有著傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫所無法比擬的優(yōu)勢。但研究者認(rèn)為此種數(shù)據(jù)庫技術(shù)并不會完全取代如今流行的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，而是它們的有益補充。

（3）數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的又一趨勢。

有學(xué)者指出：數(shù)據(jù)庫與學(xué)科技術(shù)的結(jié)合將會建立一系列新數(shù)據(jù)庫，如分布式數(shù)據(jù)庫、并行數(shù)據(jù)庫、知識庫、多媒體數(shù)據(jù)庫等，這將是數(shù)據(jù)庫技術(shù)重要的發(fā)展方向。其中，許多研究者都將多媒體數(shù)據(jù)庫作為研究的重點，并認(rèn)為多媒體技術(shù)和可視化技術(shù)引入多媒體數(shù)據(jù)庫將是未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的熱點和難點。

未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場發(fā)展的兩大方向是數(shù)據(jù)倉庫和電子商務(wù)。部分學(xué)者在對各個數(shù)據(jù)庫廠商的發(fā)展方向和應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)展的現(xiàn)狀進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場在向數(shù)據(jù)倉庫和電子商務(wù)兩個方向不斷發(fā)展的觀點。他們指出：從上一年開始，許多行業(yè)如電信、金融、稅務(wù)等逐步認(rèn)識到數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)對于企業(yè)宏觀發(fā)展所帶來的巨大經(jīng)濟(jì)效益，紛紛建立起數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)。在中國提供大型數(shù)據(jù)倉庫解決方案的廠商主要有Oracle、IBM、Sybase、CA及Informix等廠商，已經(jīng)建設(shè)成功并已收回投資的項目主要有招商銀行系統(tǒng)和國信證券系統(tǒng)等。當(dāng)前，國內(nèi)外學(xué)者對數(shù)據(jù)倉庫的研究正在繼續(xù)深入。與此同時，一些學(xué)者將數(shù)據(jù)庫技術(shù)及市場發(fā)展的視角瞄準(zhǔn)電子商務(wù)領(lǐng)域，他們認(rèn)為：如今的信息系統(tǒng)逐漸要求按照以客戶為中心的方式建立應(yīng)用框架，因此勢必要求數(shù)據(jù)庫應(yīng)用更加廣泛地接觸客戶，而Internet給了我們一個非常便捷的連接途徑，通過Internet我們可以實現(xiàn)所謂的One One Marketing和One One Business，進(jìn)而實現(xiàn)E business。因此，電子商務(wù)將成為未來數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的另一方向。

（4）面向?qū)ｉT應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù).

許多研究者從實踐的角度對數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行研究，提出了適合應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、科學(xué)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)庫等。這類數(shù)據(jù)庫在原理上也沒有多大的變化，但是它們卻與一定的應(yīng)用相結(jié)合，從而加強了系統(tǒng)對有關(guān)應(yīng)用的支撐能力，尤其表現(xiàn)在如數(shù)據(jù)模型、語言、查詢方面。部分研究者認(rèn)為，隨著研究工作的繼續(xù)深入和數(shù)據(jù)庫技術(shù)在實踐工作中的應(yīng)用，數(shù)據(jù)庫技術(shù)將會更多地朝著專門應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。