《数据库系统基本特征全解析》
一、数据结构化
数据库系统中的数据是按照一定的数据模型组织和存储的，具有高度的结构化特征，传统的文件系统中，数据的组织较为松散，各个文件之间相对独立，缺乏统一的结构表示，而在数据库系统里，数据以表、记录和字段等结构形式存在，在一个企业的数据库中，员工信息表可能包含员工编号、姓名、年龄、部门等字段，每个员工的信息作为一条记录存储在表中，这种结构化的数据存储方式使得数据的管理和查询更加高效。
从逻辑结构上看，数据库可以分为层次结构、网状结构和关系结构等，关系型数据库以关系模型为基础，通过表与表之间的关联关系（如外键等）来表示复杂的数据关系，这种结构化的数据表示能够清晰地反映出实体之间的联系，比如在一个电商数据库中，订单表与用户表、商品表之间存在着多对一和多对多的关系，通过这些关系可以方便地查询某个用户的所有订单或者某个订单包含的商品信息等。
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二、数据的共享性高、冗余度低且易扩充
1、共享性高
- 数据库系统允许多个用户或应用程序同时访问和使用数据库中的数据，在企业环境中，不同部门如销售部门、财务部门和生产部门都可以访问企业的核心数据库，销售部门可以查询产品库存和客户信息以进行销售活动；财务部门能够获取销售数据来进行财务核算；生产部门则可以根据订单情况安排生产计划，这种共享性提高了数据的利用率，避免了每个部门都单独维护一套相似数据的情况。
2、冗余度低
- 由于数据库系统在设计时会对数据进行合理的规划和组织，尽量减少数据的重复存储，在一个学校的数据库中，如果没有合理的数据库设计，可能会在学生选课表和课程成绩表中都重复存储课程名称、教师姓名等信息，而在一个设计良好的数据库中，这些公共信息会被存储在课程表中，选课表和成绩表通过外键与课程表关联，从而降低了数据冗余，降低冗余不仅节省了存储空间，还能避免数据不一致性问题，当数据发生更新时，只需要在一处进行修改，而不是在多个冗余存储的地方都进行修改。
3、易扩充
- 随着企业业务的发展或者应用需求的增加，数据库系统能够方便地扩充，一个电商企业要新增一种商品类别，只需要在商品类别表中添加新的记录，并且对相关的商品表和订单表等进行适当的关联调整即可，这种易扩充性使得数据库系统能够适应不断变化的业务环境。
三、数据独立性
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1、物理独立性
- 数据的物理存储结构（如存储设备、存储方式等）的改变不会影响到数据库的逻辑结构和应用程序对数据的访问，数据库最初存储在机械硬盘上，随着技术发展，将数据迁移到固态硬盘上，这种物理存储介质的改变不需要对数据库的逻辑结构（如表结构、关系等）和应用程序进行修改，这是因为数据库管理系统（DBMS）在物理存储和逻辑结构之间提供了一个抽象层，使得物理存储的变化被隔离。
2、逻辑独立性
- 数据库的逻辑结构的改变（如增加新的表、修改表结构等）不会影响到应用程序的正常运行，在一个企业的人力资源管理数据库中，原来只有基本的员工信息表，后来为了管理员工培训情况，增加了员工培训表并修改了员工信息表结构以添加培训相关的字段，在逻辑独立性良好的数据库系统中，已经开发的应用程序（如员工信息查询程序、工资计算程序等）不需要进行大规模的修改就可以继续正常运行，这是因为DBMS通过提供视图等机制，将应用程序对数据的访问与数据库的逻辑结构进行了一定程度的隔离。
四、数据由数据库管理系统统一管理和控制
1、数据的安全性保护
- 数据库管理系统可以对数据进行多种安全保护措施，通过用户身份验证机制，只有授权的用户才能访问数据库，在企业数据库中，不同级别的用户（如普通员工、部门经理、系统管理员）具有不同的权限，普通员工可能只能查询自己的工资信息，而部门经理可以查询和统计本部门员工的相关信息，系统管理员则拥有对整个数据库的管理权限，数据库管理系统还可以对数据进行加密存储，防止数据在存储和传输过程中被窃取或篡改。
2、数据的完整性约束
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- 数据库管理系统能够确保数据的完整性，完整性约束包括实体完整性、参照完整性和用户定义完整性，实体完整性要求表中的主键不能为空且唯一，例如在员工信息表中，员工编号作为主键，每个员工必须有唯一的编号，参照完整性确保了表与表之间关联关系的正确性，如在订单表中的用户编号必须是用户表中存在的用户编号，用户定义完整性则根据具体的业务规则来定义，比如员工的年龄必须在一定的合理范围内等。
3、并发控制
- 当多个用户或进程同时访问和修改数据库中的数据时，数据库管理系统能够进行并发控制，在一个航空订票系统中，多个售票点可能同时查询和预订某一航班的机票，数据库管理系统通过加锁机制等方式来确保并发操作的正确性，防止出现数据不一致的情况，如两个售票点同时预订最后一张机票的冲突。
4、数据库恢复
- 在数据库系统遇到故障（如硬件故障、软件错误、人为操作失误等）时，数据库管理系统能够进行数据库恢复操作，数据库管理系统会定期对数据库进行备份，当发生故障时，可以利用备份数据和日志文件来恢复数据库到故障前的状态，如果数据库服务器突然断电，在重新启动后，数据库管理系统可以根据之前的备份和日志文件，将未完成的事务进行回滚或者重新执行已提交事务的操作，从而保证数据库的一致性和可用性。
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