数据库的元数据指的是描述数据库结构和内容的数据。它们是数据库中存储关于数据库对象（如表、列、索引、触发器等）的数据，包括对象的名称、类型、大小、约束条件、索引、权限等信息。元数据还包括关于数据库中数据类型、存储引擎、表空间、日志等的信息。元数据可以被视为描述数据库架构的“数据词典”。

元数据在数据库系统中扮演着重要的角色。它们提供了有关数据库架构的信息，因此是数据库管理系统（DBMS）的关键组成部分。元数据的主要功能包括：

1. 数据库对象的定义和描述：元数据提供了数据库中各个对象（如表、列、索引等）的定义和描述。

2. 数据库操作的限制：元数据可以提供有关数据库操作的限制信息，例如，哪些用户可以访问某个对象，哪些用户可以修改某个对象等。

3. 数据库的性能和优化：元数据可以提供有关数据库结构和索引的信息，这有助于数据库系统的性能和优化。

4. 数据库的安全性：元数据可以提供有关数据库的安全信息，例如，哪些用户有访问权限，哪些用户有修改权限等。

在数据库系统中，元数据通常存储在系统表中，这些表是DBMS的一部分。在许多数据库管理系统中，这些系统表可以通过SQL查询访问，从而获得有关数据库结构和内容的元数据信息。

底层的实现原理可以根据具体的数据库管理系统而有所不同，但是通常涉及到以下几个方面：

1. 存储结构：元数据通常存储在系统表中，这些表可以使用关系型数据库的数据结构来存储。

2. 访问控制：由于元数据包含有关数据库中敏感信息的描述，因此需要对其进行访问控制，以确保只有授权用户可以访问和修改元数据。

3. 数据库更新：当用户执行数据库架构更改操作（如创建、修改或删除表、列、索引等）时，DBMS会自动更新相应的元数据信息。

4. 数据库恢复和备份：在数据库备份和恢复操作中，元数据也需要被备份和恢复，以确保数据库恢复后，元数据的信息与原始数据库一致。

总的来说，元数据在数据库系统中扮演着非常重要的角色，它们提供了关于数据库结构和内容的重要信息，帮助DBMS进行数据库管理和优化。