第一节数据库基本概念.ppt
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1、第一节数据库基本概念,一 信息、数据和数据处理 二 数据管理技术的发展 三 数据库系统 习 题,一 信息、数据和数据处理 人类的社会活动和生产活动,离不开对信息的收集、保存、利用和处理,特别是当今生产力突飞猛进,新技术层出不穷,信息量迅速剧增,人类社会进入了信息化的阶段。那么什么是信息呢?信息是人们用来对客观世界直接进行描述、可在人们之间进行传递的一些知识。信息需要被加工和处理、需要被交流和使用。,随着计算机技术的迅速发展,计算机具有的高速处理能力和存储容量巨大的特点,使得人们有可能对大量的信息进行保存和加工处理。为了记载信息,人们使用各种各样的物理符号和它们的组合来表示信息,这些符号及其组合
2、就是数据。数据是信息的具体表示形式,信息是数据的有意义的表现。由此可见,信息和数据有一定的区别,信息是观念性的,数据是物理性的。在有些场合信息和数据难以区分,信息本身就是数据化了的,数据本身是一种信息。因此在很多场合不对它们进行区分,信息处理与数据处理往往指同一个概念,计算机之间交换数据也可以说成是交换信息等等。,有了数据就产生了数据处理的问题,人们收集到的各种数据需要经过加工处理。所谓数据处理包括对数据的收集、记载、分类、排序、存储和计算等工作。其目的是使有效的信息资源得到合理和充分地利用,从而促进社会生产力的发展。 数据处理经过了手工处理、机械处理、电子数据处理三个阶段。今天,用计算机进行
3、数据处理方法的研究已成为计算机技术中的主要课题之一,数据库技术已成为社会信息化时代不可缺少的方法和工具。,二 数据管理技术的发展 随着计算机数据处理技术的发展,数据管理技术先后经历了三个发展阶段,即人工管理阶段、文件系统管理阶段和数据库系统管理阶段。 1人工管理阶段 在20世纪50年代中期以前,计算机主要用于科学计算。当时的硬件状况是:外存只有纸带、卡片、磁带,没有磁盘等直接存取的存储设备;软件状况是:没有操作系统,没有管理数据的软件;数据处理方式是批处理。 返回,图6-1 程序与数据的存放,对数据的管理是由程序员个人考虑和安排的,一个程序对应于一组数据,进行程序设计时,往往也要对数据的结构、
4、存储方式、输入输出方式等进行设计。严格地说,这种管理只是一种技巧,这是数据自由管理的方式,因此,这一阶段又称为自由管理阶段。其特点是:数据不能长期保存,数据与程序不独立,一组数据对应于一个程序,没有软件系统对数据进行管理,基本上没有文件的概念。程序与数据的存放形式如图6-1所示。,2文件系统管理阶段 20世纪50年代后期到60年代中期,计算机软硬件都得到了发展,计算机不仅用于科学计算,还大量用于管理。这时硬件方面已有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备;软件方面,操作系统中已经有了专门的数据管理软件,一般称为文件系统;数据处理方式上不仅有了批处理,而且能够联机实时处理。该阶段的数据管理具有如下特点
5、:,(1) 数据可以长期保存。 (2) 由文件系统管理数据。 文件系统把数据组织成相互独立的数据文件,利用“按文件名进行访问,按记录进行存取”的管理技术,可以对文件进行修改、插入和删除的操作。程序和数据之间由文件系统提供存取方法进行转换,使应用程序与数据之间有了一定的独立性,程序员可以不必过多地考虑物理细节,将精力集中于算法。 但是,文件系统仍存在以下缺点。,(1) 数据共享性差,冗余度大。 在文件系统中,一个数据文件基本上对应于一个应用程序,即数据仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时,也必须建立各自的文件,而不能共享相同的数据,因此数据的冗余度大,浪费存储空间。同时,由于相
6、同数据的重复存储、各自管理,容易造成数据的不一致性,给数据的修改和维护带来困难。,图6-2 文件系统管理示意图,(2) 数据独立性差。文件系统中的文件是为某一特定应用服务的,文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的。因此,要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难,系统不容易扩充。一旦数据的逻辑结构改变,必须修改应用程序;应用程序的改变,也将引起文件的数据结构的改变。因此数据与程序之间仍缺乏独立性。可见,文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合,即文件之间是孤立的,不能反映现实世界事物之间的内在联系。在文件系统阶段,程序与数据之间的关系如图6-2所示。,3数据库系统管理阶段 20世纪60年
7、代后期以来,计算机软硬件技术得到了飞速发展,同时,计算机用于管理的规模越来越大,应用越来越广泛,数据量急剧增加,多种应用、多种语言互相覆盖地共享数据集合的要求越来越强烈。为了解决多用户、多应用共享数据,使数据为尽可能多的应用服务,显然,文件系统已不能满足应用需求,于是数据库技术便应运而生。出现了统一管理数据的专门软件系统数据库管理系统(DBMS,DataBase Management System)。,图6-3 数据库系统管理示意图,数据库系统管理数据比文件系统具有明显的优点,从文件系统到数据库系统,标志着数据管理技术的飞跃。在数据库系统中,应用程序与数据之间的关系可用图6-3来表示。 与文件
8、系统管理阶段相比,数据库系统管理阶段具有以下的一些特点:,1) 数据结构化 数据结构化是数据库主要特征之一,是数据库系统与文件系统的根本区别。 在文件系统中,相互独立的文件的记录内部是有结构的,传统文件的最简单形式是等长同格式的记录集合,但记录之间是没有联系的,并且文件是面向某一应用的。而实际系统往往涉及许多应用,在数据库系统中不仅要考虑某个应用的数据结构,还要考虑整个组织的数据结构。这就要求在描述数据时不仅要描述数据本身,还要描述数据之间的联系。,在数据库系统中,数据不再针对某一应用,而是面向全组织,具有整体的结构化。不仅数据是结构化的,而且存取数据的方式也很灵活,可以存取数据库中的某一个数
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