数据库系统1-1:数据处理的发展过程

数据管理经历了从低级到高级的发展过程,这一过程大致可分为三个阶段:
  手工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段

  1.1.3.1手工管理阶段
  在五十年代中期以前,计算机主要用于科学计算,计算机上没有操作系统,没有管理数据的专门软件,也没有像磁盘这样的设备来存储数据。这个时期数据管理的特点是:
  1. 数据不保存。
  2. 数据和程序一一对应,即一组数据对应一个程序。不同应用程序的数据之间是相互独立、彼此无关的。
  3. 没有软件系统对数据进行管理,程序员不仅要规定数据的逻辑结构(如图1.2中记录的型),而且还要在程序中设计物理结构,包括存储结构、存取方法及输入输出方式等。也就是说数据对程序不具有独立性,数据是程序的组成部分,一旦数据在存储上有所改变,必须修改程序。

数据管理从五十年代后期进入文件系统阶段。操作系统中已经有了专门的管理数据的软件,一般称为文件系统。所谓文件系统是一种专门管理数据的计算机软件。在文件系统中,按一定的规则将数据组织成为一个文件,应用程序通过文件系统,对文件中的数据进行存取和加工。 文件系统数据管理的特点是:
  1. 文件的逻辑结构与存储结构的转换由系统进行,使程序与数据有了一定的独立性。
  2. 文件系统中的文件基本上对应于某个应用程序,即数据还是面向应用的。不同的应用程序可以实现以文件为单位的共享,但是当所需要的数据有部分相同时,也必须建立各自的文件。
  3. 文件系统中的文件是为某个应用服务的,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应用很困难,系统不易扩充。一旦数据的逻辑结构改变,必须修改程序。而应用程序的改变,也将影响文件的数据结构的改变。数据和程序缺乏独立性。

  1.1.3.3数据库系统阶段
  为了说明数据库系统的特点,我们引入一个例子。以学校对学生管理为例。为简明起见,假定档案室、教学管理部门和学生工作部门在文件系统下已建立如下三个文件:
 在上述三个数据文件中,存在如下几方面的问题:
  (1) 数据大量重复。
  (2) 文件的逻辑结构在应用程序中定义(例如PASCAL或C语言),若文件的逻辑结构改变必须改变程序。
  (3) 文件系统对文件管理的最主要的特征是以文件为单位,文件是独立的、分散的,文件仅反映自身的信息而不能反映文件之间的联系。
  数据库系统对数据的组织分为三层,第一层面向各类用户,是针对用户的组织形式。第二层是面向系统整体,包含全体用户所需信息、对全局性能的数据结构,第三层面向计算机物理存储,在保证存储第二层所含信息的前提下,按物理存取的形式来组织的文件结构,是真正在外部存储器中保存的文件。即用户所使用的数据文件(逻辑上存在)和在外部存储器实际存放的数据文件(物理上存在)是彻底分离的。数据是按三级结构方式组织,而三级结构之间的联系由两级映射实现。这就是数据库系统对数据的管理方式。

  这种在数据库管理系统的统一管理之下,具有较少的冗余、较高的独立性,支持多用户共享,并且相互有联系的文件的集合,称为数据库(Data Base 简称DB)。

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