数据库入门导论

1.基本概念

1. 数据库：数据库是长期保存在计算机存储设备上的、有组织或按一定的格式存放的、可共享的数据集合。
2. 数据：数据是描述事物的符号，在日常生活中，人们用自然语言（中文）来描述事物，而在计算机世界中，为了存储和处理这些事物，就只能略带机械地、有所挑选地抽出这些事物的某些特征，用一条记录的形式来描述。例如，在一个人自我介绍的是一般会说，我叫小明，今年16岁，我来自湖北省……，我喜欢打篮球等，那么可能保存如下的一条记录：

姓名 性别 年龄 住址 爱好 小明 男 16 湖北省…… 篮球

3. 信息：信息是包含在数据（或图形）中的有价值的东西，是对简单的数据进行加工处理后，从中提炼出的新东西。例如，一个数据集合中年龄最大的是谁，最小的又是谁、他们的年龄相差多少等信息。
4. 数据管理：数据管理是指对数据的收集、整理、组织、存储、维护、计算、检索、传送、加密等操作。
5. 数据库管理系统（DBMS）：数据库管理系统（Database Management System）是建立在操作系统的基础上，对物理数据库进行统一管理和控制的软件。

2.数据处理技术的产生与发展
一、人工处理阶段
20世纪50年代中期以前，计算机的数据处理技术采用的是人工处理技术。当时的硬件状况是，只有纸带、卡片、磁带等外部设备，还没有磁盘等直接的存储设备；软件的状况是，还没有操作系统，没有数据管理软件。数据以符号或打孔的方式存储在外部的存储设备上，以批处理的方式读入计算机进行处理。这个阶段具有如下特点：

• 数据不保存：当时的计算机主要用来科学计算，一般不需要长期保存数据，只是在计算时才将数据输入。
• 应用程序员管理数据：数据有应用程序员自己管理，没有其他的软件来负责管理数据。应用程序员不但要规定程序的逻辑结构，还要设计其物理结构（包括存储结构、存取方式、输入方式等），程序员的负担很重。
• 数据不能共享：数据是面向程序的，一组数据对应一个应用程序。当多个程序涉及相同的数据时，必须各自定义，无法相互利用，因此造成了大量的数据冗余。
• 数据不具有独立性：当数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，就必须对应用程序进行相应的修改。

二、文件系统处理阶段
20世纪50年代后期到60年代中期，计算机不再只是用于科学计算，它可以做一些非数值的处理。这时，硬件方面已经有了磁盘、磁鼓等直接存取设备，软件方面已经有了操作系统，而且在数据库中还具有了专门管理数据的软件，即文件系统。

• 数据可以长期保存：数据可以长期保存在硬盘、磁鼓等直接存取的存储设备中，可以反复的进行查询、修改、插入、修改等操作。
• 由文件系统管理数据：文件系统按一定的规则将数据组织成彼此相互独立数据文件，利用“按文件名访问，按记录进行存取”的技术，对文件进行修改、插入和删除等操作。文件系统实现了记录内的结构性，但整体无结构文件系统对数据管理，实际上是通过应用程序和数据之间的一种借口关系实现的，使得应用程序采用统一的存取方式来操作数据。同时，应用程序和数据之间是直接的对应关系了。
• 数据共享性差：文件系统只是简单地存放数据，各个文件之间并没有有机地联系起来。数据的存放依赖于应用程序对其的使用方法，即文件仍然是面向应用程序的，不同的程序任然很难共享同一个数据文件。
• 数据独立性差：文件系统中的某个文件的逻辑结构对某个应用程序来说是最优的，但如果增加一些新的应用功能时，往往就要修改文件的逻辑结构，但这是很难做的事情，这使应用程序很难扩充。如果采用不同的语言来开发应用程序，也可能需要修改文件的逻辑结构。因此，数据与应用程序之间任然缺乏独立性。

三、数据库系统处理阶段
为了克服文件系统的缺点，人们对文件系统进行了扩充，研制了一种结构化的数据组织和处理方式，即数据库系统。
数据库也是以文件的方式存储数据的，但它是数据的一种高级组织形式。在应用程序与数据库之间，有一个新的数据管理软件，即数据库管理系统。数据库管理系统对数据的处理方式与文件系统不同，它把所有应用程序中所有的数据汇聚在一起，并以记录为单位存储，以便应用程序查询和使用。数据库管理系统提供对数据库中的数据进行统一管理和控制的功能，保证数据的安全性和完整性，完善的数据备份和恢复功能是数据库系统的核心。