内部资料 注意保密南昌大学南昌大学第一章 数据库发展史授课教师：黄旭慧 南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 第一章第一章 数据库发展史数据库发展史教学内容：教学内容： 数据管理技术的发展；数据管理技术的发展； 数据库技术的产生和发展；数据库技术的产生和发展； 数据库应用系统体系结构的发展。数据库应用系统体系结构的发展。教学重点：教学重点： 数据库技术的产生和发展；数据库技术的产生和发展；教学目的：教学目的： 使同学们对数据库技术的概貌有一个使同学们对数据库技术的概貌有一个 初步的了解初步的了解, ,提高同学们对学习数据库提高同学们对学习数据库 技术的兴趣。技术的兴趣。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学简介提纲 一、数据管理技术的发展一、数据管理技术的发展三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点四、高级数据库技术四、高级数据库技术二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志五、数据库应用系统体系结构的发展五、数据库应用系统体系结构的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学数据处理：数据处理：数据管理数据管理： 最初是指在计算机上加工商业、企业的信息最初是指在计算机上加工商业、企业的信息 和数据；现在常用来泛指非科技工程方面的和数据；现在常用来泛指非科技工程方面的 所有计算、管理和操纵任何形式的数据资料。所有计算、管理和操纵任何形式的数据资料。 指指对数据数据进行收集、分行收集、分类、组织、编码、 存存储、检索、索、维护和和传播等工作。播等工作。 一、一、数据管理技术的发展数据管理技术的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学数据管理技术的发展阶段数据管理技术的发展阶段南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学数据管理技术的发展阶段数据管理技术的发展阶段1人工管理阶段人工管理阶段 2文件系统阶段文件系统阶段(倒排文件系统倒排文件系统) 3数据库管理数据库管理南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学人工管理阶段人工管理阶段南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学人工管理阶段人工管理阶段-数据管理的特点数据管理的特点、数据的逻辑结构和物理结构相同，数据的组织方式、数据的逻辑结构和物理结构相同，数据的组织方式必须由程序员自行设计与安排必须由程序员自行设计与安排;逻辑结构：数据在用户面前所呈现的结构。逻辑结构：数据在用户面前所呈现的结构。物理结构：数据在物理存储设备上的结构。物理结构：数据在物理存储设备上的结构。（存储结构改变就要修改程序）（存储结构改变就要修改程序）、数据不保存在机器中、数据不保存在机器中;、没有专用的软件对数据进行管理、没有专用的软件对数据进行管理;、只有程序的概念而没有文件的概念、数据面向应用、只有程序的概念而没有文件的概念、数据面向应用也就是一组数据只能对应一个程序。也就是一组数据只能对应一个程序。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学文件系统阶段文件系统阶段南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 文件系统阶段文件系统阶段-数据管理的特点数据管理的特点 数据的逻辑结构和物理结构有一定的区别，有文件数据的逻辑结构和物理结构有一定的区别，有文件 系统的存取方法来实现两者间的转换；系统的存取方法来实现两者间的转换； 数据可长期保存在外存的磁盘上；数据可长期保存在外存的磁盘上； 文件组织已呈现多样化文件组织已呈现多样化, ,有索引文件有索引文件, ,链接文件和散链接文件和散 列文件等；列文件等； 数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用；数据不再属于某个特定的程序，可以重复使用； 对数据的访问以记录为单位对数据的访问以记录为单位, ,数据仍是面向应用的。数据仍是面向应用的。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学文件系统阶段文件系统阶段南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学文件系统的三个缺陷：文件系统的三个缺陷： 数据冗余性、数据冗余性、 数据不一致性、数据不一致性、 数据联系弱。数据联系弱。职工工资文件职工工资文件职工档案文件职工档案文件职工保健文件职工保健文件南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学文件系统文件系统 - 数据库系统数据库系统职工工资文件职工工资文件职工档案文件职工档案文件职工保健文件职工保健文件职工工资文件职工工资文件职工档案文件职工档案文件职工保健文件职工保健文件文件系统中的文件文件系统中的文件数据库中的文件数据库中的文件南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 倒排文件系统阶段倒排文件系统阶段 为了提高系统性能，对索引文件进行推广，即：为了提高系统性能，对索引文件进行推广，即： 对每个字段都提供单独的索引。对每个字段都提供单独的索引。 优点：优点：使用户不仅能用关键码，而且也能按字段的任何组合使用户不仅能用关键码，而且也能按字段的任何组合 容易地检索记录。很适合于信息检索系统。容易地检索记录。很适合于信息检索系统。缺点：缺点：索引可能比数据占有更多的存储空间；索引可能比数据占有更多的存储空间； 数据的更新比较复杂和困难。数据的更新比较复杂和困难。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学简介提纲 一、数据管理技术的发展一、数据管理技术的发展三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点四、高级数据库技术四、高级数据库技术二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志五、数据库应用系统体系结构的发展五、数据库应用系统体系结构的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志1.1968年，年，IBM的基于层次模型的的基于层次模型的IMS系统。系统。2.1969年，美年，美CODASYL颁布的颁布的DBTG报告，报告，提出了网状模型数据库系统。提出了网状模型数据库系统。3.1970年，年，IBM的发表了论文，提出了关系模的发表了论文，提出了关系模型，奠定了关系数据库理论。型，奠定了关系数据库理论。2020世纪世纪6060年代的三件大事：年代的三件大事：南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学简介提纲 一、数据管理技术的发展一、数据管理技术的发展三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点四、高级数据库技术四、高级数据库技术二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志五、数据库应用系统体系结构的发展五、数据库应用系统体系结构的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点 1. 1. 数据管理的特点：数据管理的特点： 面向全组织的复杂的数据结构，实现了数据的结构化面向全组织的复杂的数据结构，实现了数据的结构化; ; 有有较高的数据独立性高的数据独立性; ; 系统提供了四个方面的控制功能：数据库恢复、数据库系统提供了四个方面的控制功能：数据库恢复、数据库 的并发控制、数据完整性、数据安全性的并发控制、数据完整性、数据安全性; ; 对数据的操作可以以数据项为单位对数据的操作可以以数据项为单位, ,增加了系统的灵活性增加了系统的灵活性; ; 用户可以使用程序方式也可以使用交互方式操作数据库。用户可以使用程序方式也可以使用交互方式操作数据库。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学用户用户1 1用户用户2 2用户用户n n外模式外模式局部逻辑结构局部逻辑结构映像功能映像功能（逻辑独立性逻辑独立性）模式模式全局逻辑结构全局逻辑结构内模式内模式映像功能映像功能（物理独立性物理独立性）数据库的物理结构数据库的物理结构 南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学2.数据库技术的术语数据库技术的术语u数据库数据库(DB)(DB)u数据库管理系统（数据库管理系统（DBMSDBMS）u数据库技术数据库技术 u数据库系统（数据库系统（DBSDBS） 南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 数数据据库库管管理理系系统统DBMSDBMS是是位位于于用用户户与与操操作作系系统统（OSOS）之之间间的的一一层层数数据据管管理理软软件件，它它为为用用户户或或应应用用程程序序提提供供访访问问DBDB的的方方法法，包包括括DBDB的的建建立立、查查询询、更更新新及及各各种种数数据据控控制。制。 DBMS DBMS总是基于某种数据模型，总是基于某种数据模型，可以分为：可以分为： 层次型、网状型、关系型和面向对象型等。层次型、网状型、关系型和面向对象型等。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学数据库管理系统数据库管理系统DBMSDBMS：DBMSOS用户应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序应用程序数据库数据库管理系统管理系统(DBMS)数据库数据库管理员管理员（DBADBA）数数据据库库DB南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 数数据据库库技技术术是是研研究究数数据据库库的的结结构构、存存储储、设设计计、管理和使用的一门软件学科。管理和使用的一门软件学科。 数据库系统数据库系统（Database SystemDatabase System，简记为，简记为DBSDBS）DBSDBS是是实实现现有有组组织织地地、动动态态地地存存储储大大量量关关联联数数据据、方方便便多多用用户户访访问问的的计计算算机机硬硬件件、软软件件和和数数据据资资源源组组成成的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。的系统，即它是采用数据库技术的计算机系统。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学简介提纲 一、数据管理技术的发展一、数据管理技术的发展三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点四、高级数据库技术四、高级数据库技术二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志五、数据库应用系统体系结构的发展五、数据库应用系统体系结构的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学分布式数据库系统分布式数据库系统面向对象数据库技术面向对象数据库技术各种新型的数据库技术各种新型的数据库技术四、高级数据库技术四、高级数据库技术四、高级数据库技术四、高级数据库技术南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学分布式数据库系统的特点：分布式数据库系统的特点： 数据库的数据物理上分布在各个场地，但逻辑上是一个数据库的数据物理上分布在各个场地，但逻辑上是一个 整体。整体。 每个场地既可以执行局部应用（访问本地每个场地既可以执行局部应用（访问本地DBDB），也可以），也可以 执行全局应用（访问异地执行全局应用（访问异地DBDB）。）。 各地的计算机由数据通信网络相连接。本地计算机单独各地的计算机由数据通信网络相连接。本地计算机单独 不能胜任的处理任务，可以通过通信网络取得其它不能胜任的处理任务，可以通过通信网络取得其它DBDB和和 计算机的支持。计算机的支持。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学分布式数据库系统结构：分布式数据库系统结构：通信网通信网局部处理机局部处理机局部处理机局部处理机局部终端局部终端数据库数据库数据库数据库数据库数据库局部终端局部终端全局终端全局终端南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 面向对象数据库系统的特点：面向对象数据库系统的特点： 面向对象数据模型能完整地描述现实世界的数面向对象数据模型能完整地描述现实世界的数 据结构，能表达数据间嵌套、递归的联系。据结构，能表达数据间嵌套、递归的联系。 具有面向对象技术的封装性（把数据与操作定具有面向对象技术的封装性（把数据与操作定 义在义在一起）和继承性（继承数据结构和操作）义在义在一起）和继承性（继承数据结构和操作） 的特点，提高了软件的可重用性。的特点，提高了软件的可重用性。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 各种新型的数据库技术：各种新型的数据库技术： 演绎数据库，主动数据库，基于逻辑的数据库，时态演绎数据库，主动数据库，基于逻辑的数据库，时态数据库，模糊数据库，模糊演绎数据库，并行数据库，多数据库，模糊数据库，模糊演绎数据库，并行数据库，多媒体数据库，内存数据库，联邦数据库，工作流数据库，媒体数据库，内存数据库，联邦数据库，工作流数据库，工程数据库，地理数据库等。工程数据库，地理数据库等。南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学简介提纲 一、数据管理技术的发展一、数据管理技术的发展三、数据库系统阶段的特点三、数据库系统阶段的特点四、高级数据库技术四、高级数据库技术二、数据库阶段的标志二、数据库阶段的标志五、数据库应用系统体系结构的发展五、数据库应用系统体系结构的发展南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学五、五、数据数据库应用系用系统体系体系结构的构的发展展: 1 1、集中式、集中式DBDB体系结构体系结构 即：主从式（主机终端式）即：主从式（主机终端式）用户终端终端主机主机DB存取请求存取请求处理结果处理结果通信线路通信线路南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学2.CS结构的演变：结构的演变： 两层两层C/SC/S结构：结构： 表示层：负责显示表示层：负责显示 功能层：实现应用逻辑功能层：实现应用逻辑 数据层：负责数据管理数据层：负责数据管理客户机客户机DB应用应用服务器服务器DB服务器服务器客户机客户机DB第一层第一层 第二层第二层服务器服务器 三层三层C/SC/S结构结构:南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学两两层C/S结构：构：客户机客户机1 1客户机客户机4 4客户机客户机2 2客户机客户机3 3服务器服务器南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学三三层C/S结构：构：客户机客户机1 1客户机客户机4 4客户机客户机1 1客户机客户机3 3应用服务器应用服务器数据库数据库服务器服务器南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学 Web上的数据上的数据库应用是典型的用是典型的: 三层三层C/SC/S结构结构 即：即： B/S B/S结构结构DBWWW服务器服务器DB服务器服务器WWW浏览器浏览器中间件中间件南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学三三层B/S结构：构：InternetInternet 浏览器浏览器1 1浏览器浏览器3 3浏览器浏览器2 2应用服务器应用服务器数据库数据库服务器服务器南昌大学南昌大学南昌大学南昌大学精精 读读: : 教材教材 P.2 P.2 P.10 P.10习习 题：题： P.10 1.3 P.10 1.3 1.7 1.7精读和习题要求精读和习题要求内部资料 注意保密南昌大学南昌大学