1内容n程序管理阶段的背景、特点n文件管理阶段的背景、特点n数据库管理阶段的背景、特点n数据库技术的特点n三种管理方式的比较2数据管理的发展阶段数据管理的发展阶段n早期的手工数据处理n结绳记事、算盘、手摇计算机、帐薄n电子数据处理 Electronic Data Processingn人工管理阶段（50年代中期以前）n文件系统阶段（50年代后期-60年代中期）n数据库系统阶段（60年代后期开始）膨胀的数据量需要新的数据管理方法。一年又一年的家庭帐本3人工管理阶段人工管理阶段n背景n计算机主要用于科学计算n数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等n外存为顺序存取设备n磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备n没有操作系统，没有数据管理软件n用户用机器指令编码，通过纸带机输入程序和数据，程序运行完毕后，由用户取走纸带和运算结果，再让下一用户上机操作需求技术条件4人工管理阶段人工管理阶段访问访问访问数据1数据2数据n程序1程序2程序n思考：这样的处理方式好不好？思考：这样的处理方式好不好？5人工管理阶段人工管理阶段n特点n用户完全负责数据管理工作n数据的组织、存储结构、存取方法、输入输出等n数据完全面向特定的应用程序n每个用户使用自己的数据，数据不保存，用完就撤走n数据与程序没有独立性n程序中存取数据的子程序随着存储结构的改变而改变n磁带的特点n优点：廉价地存放大容量数据n缺点：顺序访问；1%所需，100%访问6文件系统阶段文件系统阶段n背景n计算机不但用于科学计算，还用于管理n外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备n有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统n文件存储空间的管理n目录管理n文件读写管理n文件保护需求技术条件7文件系统阶段文件系统阶段数据1数据2数据n存取方式程序1程序2程序n8文件系统阶段文件系统阶段n特点n系统提供一定的数据管理功能n存取方法（索引文件、链接文件、直接存取文件、倒排文件等）n支持对文件的基本操作（增、删、改、查等），用户程序不必考虑物理细节n数据的存取基本上以记录为单位n数据仍是面向应用的n一个数据文件对应一个或几个用户程序n数据与程序有一定的独立性n文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换，数据在存储上的改变不一定反映在程序上9文件系统阶段文件系统阶段n数据的共享性差，冗余度大n数据分散管理，孤立n数据与程序的独立性差n数据的逻辑结构改变则必须修改应用程序n数据的不一致性n由于数据存在很多副本，给数据的修改与维护带来了困难，容易造成数据的不一致性n数据查询困难n记录之间无联系10文件系统阶段文件系统阶段补贴系别姓名学号住址系别性别姓名学号学位学分系别姓名学号学位 出身年龄系别性别姓名学号思考：有更好思考：有更好的数据管理方的数据管理方法吗？法吗？11数据库系统阶段数据库系统阶段n数据不是依赖于程序的附属品，而是现实世界中独立存在的对象数据1统一存取数据2数据n程序2程序1程序n13数据库学科的研究领域数据库学科的研究领域n数据库管理系统软件的研制n目前常用的数据库：oracle, DB2, SYBASE, INFORMIX, SQL SERVER, ACCESS, FOXBASE, FoxPro, Visual FoxPro, dBASEn数据库理论n关系的规范化理论n数据库设计n数据库设计方法与工具14数据库技术的特点n面向全组织的复杂的数据结构n支持全企业的应用而不是某一个应用n数据的结构化。n这是数据库系统的主要特征之一，与文件系统的根本差别。文件系统只是记录的内部有结构，记录之间无联系。而数据库中的文件相互联系。n数据的冗余度小，易扩充n数据集中管理，数据共享，因此冗余度小n每个应用选用数据库的一个子集，只要重新选取不同子集或者加上一小部分数据，就可以满足新的应用要求，这就是易扩充性15数据库技术的特点学号姓名性别系别年龄住址出身学位学分补贴16数据库技术的特点n具有较高的数据和程序的独立性n把数据库的定义和描述从应用程序中分离出去n数据描述是分级的（全局逻辑、局部逻辑、存储）n数据的存取由系统管理，用户不必考虑存取路径等细节，从而简化了应用程序n数据独立性n当数据的结构发生变化时，通过系统提供的映象（转换）功能，使应用程序不必改变n数据的物理独立性n当数据的存储结构改变时，应用程序不必改变n数据的逻辑独立性n当数据的逻辑结构改变时，应用程序不必改变17数据库技术的特点n统一的数据控制功能，数据共享程度高n数据的安全性控制（Security）n保护数据以防止不合法的使用所造成的数据泄露和破坏n措施：用户标识与鉴定，存取控制n数据的完整性控制（Integrity）n数据的正确性、有效性、相容性n措施：完整性约束条件定义和检查n并发控制（Concurrency）n对多用户的并发操作加以控制、协调，防止其互相干扰而得到错误的结果并使数据库完整性遭到破坏n措施：封锁18数据库系统 vs 文件系统n文件系统的弱点n记录之间无联系n难于维护数据的完整性n数据库系统的用武之地n有查询n整体数据结构化n运行效率和开发效率都大大提高19数据管理的发展阶段小结数据管理的发展阶段小结n各阶段的技术及应用背景计算机应用范围外存储设备 数据管理软件人 工 管理阶段科学计算顺序存储无文 件 系统阶段延伸到管理领域直接存储文件管理系统数 据 库系 统 阶段更广泛的应用价格低、性能好数据库管理系统20数据管理的发展阶段数据管理的发展阶段n各个阶段的差别体现谁管理数据数据面向谁 数据与应用的独立性人 工 管理阶段程序编写员完全面向程序融为一体文 件 系统阶段物理存储方面由文件系统管理面向程序仍然比较紧密数 据 库系 统 阶段数据库管理系统DBMS面向全组织 二层独立21