數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程,這一過(guò)程大致可分為三個(gè)階段:
手工管理階段 文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
1.1.3.1手工管理階段
在五十年代中期以前,計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算,計(jì)算機(jī)上沒有操作系統(tǒng),沒有管理數(shù)據(jù)的專門軟件,也沒有像磁盤這樣的設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)期數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)是:
1. 數(shù)據(jù)不保存。
2. 數(shù)據(jù)和程序一一對(duì)應(yīng),即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)之間是相互獨(dú)立、彼此無(wú)關(guān)的。
3. 沒有軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,程序員不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)(如圖1.2中記錄的型),而且還要在程序中設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu),包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法及輸入輸出方式等。也就是說(shuō)數(shù)據(jù)對(duì)程序不具有獨(dú)立性,數(shù)據(jù)是程序的組成部分,一旦數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上有所改變,必須修改程序。
數(shù)據(jù)管理從五十年代后期進(jìn)入文件系統(tǒng)階段。操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理數(shù)據(jù)的軟件,一般稱為文件系統(tǒng)。所謂文件系統(tǒng)是一種專門管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件。在文件系統(tǒng)中,按一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)組織成為一個(gè)文件,應(yīng)用程序通過(guò)文件系統(tǒng),對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取和加工。 文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)是:
1. 文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換由系統(tǒng)進(jìn)行,使程序與數(shù)據(jù)有了一定的獨(dú)立性。
2. 文件系統(tǒng)中的文件基本上對(duì)應(yīng)于某個(gè)應(yīng)用程序,即數(shù)據(jù)還是面向應(yīng)用的。不同的應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)以文件為單位的共享,但是當(dāng)所需要的數(shù)據(jù)有部分相同時(shí),也必須建立各自的文件。
3. 文件系統(tǒng)中的文件是為某個(gè)應(yīng)用服務(wù)的,文件的邏輯結(jié)構(gòu)對(duì)該應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是優(yōu)化的。因此,要想對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)再增加一些應(yīng)用很困難,系統(tǒng)不易擴(kuò)充。一旦數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變,必須修改程序。而應(yīng)用程序的改變,也將影響文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。數(shù)據(jù)和程序缺乏獨(dú)立性。
1.1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
為了說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),我們引入一個(gè)例子。以學(xué)校對(duì)學(xué)生管理為例。為簡(jiǎn)明起見,假定檔案室、教學(xué)管理部門和學(xué)生工作部門在文件系統(tǒng)下已建立如下三個(gè)文件:
在上述三個(gè)數(shù)據(jù)文件中,存在如下幾方面的問(wèn)題:
(1) 數(shù)據(jù)大量重復(fù)。
(2) 文件的邏輯結(jié)構(gòu)在應(yīng)用程序中定義(例如PASCAL或C語(yǔ)言),若文件的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須改變程序。
(3) 文件系統(tǒng)對(duì)文件管理的最主要的特征是以文件為單位,文件是獨(dú)立的、分散的,文件僅反映自身的信息而不能反映文件之間的聯(lián)系。
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的組織分為三層,第一層面向各類用戶,是針對(duì)用戶的組織形式。第二層是面向系統(tǒng)整體,包含全體用戶所需信息、對(duì)全局性能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),第三層面向計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ),在保證存儲(chǔ)第二層所含信息的前提下,按物理存取的形式來(lái)組織的文件結(jié)構(gòu),是真正在外部存儲(chǔ)器中保存的文件。即用戶所使用的數(shù)據(jù)文件(邏輯上存在)和在外部存儲(chǔ)器實(shí)際存放的數(shù)據(jù)文件(物理上存在)是徹底分離的。數(shù)據(jù)是按三級(jí)結(jié)構(gòu)方式組織,而三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系由兩級(jí)映射實(shí)現(xiàn)。這就是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理方式。
這種在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一管理之下,具有較少的冗余、較高的獨(dú)立性,支持多用戶共享,并且相互有聯(lián)系的文件的集合,稱為數(shù)據(jù)庫(kù)(Data Base 簡(jiǎn)稱DB)。
手工管理階段 文件系統(tǒng)階段 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
1.1.3.1手工管理階段
在五十年代中期以前,計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算,計(jì)算機(jī)上沒有操作系統(tǒng),沒有管理數(shù)據(jù)的專門軟件,也沒有像磁盤這樣的設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這個(gè)時(shí)期數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)是:
1. 數(shù)據(jù)不保存。
2. 數(shù)據(jù)和程序一一對(duì)應(yīng),即一組數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)一個(gè)程序。不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)之間是相互獨(dú)立、彼此無(wú)關(guān)的。
3. 沒有軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,程序員不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)(如圖1.2中記錄的型),而且還要在程序中設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu),包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法及輸入輸出方式等。也就是說(shuō)數(shù)據(jù)對(duì)程序不具有獨(dú)立性,數(shù)據(jù)是程序的組成部分,一旦數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)上有所改變,必須修改程序。
數(shù)據(jù)管理從五十年代后期進(jìn)入文件系統(tǒng)階段。操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理數(shù)據(jù)的軟件,一般稱為文件系統(tǒng)。所謂文件系統(tǒng)是一種專門管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)軟件。在文件系統(tǒng)中,按一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)組織成為一個(gè)文件,應(yīng)用程序通過(guò)文件系統(tǒng),對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取和加工。 文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的特點(diǎn)是:
1. 文件的邏輯結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換由系統(tǒng)進(jìn)行,使程序與數(shù)據(jù)有了一定的獨(dú)立性。
2. 文件系統(tǒng)中的文件基本上對(duì)應(yīng)于某個(gè)應(yīng)用程序,即數(shù)據(jù)還是面向應(yīng)用的。不同的應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)以文件為單位的共享,但是當(dāng)所需要的數(shù)據(jù)有部分相同時(shí),也必須建立各自的文件。
3. 文件系統(tǒng)中的文件是為某個(gè)應(yīng)用服務(wù)的,文件的邏輯結(jié)構(gòu)對(duì)該應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)是優(yōu)化的。因此,要想對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)再增加一些應(yīng)用很困難,系統(tǒng)不易擴(kuò)充。一旦數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)改變,必須修改程序。而應(yīng)用程序的改變,也將影響文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的改變。數(shù)據(jù)和程序缺乏獨(dú)立性。
1.1.3.3數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
為了說(shuō)明數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn),我們引入一個(gè)例子。以學(xué)校對(duì)學(xué)生管理為例。為簡(jiǎn)明起見,假定檔案室、教學(xué)管理部門和學(xué)生工作部門在文件系統(tǒng)下已建立如下三個(gè)文件:
在上述三個(gè)數(shù)據(jù)文件中,存在如下幾方面的問(wèn)題:
(1) 數(shù)據(jù)大量重復(fù)。
(2) 文件的邏輯結(jié)構(gòu)在應(yīng)用程序中定義(例如PASCAL或C語(yǔ)言),若文件的邏輯結(jié)構(gòu)改變必須改變程序。
(3) 文件系統(tǒng)對(duì)文件管理的最主要的特征是以文件為單位,文件是獨(dú)立的、分散的,文件僅反映自身的信息而不能反映文件之間的聯(lián)系。
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的組織分為三層,第一層面向各類用戶,是針對(duì)用戶的組織形式。第二層是面向系統(tǒng)整體,包含全體用戶所需信息、對(duì)全局性能的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),第三層面向計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ),在保證存儲(chǔ)第二層所含信息的前提下,按物理存取的形式來(lái)組織的文件結(jié)構(gòu),是真正在外部存儲(chǔ)器中保存的文件。即用戶所使用的數(shù)據(jù)文件(邏輯上存在)和在外部存儲(chǔ)器實(shí)際存放的數(shù)據(jù)文件(物理上存在)是徹底分離的。數(shù)據(jù)是按三級(jí)結(jié)構(gòu)方式組織,而三級(jí)結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系由兩級(jí)映射實(shí)現(xiàn)。這就是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的管理方式。
這種在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的統(tǒng)一管理之下,具有較少的冗余、較高的獨(dú)立性,支持多用戶共享,并且相互有聯(lián)系的文件的集合,稱為數(shù)據(jù)庫(kù)(Data Base 簡(jiǎn)稱DB)。

