2.文件系統(tǒng)
20世紀(jì)50年代后期到60年代中期，計算機的應(yīng)用范圍逐漸擴大，計算機不僅用于科學(xué)計算，而且還大量用于管理。這時可以直接存取的磁鼓、磁盤成為聯(lián)機的主要外部存儲設(shè)備;在軟件方面，出現(xiàn)了高級語言和操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件，稱為文件系統(tǒng)。
在文件系統(tǒng)階段，程序和數(shù)據(jù)有了一定的獨立性，程序和數(shù)據(jù)分開存儲，有了程序文件和數(shù)據(jù)文件的區(qū)別。數(shù)據(jù)文件可以長期保存在外存儲器上被多次存取。
在文件系統(tǒng)的支持下，程序只需用文件名就可以訪問數(shù)據(jù)文件，程序員可以將精力集中在數(shù)據(jù)處理的算法上，面不必關(guān)心記錄在存儲器上的地址和內(nèi)、外存交換數(shù)據(jù)的過程。
但是，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件是為了滿足特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域，或某部門的專門需要而設(shè)計的，服務(wù)于某一特定應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)和程序相互依賴。同一數(shù)據(jù)項可能重復(fù)出現(xiàn)在多個文件中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余度大，這不僅浪費了存儲空間，增加了更新開銷，更嚴(yán)重的是，由于不能統(tǒng)一修改，容易造成數(shù)據(jù)的不—致。
文件系統(tǒng)存在的問題阻礙了數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，不能滿足日益增長的信息需求，這正是數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生的原動力，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生的背景。
3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
從20世紀(jì)60年代后期以來，計算機用于管理的規(guī)模更為龐大，應(yīng)用越來越廣泛，需要計算機管理的數(shù)據(jù)量急劇增長，同時多種應(yīng)用、多種語言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合的要求越來越強烈。這時硬件有大容量磁盤，硬件價格下降;軟件價格上升，為編制和維護系統(tǒng)軟件及應(yīng)用程序所需的成本相對增加。在處理方式上，聯(lián)機實時處理要求更多，并開始提出和考慮分布處理。在這種背景下，以文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理手段已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需求，于是為解決多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求，使數(shù)據(jù)為盡可能多的應(yīng)用提供服務(wù)，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)和統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
1968年美國IBM公司研制成功的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS（Information Management System）標(biāo)志著數(shù)據(jù)處理技術(shù)進人了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。IMS是層次模型數(shù)據(jù)庫。1969年美國CODASYL（Conference on Data System Language，數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會）委員會公布了DBTG報告，對研制開發(fā)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)起到了推動作用。自1970年起，IBM公司的E.F.Godd連續(xù)發(fā)表論文，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)巳逐漸淘汰了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫，成為當(dāng)今最流行的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要目的是有效地管理和存取大量的數(shù)據(jù)資源，包括：提商數(shù)據(jù)的共享性，使多個用戶能夠同時訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù);減小數(shù)據(jù)的冗余，以提高數(shù)據(jù)的一致性和完整性;提供數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的獨立性，從而減少應(yīng)用程序的開發(fā)和維護代價。
為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護而配置的軟件稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Data Base Management System，DBMS）。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以操作系統(tǒng)提供的輸入/輸出控制和文件訪問功能為基礎(chǔ)，因此它需要在操作系統(tǒng)的支持下才能運行。
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為多個用戶或應(yīng)用程序共享的資源，已經(jīng)從應(yīng)用程序中完全獨立出來，由DBMS統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的關(guān)系如圖1.1所示。
20世紀(jì)50年代后期到60年代中期，計算機的應(yīng)用范圍逐漸擴大，計算機不僅用于科學(xué)計算，而且還大量用于管理。這時可以直接存取的磁鼓、磁盤成為聯(lián)機的主要外部存儲設(shè)備;在軟件方面，出現(xiàn)了高級語言和操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件，稱為文件系統(tǒng)。
在文件系統(tǒng)階段，程序和數(shù)據(jù)有了一定的獨立性，程序和數(shù)據(jù)分開存儲，有了程序文件和數(shù)據(jù)文件的區(qū)別。數(shù)據(jù)文件可以長期保存在外存儲器上被多次存取。
在文件系統(tǒng)的支持下，程序只需用文件名就可以訪問數(shù)據(jù)文件，程序員可以將精力集中在數(shù)據(jù)處理的算法上，面不必關(guān)心記錄在存儲器上的地址和內(nèi)、外存交換數(shù)據(jù)的過程。
但是，文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)文件是為了滿足特定業(yè)務(wù)領(lǐng)域，或某部門的專門需要而設(shè)計的，服務(wù)于某一特定應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)和程序相互依賴。同一數(shù)據(jù)項可能重復(fù)出現(xiàn)在多個文件中，導(dǎo)致數(shù)據(jù)冗余度大，這不僅浪費了存儲空間，增加了更新開銷，更嚴(yán)重的是，由于不能統(tǒng)一修改，容易造成數(shù)據(jù)的不—致。
文件系統(tǒng)存在的問題阻礙了數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展，不能滿足日益增長的信息需求，這正是數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生的原動力，也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)產(chǎn)生的背景。
3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
從20世紀(jì)60年代后期以來，計算機用于管理的規(guī)模更為龐大，應(yīng)用越來越廣泛，需要計算機管理的數(shù)據(jù)量急劇增長，同時多種應(yīng)用、多種語言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合的要求越來越強烈。這時硬件有大容量磁盤，硬件價格下降;軟件價格上升，為編制和維護系統(tǒng)軟件及應(yīng)用程序所需的成本相對增加。在處理方式上，聯(lián)機實時處理要求更多，并開始提出和考慮分布處理。在這種背景下，以文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理手段已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需求，于是為解決多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求，使數(shù)據(jù)為盡可能多的應(yīng)用提供服務(wù)，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)和統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)一一數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
1968年美國IBM公司研制成功的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMS（Information Management System）標(biāo)志著數(shù)據(jù)處理技術(shù)進人了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。IMS是層次模型數(shù)據(jù)庫。1969年美國CODASYL（Conference on Data System Language，數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會）委員會公布了DBTG報告，對研制開發(fā)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)起到了推動作用。自1970年起，IBM公司的E.F.Godd連續(xù)發(fā)表論文，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)。目前關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)巳逐漸淘汰了網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和層次數(shù)據(jù)庫，成為當(dāng)今最流行的商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。
數(shù)據(jù)庫技術(shù)的主要目的是有效地管理和存取大量的數(shù)據(jù)資源，包括：提商數(shù)據(jù)的共享性，使多個用戶能夠同時訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù);減小數(shù)據(jù)的冗余，以提高數(shù)據(jù)的一致性和完整性;提供數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的獨立性，從而減少應(yīng)用程序的開發(fā)和維護代價。
為數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護而配置的軟件稱為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Data Base Management System，DBMS）。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)以操作系統(tǒng)提供的輸入/輸出控制和文件訪問功能為基礎(chǔ)，因此它需要在操作系統(tǒng)的支持下才能運行。
在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)已經(jīng)成為多個用戶或應(yīng)用程序共享的資源，已經(jīng)從應(yīng)用程序中完全獨立出來，由DBMS統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序的關(guān)系如圖1.1所示。