资源简介

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数据库系统概述
第1章
目录
01
数据库系统
的基本概念
02
数据管理技术
03
数据模型
04
数据库系统
的结构
05
数据库领域
的新技术
本章主要内容
本章主要介绍数据库系统的基本概念、数据管理技术的产生和发展、数据模型、数据库系统的结构和数据库领域的新技术等。
数据库技术主要研究如何对数据进行科学管理，从而为人们提供可共享的、安全的、可靠的数据。数据库技术是现代计算机信息系统和计算机应用系统的基础和核心。因此，掌握数据库技术是全面认识计算机系统的重要环节，也是适应信息化时代的重要基础。
数据管理技术
第1章
02
1.2.1 术语和基本概念
数据管理中涉及的一些术语和基本概念如下。
（1）数据安全性：是指保护数据，防止不合法使用数据造成数据的泄密和破坏，使每个用户只能按照规定对某些数据以某种方式进行访问和处理。
（2）数据共享性：指数据可以被多个用户、多个应用程序共同使用。
（3）数据冗余度：指同一数据重复存储时的重复度。
（4）数据一致性：指同一数据不同副本的值一样。
1.2.1 术语和基本概念
（5）数据完整性：是指数据的正确性、有效性和相容性。
（6）并发控制：指对多用户的并发操作加以控制和协调，防止因相互干扰而得到错误的结果。
（7）数据库恢复：将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态。
（8）数据独立性：指应用程序和数据结构之间相互独立、互不影响，包括物理独立性和逻辑独立性。
20世纪40年代中期至50年代中期，计算机主要用于科学计算，处理的数据量有限，并且数据一般不需要长期存储。硬件存储方面只有纸带、卡片、磁带等，还没有磁盘等直接存取的外部存储设备；软件方面只有汇编语言，还没有操作系统和专门管理数据的软件。这个阶段的数据管理具有如下特点。
(1) 数据不保存
(2) 应用程序管理数据
(3) 数据不共享
(4) 数据不具有独立性
1.2.2 人工管理阶段
在人工管理数据阶段，应用程序与数据之间的对应关系如图所示。
1.2.2 人工管理阶段
1.2.3 文件系统管理阶段
20世纪50年代后期到60年代中期，计算机得到了很大程度的发展，不再局限于科学计算，已经开始进行信息管理。
此时，硬件方面已经有了磁盘、磁鼓等直接存取存储设备，软件方面出现了高级语言和操作系统，操作系统中有专门进行数据管理的软件，称为文件系统。
文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用 “按文件名访问，按记录进行存取”的管理技术，可以对文件中的数据进行存取操作。
程序与数据间的关系
在高级程序设计语言出现之后，程序员不仅可以创建文件长期保存数据，而且还可以编写应用程序处理文件中的数据，定义文件的结构，实现对文件中数据的插入、删除、修改和查询等操作。
应用程序对数据文件的访问，需要通过操作系统中的文件系统来完成，文件系统真正实现对物理磁盘中文件中数据的存取操作。 文件系统管理阶段程序与数据间的对应关系如图所示。
用文件存储并管理数据示例
设应用程序A1实现“学生基本信息管理”功能，应用程序A2 实现“学生选课管理”功能。
存在的问题
文件系统管理阶段对数据的管理有了很大进步，但并没有彻底解决一些根本问题，主要体现在以下几个方面：
（1）程序员负担仍然比较重；
（2）易产生数据冗余；
（3）数据独立性较差；
（4）并发控制困难；
（5）数据之间联系弱；
（6）难以满足不同用户对数据的需求；
（7）无安全控制功能。
1.2.4 数据库系统管理阶段
20世纪60年代后期以来，为了解决多用户、多应用共享数据需求，数据库技术应运而生，出现了统一管理数据的专门软件—数据库管理系统。
数据库系统管理阶段，用户对数据的所有操作都是通过数据库管理系统实现的，而且不再针对数据文件编写应用程序。数据库系统管理阶段数据管理特点如图所示。
数据库系统与文件系统管理数据的不同
使用文件系统管理数据时，应用程序直接访问数据文件；而使用数据库管理数据时，应用程序通过数据库管理系统访问数据。
使用数据库管理数据时，用户不再逐一对文件进行数据访问，而是针对存储某个单位或组织全部信息的数据库进行访问，数据文件的存储位置和存储结构等信息被数据库隐藏了，而且数据文件的这些信息由数据库管理系统统一进行管理。
数据库系统阶段管理数据的特点
结构化数据及其联系的集合
数据冗余度低
数据独立性高
数据共享性高并能保证数据的一致性
数据安全性和可靠性较高
保证数据完整性

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