本文目的在于使讀者對數據庫系統(或叫數據庫軟件)的基本知識能有一個較為全面的了解，為今后的學習和工作打下基礎。

1.什么是數據庫

    隨著科學技術的發展，人類對信息的依賴程度也在不斷地增加。數據作為表達信息的一種量化符號，正在成為人們處理信息時重要的操作對象。所謂數據處理就是對數據的收集、整理、存儲、分類、排序、檢索、維護、加工、統計和傳輸等一系列工作全部過程的概述。數據處理的目的就是使我們能夠從浩瀚的信息數據海洋中，提取出有用的數據信息，作為我們工作、生活等各方面的決策依據。數據管理則是指對數據的組織、編碼、分類、存儲、檢索和維護，它是數據處理的一個重要內容中心。數據處理工作由來以久，早在1880年美國進行人口普查統計時，就已采用穿孔卡片來存儲人口普查數據，并采用機械設備來完成對這些普查數據所進行的處理工作。數據管理的發展可以分為三個階段，人工管理階段、文件管理階段和數據庫管理階段。

2.1人工管理階段

    這一階段發生于六十年代以前，當時計算機硬件和軟件發展才剛起步，數據管理中全部工作，都必須由程序員設計程序來完成。而且由于當時的程序和硬件設備綁定的很死，因此當硬件設備更換或升級時原有的程序都要重寫。我印象最深的一件事情就是我當年在dos上花了幾年的時間寫了一個應用程序并且保存了大量的數據，結果windows3.0出來后不但程序完全用不了，連數據都完全沒用了，因為數據格式發生了變化！那種失落感讓我現在都難忘記。

2.2文件管理階段

    這一階段發生于六十年代，由于當時計算機硬件的發展，以及系統軟件尤其是文件系統的出現和發展，人們開始利用文件系統來幫助完成數據管理工作，說得通俗點就是現在我們電腦目錄中各種文件的雛形，數據以文件的形式進行保存，方便修改刪除等操作；使用這種管理方式，不僅減輕進行數據管理的應用程序工作量，更重要地是，當數據的物理組織或存儲設備發生變化時，數據的邏輯組織可以不受任何影響，因此，當系統從windows3.0升級到windows98時，雖然我的應用程序沒法使用了，但是錄入的數據還是可以繼續使用。

    但是由于各個應用程序所輸出的數據格式不統一，因此數據無法通用。例如人事部門、教務部門和醫務部門都有學生的數據信息，而且許多數據是相同的，如姓名、年齡、性別等，由于各部門應用程序不同，所產生的數據也不同。這樣不僅造成了大量的相同數據重復存儲，而且在修改時，常常需要同時修改三個文件中的數據項，除此之外，采用文件系統來幫助進行數據管理工作，在數據的安全和保密等方面，也難以采取有效的措施加以控制。

2.3數據庫管理階段

    從六十年代后期開始，人們逐步發展了以數據的統一管理和數據共享為主要特征的數據庫系統。即在數據在統一控制之下，為盡可能多的應用和用戶服務，數據庫中的數據組織結構與數據庫的應用程序相互間有較大的相對獨立性等。與以往前數據管理方法和技術相比，利用數據庫系統來進行數據管理工作具有以下三個顯著特點：

    （1）從整體角度組織數據

    數據庫系統與文件系統的最大差別就在于前者在描述數據時，不僅僅是對數據本身進行描述，而且對數據之間的相互聯系也進行了描述。如前面提到的人事部門、教務部門和醫務部門對學生數據的管理工作，在利用數據庫系統來進行管理時，若從整體考慮，其數據的組織結構如圖1.1所示。

圖1.1 學生信息數據組織結構

    （2）數據可為多個應用服務

    正因為數據庫中的數據是從整體角度進行組織的，因此，數據庫中所存儲的數據往往就不僅局限于只為一二個應用提供服務，而是在更大范圍內為僅可能多的應用提供服務，如圖1.1所示的一個數據庫中所存儲的數據，就至少可以為三個部門的應用提供服務。而實際上如圖1.1所示的數據組織結構僅僅只是一個學校數據管理數據庫中的一小部分。與此同時由于數據庫系統是以多級（層）組織模式對數據進行組織的，各級（層）模式之間的映射是由數據庫系統自己完成的，這就使得數據與程序之間可以具有較高的物理和邏輯相對獨立性。正是這一點，給數據庫中的數據為多個應用提供服務奠定了基礎。事實上數據庫的規模越大，所能夠提供的應用服務就可以越多，也就越能體現出數據庫在數據管理中的優勢。當然這只是相對而言，隨著數據庫中數據規模的擴大，數據庫應用系統的制作和維護的工作也在迅速增加。

    （3）有一個數據庫系統的管理軟件

    任何數據庫系統都包含一個管理軟件，即數據庫系統的管理軟件，通常又稱為數據庫管理系統，它負責統一管理數據庫系統中所有數據資源，是數據庫系統與用戶應用之間的接口，通過它，用戶可以不必要了解過多的計算機硬件、軟件和數據庫本身許多專業知識，更不用去了解數據庫系統是如何完成數據管理工作的具體細節，如文件如何打開、關閉、讀、寫等等，就可以通過編寫一些較為簡單數據庫應用程序，很方便地完成在較高級別邏輯組織基礎上的數據管理工作。除此之外，數據庫管理系統還負責完成在對數據庫進行并發訪問時，保證數據一致性的并發控制工作；保證數據安全性的訪問控制工作；以及在數據庫系統出現故障時，提供保證數據一致性和完整性的恢復機制等諸多數據庫系統本身的各種管理控制工作。因此這里也可以看出，數據庫管理系統功能的強弱及其各項性能指標的好壞，是衡量數據庫系統質量的一個極其重要的因素。

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