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1、2021/2/211第1章数据库技术的发展及基本理论2021/2/212【学习目标】了解数据管理技术和数据库技术的发展历史掌握数据库系统的概念与组成了解数据库基本理论熟悉关系数据库的设计2021/2/213引入信息在现代社会和国民经济发展中所起的作用越来越大,信息资源的开发和利用水平已成为信息化建设的重要方面。在信息管理中,最核心的问题就是数据处理,数据库技术就是作为数据处理中的一门技术而发展起来的。2021/2/2141.1数据管理技术的发展历史数据处理是指对各种形式的数据进行收集、组织、加工、传播等工作,其基本目的是从大量的、杂乱无章的甚至是难以理解
2、的数据中抽取并推导出有条理的、意义更明确的数据,为进一步的活动提供决策的依据。数据管理是指对数据的组织、存储、分类、检索和维护等工作,所以数据管理是数据处理的基本环节。2021/2/2151.1.1数据管理技术的发展历史人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段2021/2/2161.人工管理阶段时间:50年代中期以前计算机发展状况:计算机采用的是批处理工作方式,主要用于科学计算。存储设备主要采用卡片、纸带和磁带,从软件上看,没有操作系统和实现数据管理的软件,仅提供I/O程序。数据管理特点:数据不独立,它是程序的组成部分,因此只有程序(Program)的概念
3、,没有文件(File)的概念;数据也不能共享,一组数据对应一个程序,数据是面向应用的;此时的数据一般不长期保存。2021/2/217数据组1应用程序1数据组2应用程序2数据组n应用程序n图1-1人工管理数据模式2021/2/2182.文件系统阶段时间:从50年代后期到60年代中期特点:(1)用户可将数据组织成文件提交系统进行自动管理,这样数据可以长期保存在磁盘等存储设备上。(2)文件组织已多样化,有多种形式的组织结构。(3)程序和数据有了一定的独立性,数据不再属于某个特定的程序,可以重复使用,但程序仍然基于特定的物理结构和存取方法,因此数据结构与程序之间
4、的依赖关系并未根本改变。2021/2/219问题:(1)数据冗余较大,文件系统仅能提供以文件为单位的数据共享;(2)对数据的表示和处理能力较差,文件的结构和操作比较单一,不够丰富。(3)数据和程序的独立性较差,一个数据文件基本上对应一个程序,文件的逻辑结构与程序密切相关。2021/2/2110文件1应用程序1文件2应用程序2文件n应用程序n存取方法图1-2文件系统阶段程序与数据的关系2021/2/21113.数据库系统阶段时间:60年代后期开始数据库系统的目标是:解决数据冗余,实现独立性,实现数据共享并解决由于数据共享而带来的数据完整性、安全性及并发控制
5、等一系列问题。为实现这一目标,数据库的运行必须由一个软件系统来控制,这个软件系统称为数据库管理系统(DataBaseManagementSystem,简称DBMS)。2021/2/2112应用程序1应用程序2应用程序n数据库管理系统数据库图1-3数据库系统阶段程序与数据的关系2021/2/21131.1.2数据库技术的发展数据库系统起源于60年代中期,从此开始了它的迅速发展历程。数据库系统的发展始终是以数据模型的发展为主线,其发展可以划分为三代。2021/2/21141.第一代数据库系统即层次数据库系统和网状数据库系统。2.第二代数据库系统第二代数据库系
6、统,即关系数据库系统(RDBMS)。该系统的主要特点是:概念单一化,数据及数据间的联系都用关系来表示;以关系代数为理论基础;数据独立性强;数据库语言采用说明性语言,大大简化了用户的编程难度。2021/2/21153.第三代数据库系统第三代数据库系统,即面向对象数据库系统,是基于扩展的关系数据模型或面向对象数据模型的,是尚未完全成熟的一代数据库系统,其主要特点是支持包括数据、对象和知识的管理;在保持和继承第二代数据库系统技术的基础上引入面向对象等新技术;对其它系统开放,具有良好的可移植性、可连接性、可扩充性等。2021/2/21161.2数据库系统的概念和
7、组成数据库(DataBase)、数据库管理系统(DBMS)和数据库系统(DataBaseSystem)是数据库技术中常用的术语,三者之间既有区别又有联系。2021/2/21171.2.1数据库系统的概念1.数据库所谓数据库,就是为了满足不同用户的多种应用需要,在计算机系统中按照一定的组织结构存储在计算机介质上的互相关联的数据集合。2021/2/21182.数据库管理系统数据库管理系统是一个以统一的方式管理、维护数据库中数据的软件系统,它要在操作系统的支持与控制下运行,其功能主要有:建立数据库;接受并执行用户对数据库的操作命令;进行系统运行控制,如数据库的
8、并发控制、数据安全性和完整性控制等。3.数据库系统数据库系统是指在计算机系统中引