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数据库复习之数据库系统概述,数据库系统概述之数据管理技术的产生和进步

四月 6th, 2019  |  882828九五至尊手机版

数据库是数码管理的风行技术,是总结机科学的显要分支。从协同事务处理(On-Line
Transaction Processing,OLTP)到手拉手肥西处理(On-Line Analysis
Processing,OLAP),从壹般企管到电脑援助设计与制作(CAD/CAM)、总结机集成创制系统(CIMS)、电子行政事务(e-Convernment)、电子商务(e-Commerce)地理音信体系(GIS)等等。

数据管理指对数码举行分拣、组织、编码、存储、检索和掩护,它是数量处理的主干难题。而多少的拍卖是指对各样数据开始展览采集、存款和储蓄、加工和散布的壹多级活动的总和。

数码、数据库、数据库管理系列和数据库系统是与数据库技术密切相关的五个基本概念。

数量管理技术经验了人为管理、文件系统、数据库系统 四个级次。

 

多少管理四个等级的可比如下表所示:

数据

人工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
时间 20世纪50年代中期以前 20世纪50年代后期到60年代中期 20世纪60年代后期以来
应用背景 科学计算 科学计算、数据管理 大规模数据管理
硬件背景 无直接存取存储设备 磁盘、磁鼓 大容量磁盘、磁盘阵列
软件背景 没有操作系统 有文件系统 有数据库管理系统
处理方式 批处理 联机实时处理、批处理 联机实时处理、分布处理、批处理
数据的管理者 用户(程序员) 文件系统 数据库管理系统
数据面向的对象 某一应用程序 某一应用 现实世界(一个部门、企业、跨国组织等)
数据的共享程度 无共享,冗余度极大 共享性差,冗余度大 共享性高,冗余度小
数据的独立性 不独立、完全依赖于程序 独立性差 具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性
数据的结构化 无结构 记录内有结构、整体无结构 整体结构化,用数据模型描述
数据控制能力 应用程序自己控制 应用程序自己控制 由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力

数据是数据库中蕴藏的为主对象。数据的档次有过种种,文本(Text)、图形(graph)、图像(Image)、音频(奥迪(Audi)o)、录像(Video)、学生的档案记录、货物的运载景色等等。那些都以属于数据的片段。

一、人工管理阶段

人造管理数据有如下特点:

数据的定义多样两样,咱们联合能够掌握为:描述事物的号子记录称为数据。

1.数据不保留

即时总括机主要用以科学总结,一般不要求将数据长期保留,只是总计某1课题时输入数据,用完就撤军。

数量的表达是指对数码含义的证实,数据的意义称之为数据的语义,数据与其语义是严密的。

贰.应用程序管理数据

数量须求由应用程序本人陈设、表明(定义)和管理,未有对号入座的软件系统承担数据的管理工作。应用程序中不但要规定数额的逻辑结构,而且要统一筹划物理构造(蕴涵仓库储存结构、存取方法、输入方式等),所以程序员负担很重。

 

三.数据不共享

数据是面向应用程序的,壹组数据只好对应七个程序。几个应用程序涉及部分同一的数据时,只好分别定义,不可能相互利用、参照,由此先后与程序间有恢宏冗余数据。

数据库(Database,简称DB)

4.数额不享有独立性

数量的逻辑结构或物理构造产生变化后,必须相应地修改应用程序,因而加重了程序员的承受。

数据库,很多的明亮的不二等秘书诀,正是存放数据的仓库而已。个中的库房是电脑的存款和储蓄设备,当然了,当中的数量也是按自然的格式举办存放的。

二、文件系统阶段

用文件系统一管理理数据有如下特点:

 

一.数额足以一劳永逸保留

出于计算机多量用于数据处理,数据要求长日子保留在外部存款和储蓄器上屡次进行查询、修改、插入和删除等操作。

多少的概念:

2.由文件系统一管理理数据

由尤其的软件即文件系统进行数据管理,文件系统把数据协会成彼此独立的数据文件,利用“按文件名访问,按记录实行存取”的管制技术,能够对文件举行修改、插入和删除的操作。文件系统完成了笔录内的结构性,但全部无协会(文本由记录构成,记录内部有几许结构(记录由若干品质组成),但记录之间未有联系)。程序和数量里面由文件系统提供存取方法实行更换,使应用程序和数目里面有了自然的独立性,程序员可以不要过多地驰念情理细节,将精力集中于算法。而且数量在储存上的改动不必然反映在先后上,大大节约了维护程序的工作量。

数据库是由来已久储存在计算机中、有组织的(有自然的数据结构)、可以共享的雅量数码的汇聚。数据库中的数据是依据一定的数据模型组织、描述和仓库储存,具有较小的冗余度(redundancy)、较高的数码独立性(data
independence)和易增加性,并可为种种用户共享。

三.数码共享性差,冗余度大

在文件系统中,3个(或1组)文件基本上对应多个应用程序,即文件仍旧是面向应用的。不一样的应用程序具有部分雷同的数量时,也非得树立分级的公文,而不可能共享相同的数目,由此数据的冗余度(redundancy)大,浪费存储空间,而且由于重复存款和储蓄、各自管理,简单导致数据不均等,扩充了数码修改和保卫安全的难度。

如上所述,数据库数据有所不可磨灭存储、有集体和可共享四个最中央的特色。

4.数据独立性差

文件系统中的文件为某一特定应用服务,文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的,所以要想对现有的数额再充实新的运用是很不便的,系统科学扩张。
若果数据的逻辑结构改变,必须修改相应程序,修改文件结构的定义。因而数据与程序之间依然不够独立性。

足见,文件系统照旧是一个不抱有弹性的无协会的数目集合,即文件之间是孤立的,不能够反展示实世界事物之间的内在联系。

 

三、数据库系统阶段

为缓解多用户、多选用共享数据的须求,使数据为尽也许多的应用服务,数据库技术出现,出现了联合保管数据的尤其软件系统——数据库管理种类。从文件系统到数据库系统,标志着数量管理技术的飞快。
对照于人工管理和文件系统,数据库系统全部明显的独到之处,其关键特征如下:

数据库管理类别(Database Management System,DBMS)

壹.数目结构化

数据库系统贯彻完整数量的结构化,那是数据库的首要特征之1,也是数据库系统与文件系统的本质差异。“全体”结构化指在数据库中的数据不再一味针对某一利用,而是面向全集团;不仅数量里面是结构化的,而且全体也是结构化的,数据里面是有联系的。(而文件系统只是里面有社团,但完全无组织,记录之间从未关系)

在数据库系统中,不仅数量是完整结构化的,而且存取数据的办法也很灵敏,能够存取数据库中的某三个数据项、一组数据项、一个记录或一组记录。(而在文件系统中,数据的存取单位是记录,粒度不能够细到多少项。)

数据库管理体系是坐落用户与操作系统之间的一层数据库管理软件。数据库管理连串和操作系统一样是计算机的底子软件,也是1个巨型复杂的软件系统。

二.数据的共享性高,冗余度低,易扩充

数据库系统从完整角度看待和描述数据,数据不再面向某些应用而是面向整体系统,因而数据能够被八个用户、八个使用共享利用。数据共享能够大大减少数据冗余,节约存款和储蓄空间,还是能防止数据间的不相容性和差异性。数据的不一致性指同一数据不一致拷贝的值分裂。

鉴于数量面向全体类别,是有结构的数码,不仅能够被多少个利用共享利用,而且便于扩大新的使用,那就使数据库系统弹性大、易于扩张。能够采用全部数据的种种子集用于区别的应用程序,当使用需要变动或增添时,只要重新选取分裂的子集加上部分多少,便可满意新需要。

 

叁.数目独立性高

数码独立性席卷数据的大体独立性和数据的逻辑独立性
大体独立性指用户的应用程序与存款和储蓄在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。数据在磁盘上的数据库中怎么着存款和储蓄是有DBMS管理的,用户程序不要求明白,应用程序要处理的只是数据的逻辑结构,这样当数码的情理存款和储蓄改变时,应用程序不用改变。
逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。当数码的逻辑结构发生改变,用户程序也足以不变。

多少独立性是由DBMS的二级映像成效来保险的。

数量与程序的独立,把数据的概念从程序中分别出来,加上存取数据的法门又由DBMS负责提供,从而简化了应用程序的编纂,大大收缩了应用程序的护卫和修改。

数据库管理种类的最重要成效

四.数目由DBMS统1管控

数据库的共享是并发的共享,即多个用户能够而且存取数据库中的数据,甚至足以同时存取数据库中同二个数目。
为此DBMS还必须提供以下几上面包车型客车数量控制机能:

一.数目定义功用

(1)数据的安全性(Security)保护

多少的安全性是指保卫安全数量,以防备违法的施用导致数据的泄密和毁损。使每一种用户只好按规定对少数数据以有个别格局开始展览应用和拍卖。

———-DBMS提供数据定义语言(Data Definition
Language,DDL),用户通过它可以一本万利的对数据对象开始展览定义。

(2)数据的完整性(Integrity)检查

数量的完整性指数据的不错、有效性、相容性。完整性检查将数据控制在使得的范围内,或保障数据之间满意一定的涉嫌。

2.数据协会、存储和管制

(3)并发(Concurrency)控制

当五个用户的面世进度同时存取、修改数据库时,只怕会发生相互烦扰而赢得错误的结果或使数据库的完整性受到损坏,因此必须对多用户的面世操作加以控制和和谐。

DBMS要分类组织、存款和储蓄和保管各类数据,包涵数据字典、用户数量、数据的存取路径等。

(四)数据复苏(Recovery)

电脑类其他硬件故障、软件故障、操作员的失误以及故意的毁伤也会影响数据库中数据的没有错,甚至造成数据库部分或任何数量的遗失。DBMS必须拥有将数据库从漏洞百出状态上升到某1已知的科学状态(也号称完整气象或同1状态)的功力,那就是数据库的东山再起效率。

总结,数据库是旷日持久积存在微型计算机内有组织的汪洋的共享的多少集合。它能够供各个用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。DBMS在数据库建立、运用和护卫时对数据库实行联合支配,以担保数据库的完整性、安全性,并在多用户同时选取数据库时开展并发控制,在产生故障后对数据库进行还原。

数据库系统的产出使音信种类从 以加工数据的主次为主干 转向
围绕共享的数据库为核心的新阶段。这样既有益数据的集中管理,又便于应用程序的研制和护卫,进步了数量的利用率和相容性,进步了决定的可靠性。

数据协会和仓库储存的主导指标是狠抓存储空间利用率和惠及存取,提供种种存取模式(如索引查找、Hash查找、顺序查找等)来提升存取功效。

三.数量操作功能

DBMS还提供数据操纵语言(data Manipulation
Language,DML),用户能够运用DML,操纵数据,达成对数据库的基本操作,如查询、插入、删除和改动等。

4.数据库的事务管理和平运动转管理

数据库在确立、运用和珍重时由数据库管理体系集合保管、统壹开始展览控制,以保障数据的安全性、完整性、多用户对数码的面世使用及发生故障后的种类苏醒。

5.数据库的创造和爱慕功效

它回顾:数据库初步数据的输入、转换职能,数据库的转储、恢复生机法力,数据库的重协会成效和品质监视、分析成效等。而那几个功用通常都是由1些实用程序大概管理工科具来代替落成的。

陆.任何的职能

包蕴:DBMS与网络中其它的软件系统的通讯功效,壹般由数据库、数据库管理种类(及其开发工具)、应用体系、数据库管理员构成。

图片 1

数据库技术是应数据管理职务的必要而爆发的。

数据管理则是指对数码实行分析、协会、编码、存款和储蓄、检索和维护,它是数额处理的核心难题。

而数据的处理是指对各样数码举办收集、存储、加工和扩散的1层层活动的总和。

 

软件管理技术发展的一个阶段

一、人工管理阶段

在20世纪50年份中叶在此以前,总括机主要用于科学计算,当时的外表存款和储蓄器唯有纸带、卡片、磁带,未有磁盘等直接存取的存款和储蓄设备。软件情状更是未有操作系统,没有管理数据专门的软件,对于数据的处理则是采用批处理的主意展开始拍录卖。所以,人工管理数据颇具如下的风味:

一.数目不保留

二.应用程序管理数据

三.多少不共享

四.数量不拥有独立性

在人工管理阶段,程序和数量里面包车型地铁涉及都是逐一对应的。

 

2、文件系统阶段

20世纪50年间末期到60年间早先时代,此时早就存在外存那些囤积的设施;在软件方面,操作系统中也存在了专门的数码管理软件。壹般被叫作文件系统,处理的章程除了有批处理的章程,而且可以兑现同步实时处理。

文件系统一管理理数据的特征如下:

一.数码能够长时间保存

贰.由文件系统一管理理数据

而是文件系统存在着必然的欠缺,具体如下:

一.数额共享性较大,冗余度大

二.数据的独立性较差

三.并发访问简单爆发至极

4.数额的安全性难以控制

 

叁、数据库系统阶段

数据库系统的表征:(与人工管理和文件系统绝相比而言)

壹.数额结构化

数据库系统达成全部数量的结构化,那是数据库的首要特点之一,也是数据库系统与文件系统的本质不同。

”全部“结构化是指在数据库中的数据不再单单针对某一应用,而是面向全公司;不仅数量里面是结构化的,而且整机是结构化的,数据里面是享有联系的。

二.数据的共享性高,冗余度低,易扩张

数量的共享能够大大收缩数据冗余,节约存款和储蓄空间,数据共享还是能够够幸免数据里面包车型大巴不相容性与不一致性。

出于数量是面向全部种类,是有组织的多少,不仅能够被八个应用共享利用,而且便于扩张新的应用,那使得数据库系统弹性大,易于增加,能够适应用户的种种急需。

三.数额独立性高

数据独立性包涵物理独立性和逻辑独立性。

物理独立性是指用户的应用程序与存款和储蓄在磁盘上的数据库中数量是相互独立的。也正是说,数据在磁盘上的数据库中怎样存款和储蓄是由DBMS管理的,用户程序不必要领会,应用程序要拍卖的只是多少的逻辑结构,那样,当数码的物理存款和储蓄改变的时候,应用程序不用改变。

逻辑独立性是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是并行独立的。也正是说逻辑结构改变了,用户程序也得以不改变。

四.数量是由DBMS统1管控

数据库的共享是出现(Concurrency)共享的,即七个用户能够同时储存数据库中的数据竟然能够而且存取数据库中同样数据。

DBMS还非得提供多少个数据控制机能:

四.1、数据的安全性(Security)吝惜

四.二、数据的完整性(Integrity)检查

4.3、并发(Concurrency)控制

四.四、数据库复苏(Recovery)

 

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