软考 系统架构设计师系列知识点之数据库基本概念（2）

接前一篇文章：软考 系统架构设计师系列知识点之数据库基本概念（1）

所属章节：

第6章. 数据库设计基础知识

          第1节 数据库基本概念

6.1.1 数据库技术的发展

数据处理是对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动。数据管理是对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护的活动。数据管理技术的发展经历了3个阶段：人工管理、文件系统和数据库系统阶段。

1. 人工管理阶段

早期的数据处理都是通过手工进行的，因为当时的计算机主要用于科学计算。计算机上没有专门管理数据的软件，也没有诸如磁盘之类的设备来存储数据。在人工管理阶段，数据处理具有以下几个特点：

（1）数据量较少

数据和程序一一对应，即一组数据对应一个程序，数据面向应用，独立性很差。

（2）数据不保存

该阶段计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据长期保存，只在计算一个题目时，将数据输入计算机，计算完成得到计算结果即可。

（3）没有软件系统对数据进行管理

程序员不仅要规定数据的逻辑结构，而且在程序中还要设计物理结构，包括存储结构、数据存取方法、输入输出方式等。

手工处理数据有两个缺点：

（1）应用程序与数据之间的依赖性太强，不相互独立。

（2）数据组和数据组之间可能有许多重复数据，造成数据冗余。

2. 文件系统阶段

由于大容量的磁盘等辅助存储设备的出现，专门管理辅助存储设备上数据的文件系统应运而生。在文件系统中，按一定的规则将数据组织称为一个文件，应用程序通过文件系统对文件中的数据进行存取和加工。

在文件系统阶段中，数据管理的特定如下：

（1）数据不属于某个特定的应用，即应用程序和数据之间不再是直接的对应关系，数据可以重复使用。但是文件系统只是简单地存取数据，相互之间并没有有机的联系，即数据存取依赖于应用程序的使用方法，不同的应用程序仍然很难共享同一数据文件。

（2）数据可以长期保留，数据的逻辑结构和物理结构有了区别，程序可以按照文件名称访问文件，不必关心数据的物理位置，由文件系统提供存取方法。

（3）文件组织形式的多样化，有索引文件、链接文件和Hash文件等。但文件之间没有联系、相互独立，数据间的联系要通过程序去构造。

文件系统具有如下缺点：

（1）数据冗余（Data Redundancy）

文件与应用程序密切相关，相同的数据集合在不同的应用程序中使用时，经常需要重复定义、重复存储，数据冗余度大。

（2）数据不一致性（Data Inconsistency）

由于相同数据的重复存储、单独管理，同样的数据可能存在于多个不同的文件中，给数据的修改和维护带来难度，容易造成数据的不一致性。

（3）数据孤立（Data Isolation）

即数据联系弱。由于数据分散在不同的文件中，而这些文件可能具有不同的文件格式，文件之间是孤立的，所以从整体上看，文件之间没有反映现实世界事物之间的内在联系，因此很难对数据进行合理的组织以适应不同应用的需要。

3. 数据库系统阶段

数据库系统是由计算机软件、硬件资源组成的系统，它有组织地、动态地存储大量关联数据，方便多用户访问。它与文件系统重要的区别是数据的充分共享、交叉访问、与应用程序的高度独立性。

数据库系统阶段数据管理的特点如下：

（1）采用复杂的数据模型表示数据结构

数据模型不仅描述数据本身的特点，还描述数据之间的联系。数据不再面向某个应用，而是面向整个应用系统。数据冗余明显减少，实现了数据共享。

（2）有较高的数据独立性

数据库也是以文件方式存储数据的，但是它是数据的一种更高的组织形式，在应用程序和数据库之间由DBMS负责数据的存取。DBMS对数据的处理方式和文件系统不同，它把所有应用程序中使用的数据以及数据之间的联系汇集在一起，以便于应用程序查询和使用。

数据库系统与文件系统的区别是：

• 对应用程序的高度独立性

数据库对数据的存储是按照同一种数据结构进行的，不同的应用程序都可以直接操作这些数据。

• 数据的充分独立性

数据库系统对数据的完整性、一致性和安全性都提供了一套有效的管理手段。

• 操作方便性

数据库系统还提供了管理和控制数据的各种简单操作命令，容易掌握，使用户编写程序更为简单。

至此，“6.1.1 数据库技术的发展”的全部内容就讲解完了。更多内容请看下回。