数据管理与数据库
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数据管理与数据库
数据库的常用术语
在系统地介绍数据库的基本概念之前，本节首 先介绍一些数据库最常用的术语和基本概念：
数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统 数据管理技术的产生和发展 数据库系统的特点
信息
• 泛指通过各种方式传播的，可被感受的数 字、文字、图像和声音等符号所表征的某 一事物的新的消息、情报和知识。它是观 念性的东西，是人们头脑对现实事物的抽 象反映，与载体无关。
数据库系统的组成
用户 用户 用户
应用系统
应用开发工具
数据库管理系统
操作系统
数据库管理员
数据库
信息系统
• 是由人、硬件、软件和数据资源组成的复 合系统，目的是及时、正确地收集、加工、 存储、传递和提供信息，实现组织中各项 活动的管理、调节和控制。
数据独立性
• 1）物理数据独立性 • 2）逻辑数据独立性
• 数据库应满足各种用户的不同需要 • 1）批处理用户，也称为应用程序用户。这 类用户使用程序设计语言编写应用程序， 对数据进行检索、插入、修改等操作，并 产生数据输出 • 2）联机用户，或称终端用户。终端用户可 使用简单的终端命令或查询语言对数据库 进行存取操作。 • 由于各种用户可以同时使用一个数据库， 所以数据库应具有数据共享特性，并提供 数据完整性控制、安全性控制以及并发控 制功能。
数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理 现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界 的模拟。
数据模型应满足三方面要求：
能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现
数据模型的组成要素
数据结构 数据结构是所研究的对象类型的集合。规定了如何把 基本的数据项组织成较大的数据单位，以描述数据的的类 型、内容、性质和数据之间的相互关系。 数据操作 数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的 操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
应用程序1
文件1
应用程序2
文件2
存取方法
应用程序n
文件n
文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
数据库系统阶段
20世纪60年代后期以来，硬件价格下降；软件 则价格上升，为编制和维护系统软件及应用程序所需 的成本相对增加；在处理方式上，联机实时处理要求 更多，并开始提出和考虑分布处理。在这种背景下， 以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需 求，于是为了解决多用户、多应用共享数据的需求， 使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术便应运而 生，出现了统一管理数据的专门软件系统┈┈┈数据库 管理系统
数据
• 数据（Data）：描述事物的符号记录称为数据。描述事物 的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、 语言等多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算 机。 • 数据与信息的关系 • 数据与信息是两个既有联系、又有区别的概念。数据是信 息的载体，信息则是对数据加工的结果，是对数据的解释。 • 计算机系统的每项操作，均是对数据进行某种处理、数据 输入计算机后，经存储、传送、排序、计算、转换、检索、 制表及仿真等操作，输出人们需要的结果，即产生信息。
数据库技术的产生和发展
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。 在应用需求的推动下，在计算机硬件、软件发展的基 础上，数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数 据库系统三个阶段。
人工管理阶段
人工管理数据具有如下特点：
（1）数据不保存
（2）应用程序管理数据：数据需要由应用程序自己 管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。 （3）数据不共享 （4）数据不具有独立性：数据的逻辑结构或物理结 构发生变化后，必须对应用程序做相应的修改，这就 进一步加重了程序员的负担。
数据库（DataBase，简称DB）
所谓数据库是长期存储在计算机内、有组织的、 可共享的数据集合、数据库中的数据按一定的数据 模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高 的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
• 数据库概念包含2层意思： • 1）数据库是一个实体，它是能够合理保管 数据的“仓库”，用户在该“仓库”中存 放要管理的事务的数据，“数据”和“库” 两个概念结合成为“数据库” • 2）数据库是数据管理的新方法和技术，它 能够更合理地组织数据、更方便地维护数 据、更严密地控制数据和更有效地利用数 据。
应用程序1
数据集1
应用程序2
数据集2
应用程序n
数据集n
人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
Hale Waihona Puke Baidu
文件系统阶段
用文件系统管理数据具有如下特点：
（1）数据可以长期保存
（2）由文件系统管理数据：文件系统实现了记录内 的结构性，但整体无结构。程序和数据之间由文件系 统提供存取方法进行转换，使应用程序与数据之间有 了一定的独立性。 （3）数据共享性差，冗余度大 （4）数据独立性差
数据库管理系统（DataBase Management System， 简称DBMS） 数据库管理系统位于用户与操作系统之间的一 层数据管理软件。它的主要功能包括以下几个方面： 数据定义功能
数据操纵功能
数据库的运行管理
数据库的建立和维护功能
数据库系统（DataBase System，简称DBS）
数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后 的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及 其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构 成。应当指出的是，数据库的建立、使用和维护等 工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员 来完成，这些人被称为数据库管理员（Data Base Administrator，简称DBA）
• 数据库的数据是集成式的 • 通常将一个部门所涉及到得全部数据都组织在一 个数据库中。例如一个学生进行人事档案的管理、 学生学籍的管理、教学管理等各种数据处理。我 们可以利用数据库系统，把各种应用相关的数据 集中在一个数据库中统一进行维护和管理，各职 能部门随时可以从数据库中提取所需的数据。因 此，数据库中的数据不是把程序用到的数据进行 简单的堆积，而是按一定关系组织起来的有结构 的数据集合。
数据库系统特点 数据结构化
数据共享性高、冗余度低，易扩充
数据独立性高
数据由DBMS统一管理和控制
DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能： （1）数据的安全性（Security）保护
（2）数据的完整性（Integrity）检查
（3）并发（Concurrency）控制
（4）数据库恢复（Recovery）
数据库的常用术语
在系统地介绍数据库的基本概念之前，本节首 先介绍一些数据库最常用的术语和基本概念：
数据、数据库、数据库管理系统、数据库系统 数据管理技术的产生和发展 数据库系统的特点
信息
• 泛指通过各种方式传播的，可被感受的数 字、文字、图像和声音等符号所表征的某 一事物的新的消息、情报和知识。它是观 念性的东西，是人们头脑对现实事物的抽 象反映，与载体无关。
数据库系统的组成
用户 用户 用户
应用系统
应用开发工具
数据库管理系统
操作系统
数据库管理员
数据库
信息系统
• 是由人、硬件、软件和数据资源组成的复 合系统，目的是及时、正确地收集、加工、 存储、传递和提供信息，实现组织中各项 活动的管理、调节和控制。
数据独立性
• 1）物理数据独立性 • 2）逻辑数据独立性
• 数据库应满足各种用户的不同需要 • 1）批处理用户，也称为应用程序用户。这 类用户使用程序设计语言编写应用程序， 对数据进行检索、插入、修改等操作，并 产生数据输出 • 2）联机用户，或称终端用户。终端用户可 使用简单的终端命令或查询语言对数据库 进行存取操作。 • 由于各种用户可以同时使用一个数据库， 所以数据库应具有数据共享特性，并提供 数据完整性控制、安全性控制以及并发控 制功能。
数据模型
在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理 现实世界中的数据和信息。通俗地讲数据模型就是现实世界 的模拟。
数据模型应满足三方面要求：
能比较真实地模拟现实世界 容易为人所理解 便于在计算机上实现
数据模型的组成要素
数据结构 数据结构是所研究的对象类型的集合。规定了如何把 基本的数据项组织成较大的数据单位，以描述数据的的类 型、内容、性质和数据之间的相互关系。 数据操作 数据操作是指对数据库中各种对象的实例允许执行的 操作的集合，包括操作及有关的操作规则。
应用程序1
文件1
应用程序2
文件2
存取方法
应用程序n
文件n
文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系
数据库系统阶段
20世纪60年代后期以来，硬件价格下降；软件 则价格上升，为编制和维护系统软件及应用程序所需 的成本相对增加；在处理方式上，联机实时处理要求 更多，并开始提出和考虑分布处理。在这种背景下， 以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需 求，于是为了解决多用户、多应用共享数据的需求， 使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术便应运而 生，出现了统一管理数据的专门软件系统┈┈┈数据库 管理系统
数据
• 数据（Data）：描述事物的符号记录称为数据。描述事物 的符号可以是数字，也可以是文字、图形、图像、声音、 语言等多种表现形式，它们都可以经过数字化后存入计算 机。 • 数据与信息的关系 • 数据与信息是两个既有联系、又有区别的概念。数据是信 息的载体，信息则是对数据加工的结果，是对数据的解释。 • 计算机系统的每项操作，均是对数据进行某种处理、数据 输入计算机后，经存储、传送、排序、计算、转换、检索、 制表及仿真等操作，输出人们需要的结果，即产生信息。
数据库技术的产生和发展
数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。 在应用需求的推动下，在计算机硬件、软件发展的基 础上，数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数 据库系统三个阶段。
人工管理阶段
人工管理数据具有如下特点：
（1）数据不保存
（2）应用程序管理数据：数据需要由应用程序自己 管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。 （3）数据不共享 （4）数据不具有独立性：数据的逻辑结构或物理结 构发生变化后，必须对应用程序做相应的修改，这就 进一步加重了程序员的负担。
数据库（DataBase，简称DB）
所谓数据库是长期存储在计算机内、有组织的、 可共享的数据集合、数据库中的数据按一定的数据 模型组织、描述和存储，具有较小的冗余度、较高 的数据独立性和易扩展性，并可为各种用户共享。
• 数据库概念包含2层意思： • 1）数据库是一个实体，它是能够合理保管 数据的“仓库”，用户在该“仓库”中存 放要管理的事务的数据，“数据”和“库” 两个概念结合成为“数据库” • 2）数据库是数据管理的新方法和技术，它 能够更合理地组织数据、更方便地维护数 据、更严密地控制数据和更有效地利用数 据。
应用程序1
数据集1
应用程序2
数据集2
应用程序n
数据集n
人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
Hale Waihona Puke Baidu
文件系统阶段
用文件系统管理数据具有如下特点：
（1）数据可以长期保存
（2）由文件系统管理数据：文件系统实现了记录内 的结构性，但整体无结构。程序和数据之间由文件系 统提供存取方法进行转换，使应用程序与数据之间有 了一定的独立性。 （3）数据共享性差，冗余度大 （4）数据独立性差
数据库管理系统（DataBase Management System， 简称DBMS） 数据库管理系统位于用户与操作系统之间的一 层数据管理软件。它的主要功能包括以下几个方面： 数据定义功能
数据操纵功能
数据库的运行管理
数据库的建立和维护功能
数据库系统（DataBase System，简称DBS）
数据库系统是指在计算机系统中引入数据库后 的系统构成，一般由数据库、数据库管理系统（及 其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户构 成。应当指出的是，数据库的建立、使用和维护等 工作只靠一个DBMS远远不够，还要有专门的人员 来完成，这些人被称为数据库管理员（Data Base Administrator，简称DBA）
• 数据库的数据是集成式的 • 通常将一个部门所涉及到得全部数据都组织在一 个数据库中。例如一个学生进行人事档案的管理、 学生学籍的管理、教学管理等各种数据处理。我 们可以利用数据库系统，把各种应用相关的数据 集中在一个数据库中统一进行维护和管理，各职 能部门随时可以从数据库中提取所需的数据。因 此，数据库中的数据不是把程序用到的数据进行 简单的堆积，而是按一定关系组织起来的有结构 的数据集合。
数据库系统特点 数据结构化
数据共享性高、冗余度低，易扩充
数据独立性高
数据由DBMS统一管理和控制
DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能： （1）数据的安全性（Security）保护
（2）数据的完整性（Integrity）检查
（3）并发（Concurrency）控制
（4）数据库恢复（Recovery）