数据库及其数据库应用系统概述

正如本书前言所述，人类社会已经进入海量信息时代，在这样的时代，对于不断产生的庞大信息流数据流，数据的存储、搜索、加工利用总是需要一定的工具和手段，即数据库工具及数据库技术，因此可以说，当今时代也是数据库应用的时代。

本章将讨论数据库理论与应用的历史、现状与未来发展，讨论数据库的应用领域及其分类，分析数据、数据库和数据库应用系统的基本概念及其内涵、外延的扩张等。

1.1 数据库理论与应用开发的历史过程

数据库是计算机科学技术领域发展最快、应用最广泛的重要分支之一，它已成为计算机信息系统和计算机应用系统的重要技术基础和人们工作与生活中不可缺少的一个应用科学分支。

数据库技术最早出现在20世纪60年代，经历过作为简单的数据存储工具的数据库（Data Base，DB）到数据库管理系统（Data Base Management System，DBMS）的历史过程；经历过从单一的数据库管理系统演变为与程序设计语言相联系的、高度智能化和人性化的数据库应用系统开发平台（如Visual Basic、Visual FoxPro、Visual C++、PowerBuilder、Borland Delphi等）相结合的历史过程，人们可以通过这样的开发平台开发或创建所需要的任意数据库应用系统；经历过从单机版的数据库应用系统开发平台到网络化或分布式数据库应用系统开发工具形成的过程，如Dreamweaver、Java、JSP、ASP等开发工具的相继出现；经历过从层次数据模型、网状数据模型到关系数据模型的发展过程；经历过从简单的数据库应用系统到集群化的数据库应用系统的历史变革。

1.1.1 数据库的发展阶段

近50年来，数据库从概念到内容再到形式都已经发生了深刻的变革。可以大致将数据库的发展划分为如下几个历史阶段。

1．20世纪60年代以前的文件处理阶段

在20世纪60年代以前，数据库创建原理类似于传统的纸质介质的数表。在进行商品

数据库原理与系统开发教程

2

交易时，人们可以通过手工在纸质介质中画一个表格来记录商品交易的内容，如记录商品交易中的商品编号、商品名称、交易价格、交易数量、交易日期、交易金额以及经手人等，但一个纸质的表格存在诸多问题，它的记录不规范，一经形成便不能随意编辑修改，不能自动统计，不能进行有效的数据传递和方便的携带等，而且容易损坏。因此，能否在计算机上设计一个系统，该系统能够创建一个类似的纸质表格，并能够通过这样的表格记录数据，就成为当时人们对于计算机应用开发的一个基本问题。随着数据库技术的出现，这个问题就迎刃而解了。人们可以通过计算机创建一个数据表，包括表头与表体两个部分，表头用于描述数据表记录栏目的名称，表体用于记录的具体内容，如表1-1所示。

表1-1商品交易记录表

其中，表头中的每一个列标题称为字段名（field name），每一个列称为一个字段（field），如商品名称是一个字段名，交易单价是一个字段名等；在表体中，每一行称为一个记录行（record），每一行已经载有的记录称为一条记录，其中已经产生记录的行数称为记录数（record number）。

在当时，这样的一个表是作为一个文件在计算机上进行访问、记录和存取的，这样的文件称为数据库文件（data base file）。目前一些数据库类型文件的扩展名为dbf就是这样得来的。当然有的数据库类型的扩展名为db，意味着它是数据库文件，因此，这一阶段叫做文件处理阶段。客观上，在这一阶段，人们还没有形成真正意义上的数据库概念，它仅相当于目前在一个Word 文档中创建一个数据表。

2．20世纪70年代的数据库管理系统阶段

人们发现，对于一些事务的处理往往用一个数据文件还不能完全解决问题，需要多个数据表形成一个数据表的集合才能解决。在这个数据表的集合中，表与表之间的数据或信息往往会存在一定的关系，因此作为独立的文件数据表系统不能满足数据处理的一般要求。

文件形式的数据表一次只能处理一个数据表，甚至一次操作只能处理表中的一条记录，缺少成批数据处理功能和数据表的关联功能，因此，一个广泛意义的数据库概念产生了，也就是说，数据库是数据表的集合，是进行数据存取、数据访问、数据搜索、数据关联的数据处理的工具。数据处理应该是一个系统的范畴，由此数据库系统、尤其是数据库管理系统（DBMS）的概念就被提出来了。在20世纪60年代末，世界上第一个商品化的数据库系统在美国应运而生。对于数据库及其数据库的结构形式的研究也广泛兴起，其中包括层次结构和网状结构数据库的研究、关系数据库的研究、数据建模工具的研究、数据查询语言的研究、查询优化、索引技术的研究、事务管理的研究、并发控制和恢复的研究等，各种各样的数据库管理系统得到了开发与应用。目前，最典型的具有代表性的数据库管理系统就是大型后台数据库管理系统Oracle，它已经在全世界得到广泛的认可和应用。Microsoft Office各个版本中集成的Access应用程序，也是一个广泛应用的数据库管理系统，这是人

第1章数据库及其数据库应用系统概述

3

人皆知的。此外，许多的应用系统开发平台均带有自身的数据库管理系统，如Visual Basic 6.0的开发平台中，它自身带有一个可视化的数据库管理系统，用于创建数据库及其数据

库中的数据表；在Borland Delphi应用系统开发平台中，它带有一个数据库桌面应用程序Database Desktop，可以快速创建数据表并采用适当的方法建立一个数据库。对于数据库中

的每一个数据表，可以通过该数据库管理系统对数据表进行编辑、浏览、查询等操作，从

而实现对数据的管理，如图1-1所示。

图1-1 Borland Delphi的数据库管理系统

3．20世纪80年代中期——先进数据库系统阶段

我们已经知道，20世纪60年代作为文件系统的数据表是一个孤立的计算机文件，存

在许多缺陷，因此，数据库管理系统（DBMS）得到了发展。作为数据库管理系统，它是

一种集数据库创建、数据表创建、数据收集、整理与加工于一体的工具，在此基础上，人

们可以对已经存储的数据进行编辑、添加、删除、排序等操作。但它是模式化的，也就是说，这样的数据库管理系统往往在处理数据时，其数据处理的格式是相对简单的、固定的、机械的，操作和应用会比较繁琐。而在信息爆炸的今天，各个企业、事业或各类应用系统

使用的单位信息往往是复杂的，不同单位的信息结构和类型往往存在很大的不同，因此对

于数据的处理用一些数据库管理系统来进行是远远不能满足要求的。因此，一种与应用程

序相结合的方案便应运而生，这就是各种应用系统开发平台，在这些平台下，数据库管理

系统仅仅是作为应用系统开发的基本工具，仅用于数据库或数据表的创建（注意：在20

世纪90年代后期，数据库和数据表是两个不同的概念，数据库是数据表的集合，数据库中

存在至少一个以上的数据表，而数据表则成为数据库的元素，每一个数据表用于存储各种

类型的信息）。而对于数据表的信息或数据的添加、删除、成批数据处理、数据报表的产生等，则通过应用程序的开发来完成，形成各种数据处理的窗口。在这些窗口中，采用所谓

的对象来对这些操作即事务进行处理，这就是面向对象编程技术的产生。由于采用面向对

象编程产生的数据库信息系统是针对具体企业的具体管理事务进行开发的，因此这样的数

据库应用系统比基本的数据库管理系统在功能、灵活性、针对性和各种功能方面强大得多。

此外，数据库在支持数据信息类型方面也强大得多，它不仅可以存储、加工常规意义

下的数据，即数字、数值或文本信息，还支持如图形、图像、声音、视频、消息与各种压

缩格式的数据，因此，数据库在应用上越来越广泛。