数据库系统1－1：数据处理的发展过程

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　　数据管理经历了从低级到高级的发展过程，这一过程大致可分为三个阶段：
) c+ e: ~% Y9 I, {0 q　　手工管理阶段 文件系统阶段 数据库系统阶段
8 i( M% \1 j6 ~1 o# t, p　　1.1.3.1手工管理阶段
　　在五十年代中期以前，计算机主要用于科学计算，计算机上没有操作系统，没有管理数据的专门软件，也没有像磁盘这样的设备来存储数据。这个时期数据管理的特点是：
0 L# S1 i, o5 U$ @+ O　　１． 数据不保存。
　　２． 数据和程序一一对应，即一组数据对应一个程序。不同应用程序的数据之间是相互独立、彼此无关的。
) s4 q' g+ O6 n! A2 _2 c3 b% N　　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（如图1.2中记录的型），而且还要在程序中设计物理结构，包括存储结构、存取方法及输入输出方式等。也就是说数据对程序不具有独立性，数据是程序的组成部分，一旦数据在存储上有所改变，必须修改程序。
　　计算机上手工管理数据的情况如图1.4示意。
+ n. q! b3 ~$ e3 j9 {* p, Z　　1.1.3.2文件系统阶段
2 _" ]6 g! h% H! h6 d0 F+ j　　数据管理从五十年代后期进入文件系统阶段。操作系统中已经有了专门的管理数据的软件，一般称为文件系统。所谓文件系统是一种专门管理数据的计算机软件。在文件系统中，按一定的规则将数据组织成为一个文件，应用程序通过文件系统，对文件中的数据进行存取和加工。文件系统对数据的管理如图1.5所示。
　　文件系统数据管理的特点是：
9 U& |$ ~3 E, e+ b　　１． 文件的逻辑结构与存储结构的转换由系统进行，使程序与数据有了一定的独立性。
! ^9 Q6 d* Q6 h* v* X3 E/ Y　　２． 文件系统中的文件基本上对应于某个应用程序，即数据还是面向应用的。不同的应用程序可以实现以文件为单位的共享，但是当所需要的数据有部分相同时，也必须建立各自的文件。
3 k& ?+ @9 \7 w: V+ }" ]# q　　３． 文件系统中的文件是为某个应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的。因此，要想对现有的数据再增加一些应用很困难，系统不易扩充。一旦数据的逻辑结构改变，必须修改程序。而应用程序的改变，也将影响文件的数据结构的改变。数据和程序缺乏独立性。
+ {5 ~$ S/ {  [! Y% d# a" e3 E　　1.1.3.3数据库系统阶段
0 G! J: m; H2 t$ F& L　　为了说明数据库系统的特点，我们引入一个例子。以学校对学生管理为例。为简明起见，假定档案室、教学管理部门和学生工作部门在文件系统下已建立如下三个文件：
% ?% u: x! V8 n% r% }: v% O) a　　在上述三个数据文件中，存在如下几方面的问题：
　　（1） 数据大量重复。
, a( B$ B! r5 ]6 `) n- ?7 _# t　　（2） 文件的逻辑结构在应用程序中定义（例如PASCAL或C语言），若文件的逻辑结构改变必须改变程序。
　　（3） 文件系统对文件管理的最主要的特征是以文件为单位，文件是独立的、分散的，文件仅反映自身的信息而不能反映文件之间的联系。
( J6 b  f4 `% k! J5 i　　数据库系统对数据的组织分为三层，第一层面向各类用户，是针对用户的最佳组织形式。第二层是面向系统整体，包含全体用户所需信息、对全局性能最佳的数据结构，第三层面向计算机物理存储，在保证存储第二层所含信息的前提下，按物理存取的最佳形式来组织的文件结构，是真正在外部存储器中保存的文件。即用户所使用的数据文件（逻辑上存在）和在外部存储器实际存放的数据文件（物理上存在）是彻底分离的。数据是按三级结构方式组织，而三级结构之间的联系由两级映射实现。这就是数据库系统对数据的管理方式。
" r5 V, q, r8 k　　这种在数据库管理系统的统一管理之下，具有较少的冗余、较高的独立性，支持多用户共享，并且相互有联系的文件的集合，称为数据库（Data Base 简称DB）。数据库系统对数据的管理方式如图1.7所示。