數據管理的發展歷程及其特點第1頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六數據管理技術的發展歷程及其特點數據庫管理技術的發展大致可以歸為三個階段：人工管理、文件系統和數據庫管理系統。其中數據庫管理系統是目前最高級的階段下面我們大致介紹一下它們發展的歷程及其特點。第2頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六一、人工管理階段發展歷程：從1946年計算機誕生至20世紀50年代中期，計算機主要用于科學計算。計算機除了硬件設備外沒有任何軟件可用，使用的外存只有磁帶、卡片、和紙帶，沒有磁盤等直接存取設備。軟件中只有匯編語言，沒有操作系統，數據完全由人工進行管理。第3頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六在人工管理階段，數據管理呈現如下特點：數據不保存，一組數據對應一個應用程序，應用程序與其處理的數據結合成一個整體，在進行計算時，系統將應用程序和數據一起裝入，程序運行結束后，釋放內存空間，程序和數據同時被撤銷。沒有軟件對數據進行管理。應用程序設計者不僅要考慮數據之間的邏輯關系，還要考慮存儲結構、存取方法以及輸入方式等。如果存儲結構發生變化，讀寫數據的程序也要發生改變，數據沒有獨立性。第4頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六沒有文件概念。數據的組織方法由程序設計人員自行設計和安排。數據面向應用。數據附屬于程序，即使兩個應用程序使用相同的數據，也必須各自定義數據的存儲和存取方式，不能共享相同的數據定義，因此程序與程序之間可能有大量的重復數據。第5頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六二、文件系統階段20世紀50年代后期到60年代中期，計算機不僅用于科學計算，也大量用于經營管理活動。硬件設備有了硬盤、磁鼓等直接存儲設備；軟件發展了操作系統和各種高級語言。人們可以將應用程序所需的大量數據組織成一個數據文件長期保存在直接存儲設備上，利用操作系統中的文件管理隨時可以對文件中的數據進行存取，并且只需要知道相應的文件名即可實現按名存取。第6頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六在文件系統階段數據管理具有以下特點：數據可長期保存在磁盤上，用戶可通過程序對文件進行查詢、修改、插入或刪除操作。文件系統提供程序和數據之間的讀寫方法。文件管理系統管理是應用程序與數據文件之間的一個接口。應用程序通過文件管理系統建立和存儲文件；反之，應用程序要存取文件中的數據，必須通過文件管理系統實現。用戶不必關心數據的物理位置，程序和數據之間有了一定的獨立性。第7頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六文件形式多樣化。因為有了直接存儲設備，所以可以建立索引文件、鏈接文件和直接存取文件等。對文件的記錄可順序訪問和隨機訪問。文件之間是相互獨立的，文件與文件之間的聯系需要用程序來實現。數據的存取基本上以記錄為單位。第8頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六但文件系統階段數據管理存在如下缺陷：數據冗余大，因為文件是為特定的用途設計的，因此會造成數據在多個文件中被重復存儲。數據的不一致。這是由于數據冗余和文件之間的獨立性造成的，在更新數據時，很難保證同一數據在不同文件中的一致。程序與數據之間的獨立性差。修改文件的存儲結構后，相關的程序也要被修改。第9頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六三、數據庫管理階段背景：從20世紀60年代后期開始，存儲技術有了很大的發展，產生了大容量磁盤。計算機用于管理的規模更加龐大，數據量急劇增長，原有文件系統的固有缺陷使之不能滿足大量應用和用戶對數據的共享性和安全性等需求。為了提高效率，人們著手開發和研制更加有效的數據管理模式，并由此提出了數據庫的概念。1968年，IBM公司研制成功數據庫管理系統標志著數據管理技術進入了數據庫階段。1970年，IBM公司的研究員EF.Codd連續發表論文，奠定了關系數據庫的基礎。第10頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六在數據庫管理與文件管理相比數據庫技術有了很大的改進，主要表現在以下方面：數據庫中的數據時結構化的。在文件系統中，數據時無結構的，即不同文件中的記錄之間沒有聯系，它只在數據項之間有聯系。數據庫系統不僅考慮數據項之間的聯系，還要考慮記錄之間的聯系，這種聯系時通過存儲路徑來實現的。數據庫中的數據時面向系統的，對于任何一個系統來說，數據庫中的數據結構式透明的，任何應用程序都可以通過標準化接口訪問數據庫。數據庫系統比文件系統有較高的數據獨立性。數據庫系統為用戶提供了方便統一的接口。用戶可以用數據系統提供的查詢語言和交互式命令操作數據庫。用戶也可以用高級語言編寫程序來訪問數據庫，擴展了數據庫的應用范圍。第11頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六與此同時，數據庫技術的發展是數據管理上了一個新臺階，在數據完整性、安全性、并發控制和數據恢復方面，數據管理系統都提供了非常完善的功能選擇。數據的完整性，保證數據庫存儲數據的正確性和相容性。數據安全性，并非每個用戶都可以存取數據庫中的全部數據。數據庫的安全性控制可以防止非法用戶非法操作數據庫。第12頁，共14頁，2023年，2月20日，星期六并發控制，當多個用戶同時存取、修改數據庫中的數據時，可能會發生相互干擾，使數據庫中的數據完整性受到破壞，而導致數據的不一致。數據庫并發控制防止了這種現象的發生，提高了數據庫的訪問效率。數據庫的恢復，數據庫中數據的正確性和可靠性對于信息系統的正常運行至關重要，因此，在系統發生故障時，數據庫