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2、rocessing)是指對數(shù)據(jù)進行收集、管理、加工、傳播等操作,其中的數(shù)據(jù)管理是指對數(shù)據(jù)進行分類、組織、編碼、存儲、檢索和維護等操作,它是數(shù)據(jù)處理的前提和核心。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是具有存儲和管理數(shù)據(jù)功能的計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫技術是計算機數(shù)據(jù)管理的最新技術,是計算機學科的一個重要分支。本章將從數(shù)據(jù)管理技術的產生和發(fā)展出發(fā),介紹數(shù)據(jù)庫技術的基本概念和原理,使讀者對數(shù)據(jù)庫技術有一個宏觀上的了解。2.1 數(shù)據(jù)管理技術的產生和發(fā)展(編號都是直接應用標題樣式自動添加的)計算機使用以來,數(shù)據(jù)處理的速度不斷提高,同時,需要處理數(shù)據(jù)的規(guī)模也在不斷增大,因此,數(shù)據(jù)管理技術產生了。在應用需求的推動和計算機軟、硬件快速發(fā)展的基
3、礎上,計算機數(shù)據(jù)管理技術得到了不斷的發(fā)展和完善。其發(fā)展經歷了以下三個階段:(1)人工管理階段(20世紀50年代中期以前)(2)文件系統(tǒng)階段(20世紀50年代后期到60年代中期)(3)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段(20世紀60年代后期至今)2.1.1 人工管理階段這一階段,計算機主要用于科學計算。此時的計算機,硬件方面,內存空間小、計算速度低,外存只有卡片、紙帶、磁帶等,還沒有磁盤這樣的直接存取存儲設備;軟件方面,沒有操作系統(tǒng),沒有數(shù)據(jù)管理軟件,以批處理方式處理數(shù)據(jù)。此時的數(shù)據(jù)管理具有如下特點:(1)數(shù)據(jù)不用保存。由于此時計算機主要用于科學計算,數(shù)據(jù)需求量相對較少,一般不需要長期保存。在進行某一課題時,將數(shù)據(jù)
4、輸入內存,用完后就要釋放空間。(2)沒有專門的數(shù)據(jù)管理軟件。程序員在設計程序時,不僅要考慮數(shù)據(jù)的邏輯結構,還要設計其物理結構,數(shù)據(jù)和程序相互依賴、沒有獨立性。所以,數(shù)據(jù)的物理存儲結構一旦改變,就必須修改相應的程序。(3)數(shù)據(jù)無法共享。由于數(shù)據(jù)集與程序一一對應,不同的程序即使使用某些相同的數(shù)據(jù),也無法相互利用、參照,不能實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。(4)數(shù)據(jù)的存取以記錄為單位,靈活性差。應用程序與數(shù)據(jù)之間的關系如圖1.1所示。2.1.2 文件系統(tǒng)階段這一階段,計算機開始大量地用于數(shù)據(jù)處理。硬件方面,計算機內存空間增大,計算速度提高,有了磁盤、磁鼓等直接存取存儲設備,可以存放大量數(shù)據(jù);軟件方面,出現(xiàn)了操作系統(tǒng),
5、而操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)就是專門的數(shù)據(jù)管理軟件。此時,數(shù)據(jù)處理方式不僅有批處理,還能夠聯(lián)機實時處理。 2.1.2.1 特點:(共四級標題,滿足各種需要)(1)數(shù)據(jù)能夠以文件的形式長期保存在外存上,以便反復使用。(2)數(shù)據(jù)由文件系統(tǒng)管理。操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)能夠為程序提供各種對文件的操作。這樣,程序員可以集中精力研究算法,不必或者很少考慮數(shù)據(jù)存儲的物理結構。數(shù)據(jù)的邏輯結構和物理結構有了一定程度的分離,但較簡單,使得程序和數(shù)據(jù)有了一定的獨立性,所以,數(shù)據(jù)在物理結構上的改變,一般不會反映在程序上,從而大大節(jié)省了程序維護的工作量。(3)數(shù)據(jù)文件以記錄為單位組織。數(shù)據(jù)存取以記錄為單位,文件系統(tǒng)實現(xiàn)了記錄內的結構性,但文件之間仍然是獨立的,文件的共享性差。(4)文件形式多樣化。有順序文件、索引文件、隨機文件等多種文件組織形式,因而對文件中的記錄可順序訪問,也可隨機訪問。2.1.3 文件系統(tǒng)階段文件系統(tǒng)階段是數(shù)據(jù)管理技術發(fā)展中的一個重要階段,在此期間,數(shù)據(jù)結構和算法得到了充分發(fā)展,數(shù)據(jù)庫技術也正是在文件系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的。文件系統(tǒng)雖然比人工管理有
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