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数据库原理与技术基础

第6章 数据库原理与技术基础 本章教学计划 理论教学(课堂教学):4学时        实验教学(上机实习):2学时 本章教学重点  1. 数据模型及数据库系统  2. 关系运算及关系的规范化  3. 关系数据库及SQL语言  4. 管理信息系统的结构与功能  5. 管理信息系统的开发与设计步骤 6.1 数据库系统概述 6.2 关系数据库 6.3 常见数据库管理系统 6.4 管理信息系统   数据库系统是计算机软件系统的一个重要分支,也是一门新兴学科,它和计算机网络、人工智能一起被称为计算机技术领域的三大热门技术,而且随着各种应用领域对数据管理的进一步需求,数据处理迅速成为计算机应用的重要方面,数据库也成为计算机领域发展最快的学科之一。数据库已经成为信息社会的重要基础设施。   数据库技术发展到今天已经是一门成熟的技术,但由于数据库是一个复杂系统,涉及面广,所以至今仍没有统一的、公认的定义。综合较为流行的数据库文献中对数据库的定义,可以给数据库定义为:数据库是以某种方式组织和存储起来的、可以检索和利用的、互相关联的数据集合,它提供给多种用户共享并且有最小的冗余度和较高的数据独立性,其安全控制机制可保证数据安全、可靠。 6.1.1 数据管理技术的发展历史 数据库技术是20世纪60年代开始兴起的一门信息管理自动化的新兴学科,是计算机科学中的一个重要分支。从60年代末到70年代初,数据库技术日益成熟,并有了坚实的理论基础。进入70年代,数据库技术有了很大的发展。数据库方法,特别是DBTG(Data Base Task Group,数据库任务组)方法(该方法是DBTG所提议的基于网状结构的数据库网状模型方法)和思想已应用于各种计算机系统,出现了许许多多基于网状模型和层次模型的商品化数据库系统。随后,关系方法的理论研究和软件系统的研制又取得了很大成果,关系方法也从实验室走向了商用。 数据库是数据管理的产物。数据管理是数据库的核心任务,内容包括对数据的分类、组织、编码、储存、检索和维护。随着计算机硬件和软件的发展,数据库技术也不断地发展。从数据管理的角度看,数据库技术到目前共经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。 6.1.1 数据管理技术的发展历史 1) 人工管理阶段 人工管理阶段是指20世纪50年代中期之前。当时计算机刚诞生不久,这个时期的计算机主要用于科学计算。从硬件看,没有磁盘等直接存取的存储设备;从软件看,没有操作系统和管理数据的软件,数据处理方式是批处理。这个时期数据管理的特点是: (1)数据不保存。 (2)没有专门对数据进行管理的软件系统。 (3)没有文件的概念。 (4)数据是面向应用的。   人工管理阶段数据和程序之间的关系如下图所示。 6.1.1 数据管理技术的发展历史 1) 人工管理阶段 6.1.1 数据管理技术的发展历史 2) 文件系统阶段 文件系统阶段是指20世纪50年代后期到60年代中期。在这个阶段,计算机不仅用于科学计算,还大量用于管理数据。在硬件方面,外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备。在软件方面,操作系统中已经有了专门用于管理数据的软件,称为文件系统。这个时期数据管理的特点是: (1)数据需要长期保存在外存上供反复使用。 (2)程序和数据之间有了一定的独立性。 (3)文件的形式已经多样化。 (4)数据的存取基本上以记录为单位。   文件系统阶段数据和程序之间的关系如下图所示。 6.1.1 数据管理技术的发展历史 2) 文件系统阶段 3) 数据库系统阶段 数据库系统阶段是从20世纪60年代后期开始的。由于计算机用于管理,从而使数据量急剧增加,其中非数值数据所占比例较大,而非数值数据比数值数据复杂得多,不仅要知道各项数据本身的内容,而且还需要知道它们之间的关系,这就需要一个高度组织化的数据管理系统。此外,随着计算机技术的飞速发展和网络通信的出现,使得多个用户共享一个数据集合成为可能,于是出现了数据库系统。在这一阶段中,数据库中的数据不再是面向某个应用或某个程序,而是面向整个企业(组织)或整个应用的。数据库系统阶段的特点是: (1)采用复杂的结构化的数据模型。 (2)较高的数据独立性。 (3)最低的冗余度。 (4)数据控制功能。 6.1.1 数据管理技术的发展历史 3) 数据库系统阶段 6.1.2 数据模型 数据库存储的是数据,这些数据反映了现实世界中有意义、有价值的信息,数据库不仅反映数据本身的内容,而且也反映数据之间的联系。数据模型就是用来抽象表示、处理现实世界的数据和信息的工具,它是数据库中用于提供信息表示和操作手段

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