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第1章 数据库的基本知识 本章介绍与数据库技术相关的基础知识，包括数据库的产生、特征、组成，数据库管理系统、关系数据库、数据库对象以及数据库管理员的职责。通过本章的学习，读者应该完成以下学习目标： 了解数据库的产生和作用 了解数据库的特点 了解数据库的组成形式 了解数据库管理系统的功能和作用 了解关系型数据库的定义、特点和功能 了解数据库包含哪些对象 了解数据库管理员的职责 1.1 数据库的基础知识 在日常工作中，需要处理的数据量往往都很大，为便于计算机对其进行有效的处理，我们可以将采集的数据存放在建立于磁盘和光盘等外存媒介的“库”中，该“库”就是数据库。数据集中存放在数据库中，便于对其进行处理，提炼出对决策有用的数据和信息。这就像工厂生产出的产品要先存放在仓库中一样，既便于管理，又便于分期分批地销售；又像学校采购的大量图书要存放在图书馆(书库)中一样，以便于学生借阅。因此，数据库就是在计算机存储器中用于存储数据的仓库。 与货仓、书库需要管理员和一套管理制度一样，数据库的管理也需要一个管理系统，该管理系统就称为数据库管理系统(DataBase Management System，DBMS)。以数据库为核心，并对其进行管理的计算机系统称为数据库系统。 1.1.1 数据库的产生 数据管理的发展经历了人工管理、文件系统和数据库系统3个阶段。在人工管理阶段，由于没有软件系统对数据进行管理和计算机硬件的限制，数据的管理是靠人工进行的，而计算机只能对数据进行计算。当时对数据处理的过程是先将程序和数据输入计算机，运行结束后再将结果输出，由人工保存，计算机并不存储数据。 20世纪50年代后期到60年代中期，由于计算机外存得到了发展，软件又有了操作系统，于提便产生了文件系统用于数据管理。在文件系统阶段是按照数据文件的形式来存放数据的，一个文件中包含若干个“记录”，一个记录中又包含若干个“数据项”，用户通过对文件的访问实现对记录的存取。这种数据管理方式又称为文件管理系统。文件管理系统的一个致命的不足是数据的管理没有实现结构化组织，数据与数据之间没有联系，文件与文件之间也没有有机的联系，数据不能脱离建立其数据文件的程序，从而使得文件管理系统中的数据独立性和一致性较差，冗余度大，限制了大量数据的共享和有效的应用。 20世纪60年代末期，随着计算机技术的发展，为了克服文件管理系统的缺陷，人们对文件系统进行了扩充，研制出了一种结构化的数据组织和处理方式，即数据库系统。数据库系统建立了数据与数据之间的有机联系，实现了统一、集中及独立地管理数据，使数据的存取独立于使用数据的程序，实现了数据的共享。 1.1.2 数据库的特征 数据库技术在20世纪60年代后期发展起来以后，在计算机应用中得到了迅速发展。目前，它已经成为信息管理的必威体育精装版和最重要的技术。数据库有以下明显的特点： 数据结构化。数据库中的数据不再像文件系统中的数据那样从属特定的应用，而是按照某种数据模型组织成为一个结构化的数据整体。它不仅描述了数据本身的特性，而且描述了数据与数据之间的各种联系，这使数据库具备了复杂的内部组织结构。 实现数据共享。这是数据库技术先进性的重要体现，由于数据库中的数据实现了按某种数据模型组织为一个结构化的数据，实现了多个应用程序、多种语言及多个用户共享一个库中的数据，甚至在一个单位或更大的范围内共享，因而大大提高了数据的利用率，提高了工作效率。 减少数据冗余度。在数据库技术之前，许多应用系统都需要建立各自的数据文件，即使相同的数据也需要在各自的系统中保留，造成大量的数据重复存储，这一现象称为数据冗余。由于数据库实现了数据共享，因而减少了数据的重复存储，节省了存储空间，减少了数据冗余。 数据独立性。数据库技术中的数据与程序相互独立，互不依赖，不因一方的改变而改变另一方，这大大简化了应用程序设计与维护的工作量，同时数据也不会随程序的结束而消失，可长期保留在计算机系统中。 1.1.3 数据库的组成 一个数据库由一组数据表组成。表中的每行称为记录，每列称为字段。表是一组彼此相关的记录的组合。例如，有一张包含公司中员工信息的表。每条记录里都存储了公司一名员工的姓名、地址和薪水等数据。字段(或者说“列”)是记录中一个单独的数据。例如，一名员工的姓名或地址。 如表1-1所示就是一个典型的数据表的例子，从中可以清楚地看到每个人的信息就是一条记录，而诸如姓名、地址、年龄等信息称为字段。通过记录和字段的对应我们可以得到唯一的数据值。 表1-1 数据库示例表 姓 名 地 址 年 龄 薪 水 工 龄 张三 北京 27 5000 4 李四 上海 29 6500 3 王五 广东 38 8000 10 此外，数据库中还存在着许多由表衍生出来的对象，如视图、索引等，这些对象对于数据