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数据(Data)、数据库(Database,DB)、数据库管理系统(DataBase Management System,DBMS)、数据库系统(DataBase System,DBS)
数据是数据库中存储的基本对象
数据的定义:
描述事物的符合记录
数据的种类:
数字、文字、图形、图形、音频、视频、学生的档案记录、订单情况等等
数据的含义称为数据的语义,数据与其语义是不可分的
计算机中常用记录来描述,如学生档案中的学生记录:
(小明,男,20010304,湖南长沙市,计算机系,2019)
数据的形式不能完全表达其内容
数据的解释:
语义:学生姓名、性别、出生年月日、籍贯、所在院系、入学年份
解释:小明是大学生、男、2001年3月4日生、湖南长沙人、2019年入学计算机系、
数据是有结构的,记录是计算机存储数据的一种格式或一种方法
数据库是长期在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合
为什么要建立数据库
收集并抽取出一个应用所需要的大量数据,将其保存,以供进一步加工处理,抽取有用信息,转换为有价值的知识。
数据库的基本特征
数据按一定的数据模型组织、描述和储存
可为各种用户共享、冗余度较小、易扩展
数据独立性较高
位于用户应用与操作系统之间的一层数据管理软件
是基础软件,是一个大型复杂的软件系统
数据库管理系统的用途
科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据
主要功能
1 数据定义功能
2 数据组织、存储和管理
3 数据操纵功能
4 数据库的事务管理和运行管理
5 数据库的建立和维护功能
提供实用程序\工具,完成数据库数据批量装载,数据库转储,介质故障恢复,数据库的重组织和性能监视等
6 其他功能
是指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。
在不引起混淆的情况下常把数据库系统简称为数据库
数据库系统的构成
数据管理:
对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护
数据处理和数据分析的中心问题
数据管理技术的发展过程
人工管理阶段(20世纪50年代之前)
文件系统阶段(20世纪50年代末–60年代中)
数据库系统阶段(20世纪60年代末–现在)
人工管理阶段 | 文件系统阶段 | 数据库系统阶段 | ||
---|---|---|---|---|
背景 | 应用背景 | 科学计算 | 科学计算、管理 | 大规模数据管理 |
背景 | 硬件背景 | 无直接存取存储设备 | 磁盘、磁鼓 | 大容量磁盘、磁盘阵列 |
背景 | 软件背景 | 无操作系统 | 有文件系统 | 有数据库管理系统 |
背景 | 处理方式 | 批处理 | 联机实时处理,批处理 | 联机实时处理,分布处理,批处理 |
特点 | 数据的管理者 | 用户(程序员) | 文件系统 | 数据库管理系统 |
特点 | 数据面向的对象 | 某一应用程序 | 某一应用 | 现实世界(一个企业、跨国公司) |
特点 | 数据的共享程度 | 无共享,冗余度极大 | 共享性差,冗余度大 | 共享性高,冗余度小 |
特点 | 数据的独立性 | 不独立,完全依赖于程序 | 独立性差 | 具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性 |
特点 | 数据的结构化 | 无结构 | 记录内有结构,整体无结构 | 整体结构化,用数据模型描述 |
特点 | 数据控制能力 | 应用程序自己控制 | 应用程序自己控制 | 由DBMS提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力 |
应用程序与数据的对应关系
人工管理阶段
文件系统阶段
数据库系统阶段
数据结构化
数据的共享性高,冗余度低且易扩充
数据独立性高
数据由数据库管理系统统一管理和控制
数据用数据模型描述,无需应用程序定义
数据面向整个系统,可以被多个用户、多个应用共享使用
数据独立性分为两级:物理独立性和逻辑独立性
数据的物理独立性是指当数据库物理结构(如存储结构、存取方式、外部存储设备等)改变时,通过修改映射,使数据库逻辑结构不受影响,进而用户逻辑结构以及应用程序不用改变。
数据的逻辑独立性是指当数据库逻辑结构(如修改数据定义、增加新的数据类型、改变数据间的关系等)发生改变时,通过修改映射,用户逻辑结构以及应用程序不用改变。
为确保数据库数据的正确、有效和数据库系统的有效运行,数据库管理系统提供下述4个方面的数据控制功能:
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