數(shù)據(jù)庫發(fā)展史

第一章數(shù)據(jù)庫發(fā)展史

1.1數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的發(fā)展

1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展5/10/20231:34AM1長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系§1.1數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展

1.1.1數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段1.1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.1.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.1.4數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)模型5/10/20231:34AM2長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系

數(shù)據(jù)管理的三個(gè)階段數(shù)據(jù)管理隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的發(fā)展而不斷發(fā)展，40多年來經(jīng)歷了三個(gè)階段：人工管理階段文件系統(tǒng)階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段倒排文件系統(tǒng)階段5/10/20231:34AM3長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系人工管理階段

1、年代50年代中期以前2、背景計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算硬件上，外存只有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備軟件上，沒有操作系統(tǒng)、沒有管理數(shù)據(jù)的軟件數(shù)據(jù)處理方式是批處理3、特點(diǎn)

數(shù)據(jù)不保存

無系統(tǒng)管理軟件，數(shù)據(jù)與程序不具有獨(dú)立性

數(shù)據(jù)的組織方式由程序員自行設(shè)計(jì)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系：一一對(duì)應(yīng)，數(shù)據(jù)面向應(yīng)用程序

應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n數(shù)據(jù)組1數(shù)據(jù)組2數(shù)據(jù)組n5/10/20231:34AM4長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系文件系統(tǒng)階段

1、年代

從50年代后期到60年代中期2、背景計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，還大量用于管理。硬件上，外存儲(chǔ)器有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲(chǔ)設(shè)備；軟件上，操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的管理數(shù)據(jù)軟件（文件系統(tǒng)）數(shù)據(jù)處理方式有文件批處理和聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理3、特點(diǎn)數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期保存在外存上反復(fù)處理；有軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，使程序和數(shù)據(jù)有了一定的獨(dú)立性；應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系：出現(xiàn)交叉；數(shù)據(jù)的存取基本上以記錄為單位，但記錄不能共享，共享以文件為單位；缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)冗余度大、數(shù)據(jù)和程序缺乏獨(dú)立性、增刪數(shù)據(jù)困難

應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n文件1文件2文件n存取方法5/10/20231:34AM5長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段1、年代從60年代后期開始。2、背景計(jì)算機(jī)更大規(guī)模的用于管理，數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，數(shù)據(jù)的共享要求越來越強(qiáng)；硬件上，外存儲(chǔ)器有了大容量的磁盤；軟件價(jià)格上升，硬件價(jià)格下降；數(shù)據(jù)處理方式上，聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)處理要求更多了，并開始提出和考慮分布處理。3、特點(diǎn)面向全組織的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)化、集成化）；數(shù)據(jù)冗余度小，易擴(kuò)充；引進(jìn)DBMS，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的：獨(dú)立性、安全性、完整性、并發(fā)控制數(shù)據(jù)的最小存取單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)；實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的最小單位是數(shù)據(jù)項(xiàng)。

5/10/20231:34AM6長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段（續(xù)）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)用一應(yīng)用二應(yīng)用n數(shù)據(jù)庫管理員…數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫5/10/20231:34AM7長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系倒排文件系統(tǒng)階段1、年代從60年代中期2、背景數(shù)據(jù)管理規(guī)模一再擴(kuò)大，數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)；為了提高系統(tǒng)性能，人們只是對(duì)文件系統(tǒng)加以擴(kuò)充，形成了倒排文件系統(tǒng)；3、特點(diǎn)是索引文件的推廣，對(duì)每個(gè)字段都提供單獨(dú)的索引，從而可以容易的檢索記錄。存儲(chǔ)方面占用空間很大；數(shù)據(jù)的更新比較復(fù)雜和困難；5/10/20231:34AM8長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展1.2.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生1.2.2數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理特點(diǎn)1.2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的術(shù)語1.2.4數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展5/10/20231:34AM9長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生1.IMS系統(tǒng)（1968年）層次型數(shù)據(jù)庫該系統(tǒng)是一個(gè)典型的層次型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.DBTG報(bào)告（1969年）網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在該報(bào)告中對(duì)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)操作的環(huán)境建立了標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范3.E.F.Codd的文章（1970年）關(guān)系型數(shù)據(jù)庫這篇文章奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的理論基礎(chǔ)，使關(guān)系數(shù)據(jù)從一開始就建立在集合論和謂詞演算的基礎(chǔ)上。關(guān)系數(shù)據(jù)庫屬于非過程性語言。

5/10/20231:34AM10長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.2數(shù)據(jù)庫階段的數(shù)據(jù)管理特點(diǎn)1.采用數(shù)據(jù)模型表示復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模型不僅是描述數(shù)據(jù)本身的特征，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系，這種聯(lián)系通過存取路徑實(shí)現(xiàn)。通過所有存取路徑表示自然的數(shù)據(jù)聯(lián)系是數(shù)據(jù)庫與傳統(tǒng)文件的根本區(qū)別。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享。

2.有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性數(shù)據(jù)獨(dú)立性是指應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之間相互獨(dú)立，包括物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性和邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見課本P5。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為用戶提供了方便的用戶接口。4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供以下四方面的數(shù)據(jù)控制功能：（1）

數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制：（2）

數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)：（3）

數(shù)據(jù)的完整性：（4）

數(shù)據(jù)的安全性：5.增加了系統(tǒng)的靈活性：對(duì)數(shù)據(jù)的操作不一定以記錄為單位，可以以數(shù)據(jù)項(xiàng)為單位。

5/10/20231:34AM11長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.傳統(tǒng)方式在信息處理的傳統(tǒng)方式下，人們關(guān)注的中心問題是系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)，因而程序設(shè)計(jì)處于主導(dǎo)地位，數(shù)據(jù)只起著服從程序設(shè)計(jì)需要的作用；2.信息處理方式在信息處理的數(shù)據(jù)庫方式下，數(shù)據(jù)占據(jù)了中心位置。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為信息系統(tǒng)首先關(guān)心的問題，而利用這些數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序則退居到以既定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的外圍地位。

信息處理方式的轉(zhuǎn)變5/10/20231:34AM12長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系數(shù)據(jù)庫DB：是長(zhǎng)期存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、統(tǒng)一管理的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。它具有能為各種用戶共享、具有較小的冗余度、數(shù)據(jù)間聯(lián)系緊密而又有較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性等特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS：是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，它為用戶或應(yīng)用程序提供訪問DB的方法，包括DB的建立、查詢、更新及各種數(shù)據(jù)控制。DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型，可以分為層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型和面向?qū)ο笮汀?shù)據(jù)庫技術(shù)：是研究數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)、設(shè)計(jì)、管理和使用的一門軟件科學(xué)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBS：是實(shí)現(xiàn)有組織地、動(dòng)態(tài)地存儲(chǔ)大量關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)、方便多用戶訪問的計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)資源組成的系統(tǒng)，即它是采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

1.2.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)的術(shù)語5/10/20231:34AM13長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系1.2.4數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)特點(diǎn)：(1)數(shù)據(jù)庫物理上分布在各個(gè)場(chǎng)地，但邏輯上是一個(gè)整體。(2)每個(gè)場(chǎng)地既可以執(zhí)行局部應(yīng)用，也可以執(zhí)行全局應(yīng)用。(3)各地的計(jì)算機(jī)由數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)相連接。本地計(jì)算機(jī)不能勝任的處理任務(wù)，可以通過通信網(wǎng)絡(luò)取得其他DB和計(jì)算機(jī)的支持。

5/10/20231:34AM14長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)特點(diǎn)：(1)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型能完整地描述現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能表達(dá)數(shù)據(jù)間嵌套、遞歸的聯(lián)系。(2)具有面向?qū)ο蠹夹g(shù)的封裝性(把數(shù)據(jù)與操作定義在一起)和繼承性(繼承數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和操作)的特點(diǎn)，提高了軟件的可重用性。

5/10/20231:34AM15長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)算機(jī)系3.各種新型的數(shù)據(jù)庫技術(shù)

演繹數(shù)據(jù)庫主動(dòng)數(shù)據(jù)庫基于邏輯的數(shù)據(jù)庫時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫模糊數(shù)據(jù)庫并行數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫內(nèi)存數(shù)據(jù)庫……….5/10/20231:34AM16長(zhǎng)沙大學(xué)計(jì)