数据管理的三个阶段（人工管理，文件系统，数据库系统）

  
 
  数据库技术是应数据管理任务的需求而产生的，在应用需求的驱动下，在计算机硬件，软件发展的基础上，数据管理技术经历了人工管理，文件系统，数据库系统三个阶段。
 
 
 

一.人工管理阶段

 
  在20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时的硬件外存只有纸带，卡片，磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；而软件方面，没有操作系统，没有专门管理数据的软件；数据的处理方式是批处理。

 人工管理阶段特点：
  ①数据不保存（当时计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据进行长期保存）
  ②应用程序管理数据（数据需要由应用程序自己设计，说明和管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构，包括存储结构，存取方法，输入方式等）
  ③数据不共享（数据是面向应用程序的，一组数据只能对应一个程序。当多个应用程序涉及某些相同的数据时必须各自定义，无法相互利用，参照，因此程序与程序之间有大量的冗余数据）
  ④数据不具有独立性(数据的逻辑结构或者物理结构发生变化后，必须对应用程序作相应的修改，数据完全依赖于应用程序，数据缺乏独立性)

应用程序与数据之间一一对应关系：

 
 

二.文件系统阶段

 
  20世纪50年代后期到60年代中期，此时硬件方面有了发展，有了磁盘，磁鼓等直接存取存储设备。在软件方面，操作系统中已经有了专门的数据管理软件，一般称为文件系统。不仅有了批处理，还有了联机实时处理。

   磁鼓是利用铝鼓筒表面涂覆的磁性材料来存储数据的。鼓筒旋转速度很高，因此存取速度快

 文件管理系统管理数据特点：
  ①数据可以长期保存（计算机大量用于数据处理，数据需要长期保存在外存上反复进行查询，修改，插入和删除等操作）
  ②由文件系统管理数据（由专门的软件即文件系统进行数据管理，文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名访问，按记录进行存取”的管理技术，提供了对文件进行打开与关闭，对记录读取和写入等存取方式）
 然而文件系统仍存在以下缺点:
  ①数据共享性差，冗余度大（在文件系统中，一个（或一组）文件基本上对应一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件，而不能共享相同的数据，因此数据冗余度大，浪费存储空间。同时，由于相同的数据重复存储，各自管理，容易造成数据的不一致性，给数据的修改和维护带来困难）
  ②数据独立性差（文件系统中的文件是为某一特定的应用服务的，文件的逻辑结构是针对具体的应用来设计和优化的，因此对文件中的数据再增加一些新的应用会很困难）

文件系统阶段的一一对应关系：

 
 
 

三.数据库系统阶段

 
  20世纪60年代后期以来，计算机管理的对象规模越来越大，应用范围越来越广泛，数据量急剧增加，同时多种应用，多种语言互相覆盖的共享集合的要求越来越强烈。
  在这种背景下，以文件系统作为数据管理手段已经不能满足应用的需求，为了解决多用户，多应用共享数据的要求，出现了统一管理数据的专门软件系统，数据库管理系统。
 数据库系统的特点：
  ①数据结构化（数据库系统实现整体数据的结构化，在文件系统中，文件中的记录内部具有结构，但是记录的结构和记录之间的联系被固化在程序中。数据“整体”结构化是指数据库中的数据不再针对某一个应用，而是面向整个组织或企业）
  ②数据的共享性高，冗余度低且易扩充(由于数据是面向整个系统，是有结构的数据，不仅可以被多个应用共享使用，而且容易增加新的应用，这使得数据库系统弹性大，易于扩充)
  ③数据独立性高（包括物理独立性（是指用户的应用程序与数据库中数据的物理存储是相互独立的）和逻辑独立性（是指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的））
  ④数据由数据库管理系统统一管理和控制

数据库系统阶段：

 
  数据库是长期存储在计算机内有组织，大量，共享的数据集合。它可以供各种用户共享，具有最小冗余度和较高的数据独立性。数据库管理系统在数据库建立，运用和维护时对数据库进行统一的控制，以保证数据的安全性和完整性，并且在多用户同时使用数据库时进行并发控制，在发生故障后对数据库进行恢复。

 
数据管理三个阶段比较：