数据库原理（一）- 数据库系统概述

四个基本概念

数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统是数据库技术密切相关的4个基本概念

数据

数据（data）是数据库中存储的基本对象，在计算机中的概念是广义的，描述事物的符号记录称为数据，比如你手机里的音乐、文档和图形都是数据。

数据的表现形式还不能完全表达其内容，需要经过一端解释，而数据的解释是指对数据含义的说明，即语义，数据与其语义是不可以分的，一旦分离，很可能会产生歧义，比如下面一段语句：

李明，男，1995年5月在江苏省南京市出生，2013年入学

转化为计算机描述，如下：

(李明，男，199505，江苏省南京市，2013)

转化为数据表，如下：

no	name	sex	Birthdate	site	Admission Date
1	李明	男	199505	江苏省南京市	2013

数据库

数据库（Database,DB）,简单的来讲就是存放数据的仓库，严格来讲，是长期存储在计算机内，有组织、可共享的大量数据集合，当然这个数据集合里的数据应按一定的数据结构存储，下图是一个完整的数据库（Sql Server 2012）

数据库管理系统

数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用来定义数据，管理数据，通常它有以下几种功能：
1.数据库定义功能
数据库管理系统会提供数据库定义语言（DDL），用户通过它可以方便地对数据库中的数据对象的组成与结构进行定义
2.数据组织、存储和管理
数据库管理系统要分类组织、存储和管理各种数据，如存取方法的选择（索引查找、hash查找、顺序查找），存取路径的选择，数据之间有何种联系
3.数据操纵功能
数据库管理系统提供数据操纵语言（DML），用户通过它可以方便地对数据库中的数据进行增删改查等操作
4.数据库的事务管理和运行
数据库在建立、运用和维护时由数据库管理系统统一管理和控制，以保证事务的正确运行，保证数据的安全性、完整性、多用户对数据的并发使用以及发生故障后的系统恢复
5.数据库的建立和维护功能
数据库的建立和维护功能主要包括数据库初始化、数据转储与恢复，数据库性能监测、分析和优化和数据库的重组织和重构造
6.其他功能
如数据库与应用程序之间的通信功能，不同数据库之间的通信等等

使用数据库管理系统的目的主要有两点：

1. 科学地组织和存储数据
2. 高效地获取和维护数据

数据库系统

数据库系统由数据、数据库、数据库管理系统（及其开发应用工具）、应用程序和数据库管理员（DBA）组成的存储、管理、处理和维护数据的系统，人们通常把它简称为数据库

四个概念的关系

数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的大量数据集合，数据库管理系统可以定义、控制、监测、管理和维护数据库，而数据库和数据库管理系统是数据库系统的组成部分

数据管理技术的产生和发展

• 数据库技术是应数据库管理任务的需要而产生的
• 数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护，它是数据处理的中心问题
• 而数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和
• 数据管理技术的发展经过三个阶段，分别是人工管理阶段、文件管理阶段和数据库系统阶段

人工管理阶段

人工管理阶段限于当时（20世纪50年代中期以前）的硬件条件和软件条件，数据和应用程序之间是一一对应的关系，且数据无法长期存储，数据不独立、不共享，无专门应用程序管理，处理方式是批处理

文件管理阶段

20世纪50年代到60年代中期，硬件方面出现磁盘、磁鼓等可以直接存取存储设备；软件方面，已经有了专门的数据管理软件，即文件系统；处理方式上，还可以进行联机实时处理。所以文件管理阶段具备了由文件系统管理数据、长期保存、较差的数据独立性和数据共享性，冗余度大的特点

数据库系统阶段

20世纪60年代后期以来，计算机管理对象规模越来越大，应用范围越来越广，数据量急剧增长，促使了计算机存储硬件的升级和量产化，价格下降；而软件方面也进行升级加强，功能更加全面，出现了的统一管理数据的专门软件系统–数据库管理系统，这个阶段的特点如下：

1. 数据结构化，这是数据库系统与文件系统的本质区别
2. 数据共享度高、冗余度较小且易扩充
3. 数据独立性高，主要为物理独立性、逻辑独立性
4. 数据由数据库管理系统统一管理的控制，如数据库的安全性保护、数据的完整性检查、并发控制和数据库恢复

影响：文件系统到数据库系统标志者数据管理技术的飞跃，使信息系统从加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段

三个阶段的比较

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借鉴

王珊,萨师煊.数据库系统概论(第五版)[M].北京:高等教育出版社,2014:1-14.
数据管理的三个阶段所用图片出自：https://wenku.baidu.com/view/5853a5dd773231126edb6f1aff00bed5b8f37323.html