第章数据库的概念.docVIP

第1章 数据库的概念 本章主要介绍数据库的意义、数据库的发展史、数据库的体系结构、数据库系统以及数据库管理系统等内容，以便读者对数据库的概念有一个基本的了解。 1.1 数据库的意义 1.1.1 信息处理及数据处理 诞生于20世纪中叶的计算机科学较之其他现代科学技术的发展更迅速，在21世纪到来之际，它几乎可以称为“知识爆炸”了。21世纪是信息和知识的社会，如何组织和利用这些庞大的信息和知识已成为衡量一个国家科学技术水平高低的重要标志。 早在20世纪60年代，数据库技术作为现代信息系统基础的一门软件学科便应运而生了。现在，数据库技术已成为计算机领域中最重要的技术之一，它是软件学科中一个独立的分支。它的出现使得计算机应用渗透到工农业生产、商业、行政、教育、科学研究、工程技术和国防军事的各个部门。管理信息系统（MIS）、办公自动化系统（OA）、决策支持系统等都是使用了数据库管理系统或数据库技术的计算机应用系统。 数据库（Database，即DB）是存储在一起的相关数据的集合，是存储数据的“仓库”。因此，要理解数据库就需要先了解在数据处理领域中常遇到的两个基本概念：“信息”（information）和“数据”（data）。 信息是关于现实世界事物的存在方式或运动状态的反映的组合。例如，上课用的黑板，它的颜色是黑的，形状是矩形，尺寸是长3.2m，高1.4m，材料是木材，这些都是关于黑板的信息，都是关于黑板的存在状态的反映，从不同角度“反映”或“刻画”了黑板这个事物。信息源于物质和能量，一切事物，包括自然和人类都产生信息，信息是物质和能量形态的反应，它不可能脱离物质而存在。信息传递需要物质载体，信息的获取和传递要消耗能量。信息是可以感知的和存储的，并且可以加工、传递和再生。电子计算机是信息处理领域中最先进的工具之一，人类对收集到的信息可以进行取舍整理。几乎和信息同样广泛使用的另一个概念是“数据”。所谓数据，通常指用符号记录下来的可加以鉴别的信息。例如，为了描述黑板的信息，可以用一组数据“黑色、矩形、3.2m×1.4m”来表示，由于“黑色”、“矩形”、“3.2”、“m”……这些符号已经被人们赋予了特定的语义，所以它们就具有了传递信息功能。 从上面的例子中，可以看到信息和数据之间的固有联系：数据是信息的符号表示或称为载体，信息则是数据的内涵，是对数据的语义解释。但另一方面，某一具体信息与表示它的数据的这种对应关系又因环境而异。同一信息可能有不同的符号表示，同一数据也可能有不同的解释。数据处理领域中的数据概念较之科学计算领域中数据概念已经大大地拓宽了。定义中所说的符号，不仅包含数字符号，而且包含文字、图像和其他符号；而所谓“记录下来”也不仅是指用笔写在纸上，还包括磁记录、光刻等各种记录形式。 由于信息是现实世界中事物的存在方式和运动状态的反应，而现实世界的事物常常是相互关联的，这就使得人们在了解、掌握事物之间的固有联系和运动规律的基础上，可以从一些已知的信息出发，经过演绎推理，导出新的信息，为人类社会生活的各种需要服务，这就是常说的“信息处理”。例如，根据上述黑板的尺寸数据和木工定额标准，可以推算出制作黑板所需的木材数量和制作费用。 一般，人们将原始信息表示成源数据，然后对这些源数据进行综合推导加工，得出新的数据。这些结果数据表示了新的信息，可以作为某种决策的依据（或用于新的推导加工）。这整个过程通常称为“数据处理”。 电子计算机使大规模的数据处理成为可能，它和通信、网络技术的发展一起，进一步推动了信息处理和利用社会化，极大地增强了人类社会信息处理能力。 1.1.2 数据模型和数据库技术 数据库系统就是实现有组织地、动态地存储大量相关数据，方便用户访问的计算机软、硬资源组成的系统。而数据库技术是研究数据库的结构、存储、设计和使用的一门软件学科。因此，数据库技术主要是研究如何存储、使用和管理数据。在计算机应用中，数据处理占的比重最大，而数据库系统是数据处理的核心机构，所以它的效能往往决定了整个计算机应用的经济效益。 数据库离不开数据模型。数据模型是对现实世界客观事物及其联系的描述，它反映数据项之间和记录之间的联系，在数据库技术中使用模型的概念描述数据库的结构与语义。常用的3种数据模型是：层次模型（hierarchical mode）（network model）relational model）object_oriented model）等。 数据库这门学科与其他基础软件、系统软件、应用软件有着密切的联系。例如：操作系统，数据技术是在操作系统的文件系统的基础上发展起来的，而且数据库系统本身就是在操作系统（例如Windows）支持下才能工作。数据库与网络技术和多媒体技术的关系也很密切，例如，分布式数据库要用上网络，数据库甚至可在国际互联网（I