數(shù)據(jù)管理技術(shù)是指對數(shù)據(jù)進行分類、編碼、存儲、檢索和維護,它是數(shù)據(jù)處理的中心問題;隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展,在應(yīng)用需求的推動下,在計算機硬件、軟件發(fā)展的基礎(chǔ)上數(shù)據(jù)管理技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫管理3個階段。
本教程操作環(huán)境:windows7系統(tǒng)、mysql版、Dell G3電腦。
數(shù)據(jù)管理技術(shù)具體就是指人們對數(shù)據(jù)進行收集、組織、存儲、加工、傳播和利用的一系列活動的總和,經(jīng)歷了人工管理、文件管理、數(shù)據(jù)庫管理三個階段。每一階段的發(fā)展以數(shù)據(jù)存儲冗余不斷減小、數(shù)據(jù)獨立性不斷增強、數(shù)據(jù)操作更加方便和簡單為標(biāo)志,各有各的特點。
人工管理階段
在計算機出現(xiàn)之前,人們運用常規(guī)的手段從事記錄、存儲和對數(shù)據(jù)加工,也就是利用紙張來記錄和利用計算工具(算盤、計算尺)來進行計算,并主要使用人的大腦來管理和利用這些數(shù)據(jù)。
到了20世紀(jì)50年代中期,計算機主要用于科學(xué)計算。當(dāng)時沒有磁盤等直接存取設(shè)備,只有紙帶、卡片、磁帶等外存,也沒有操作系統(tǒng)和管理數(shù)據(jù)的專門軟件。數(shù)據(jù)處理的方式是批處理。該階段管理數(shù)據(jù)的特點是:
(1)數(shù)據(jù)不保存。因為當(dāng)時計算機主要用于科學(xué)計算,對于數(shù)據(jù)保存的需求尚不迫切。
(2 )系統(tǒng)沒有專用的軟件對數(shù)據(jù)進行管理,每個應(yīng)用程序都要包括數(shù)據(jù)的存儲結(jié)構(gòu)、存取方法和輸入方法等。程序員編寫應(yīng)用程序時,還要安排數(shù)據(jù)的物理存儲,因此程序員負(fù)擔(dān)很重。
(3) 數(shù)據(jù)不共享。數(shù)據(jù)是面向程序的,一組數(shù)據(jù)只能對應(yīng)一個程序。
(4)數(shù)據(jù)不具有獨立性。程序依賴于數(shù)據(jù),如果數(shù)據(jù)的類型、格式或輸入/輸出方式等邏輯結(jié)構(gòu)或物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,則必須對應(yīng)用程序做出相應(yīng)的修改。
文件系統(tǒng)管理階段
20世紀(jì)50年代后期到60年代中期,隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展,磁盤、磁鼓等直接存取設(shè)備開始普及,這一時期的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是把計算機中的數(shù)據(jù)組織成相互獨立的被命名的數(shù)據(jù)文件,并可按文件的名字來進行訪問,對文件中的記錄進行存取的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。數(shù)據(jù)可以長期保存在計算機外存上,可以對數(shù)據(jù)進行反復(fù)處理,并支持文件的查詢、修改、插入和刪除等操作,這就是文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理示意如下圖所示。文件系統(tǒng)實現(xiàn)了記錄內(nèi)的結(jié)構(gòu)化,但從文件的整體來看卻是無結(jié)構(gòu)的。其數(shù)據(jù)面向特定的應(yīng)用程序,因此數(shù)據(jù)共享性、獨立性差,且冗余度大,管理和維護的代價也很大。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理階段
20世紀(jì)60年代后期以來 ,計算機性能得到進一步提高,更重要的是出現(xiàn)了大容量磁盤,存儲容量大大增加且價格下降。在此基礎(chǔ)上,才有可能克服文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)時的不足,而滿足和解決實際應(yīng)用中多個用戶、多個應(yīng)用程序共享數(shù)據(jù)的要求,從而使數(shù)據(jù)能為盡可能多的應(yīng)用程序服務(wù),這就出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫這樣的數(shù)據(jù)管理技術(shù)。數(shù)據(jù)庫的特點是數(shù)據(jù)不再只針對某一個特定的應(yīng)用,而是面向全組織,具有整體的結(jié)構(gòu)性,共享性高,冗余度減小,具有一定的程序與數(shù)據(jù)之間的獨立性,并且對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的控制。
此階段的特點:
(1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。在描述數(shù)據(jù)時不僅要描述數(shù)據(jù)本身,還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫的主要特征之一,也是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。
(2)數(shù)據(jù)共享性高、冗余少且易擴充。數(shù)據(jù)不再針對某一個應(yīng)用,而是面向整個系統(tǒng),數(shù)據(jù)可被多個用戶和多個應(yīng)用共享使用,而且容易增加新的應(yīng)用,所以數(shù)據(jù)的共享性高且易擴充。數(shù)據(jù)共享可大大減少數(shù)據(jù)冗余。
(3)數(shù)據(jù)獨立性高。
(4)數(shù)據(jù)由DBMS統(tǒng)一管理和控制。數(shù)據(jù)庫為多個用戶和應(yīng)用程序所共享,對數(shù)據(jù)的存取往往是并發(fā)的,即多個用戶可以同時存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),甚至可以同時存放數(shù)據(jù)庫中的同一個數(shù)據(jù),為確保數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正確有效和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的有效運行,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供以下4方面的數(shù)據(jù)控制功能。
數(shù)據(jù)安全性控制:防止因不合法使用數(shù)據(jù)而造成數(shù)據(jù)的泄露和破壞,保證數(shù)據(jù)的安全和機密。
數(shù)據(jù)的完整性控制:系統(tǒng)通過設(shè)置一些完整性規(guī)則,以確保數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。
并發(fā)控制:多用戶同時存取或修改數(shù)據(jù)庫時,防止相互干擾而給用戶提供不正確的數(shù)據(jù),并使數(shù)據(jù)庫受到破壞。
數(shù)據(jù)恢復(fù):當(dāng)數(shù)據(jù)庫被破壞或數(shù)據(jù)不可靠時,系統(tǒng)有能力將數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到最近某一時刻的正確狀態(tài)。