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任务一 数据库系统概述

一、数据库的基本概念​

1. 数据（Data）​

  • 定义：反映客观事物的状态、特征、特性的物理符号
  • 特点：
    • 能够被计算机存储和处理
    • 形式多样：数字、文字、图形、图像、音频、视频等
    • 均可数字化存入计算机
  • 演变：从早期的数值型数据扩展到多种复杂形式

2. 数据库（Database, DB）​

  • 通俗理解：存放数据的仓库（计算机存储设备上）
  • 严格定义：以一定结构组织并长期存储的、结构化、可共享且独立于应用程序的数据集合
  • 三个基本特点：
    • 永久存储
    • 有组织（按一定格式）
    • 可共享

3. 数据库管理系统（DBMS）​

  • 定位：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件
  • 性质：计算机基础软件，大型复杂软件系统
  • 功能：建立、使用和维护数据库
  • 地位：数据库系统的核心

4. 数据库系统（DBS）​

  • 定义：引用数据库技术后的完整计算机系统
  • 四个组成部分：
    1. 硬件：主机、存储介质等
    2. 软件：操作系统、DBMS、开发工具等
    3. 数据库
    4. 用户：数据库管理员、终端用户等
  • 体系结构图（图1-1）： 
    用户 → 应用系统 → 应用开发工具 → DBMS → 操作系统 → 数据库

二、数据管理技术的产生与发展​

1. 数据管理​

  • 定义：对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护
  • 地位：数据处理的中心问题

2. 数据处理​

  • 定义：对各种数据进行收集、存储、加工和传播等一系列活动的总和

3. 发展的三个阶段​

阶段时间主要特征
人工管理阶段20世纪50年代中期以前• 数据不保存（主要用于科学计算）• 程序和数据不可分割，数据不独立• 数据高度冗余且不共享
文件系统阶段20世纪50年代中期到60年代中期• 数据长期保留（可查询、修改、删除）• 程序与数据分离（文件为单位存储）• 数据通用性差，冗余度大
数据库系统阶段20世纪60年代后期• 对所有数据统一管理，数据结构化• 数据与程序完全独立• 数据共享性高，冗余度小，易扩充

三、数据库系统的特点​

四大核心特性​

  1. 数据的结构化

    • 每个数据项之间有结构
    • 以数据模型组织数据（如关系模型）

  2. 数据的共享性

    • 数据面向整个系统，而非单一应用
    • 支持多用户同时使用
    • 避免数据重复（减少冗余）

  3. 数据的独立性

    • 数据文件面向整个系统
    • 部分数据的改变不影响其他数据的内容和结构

  4. 数据由DBMS统一管理和控制

    • 支持并发共享：多用户同时存取数据（甚至同一数据）
    • 四大控制功能：
      • 数据的安全性保护
      • 数据的完整性检查
      • 并发性控制
      • 数据库恢复

关键要点记忆​

  1. 数据是基础，数据库是仓库，DBMS是管理员，DBS是完整体系
  2. 发展阶段三跨越：从不保存到独立管理
  3. 四大特点是优势：解释了为何数据库取代文件系统
  4. DBMS是核心枢纽：承上启下，连接用户与数据