數(shù)據(jù)庫技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需求而產(chǎn)生的，在應(yīng)用需求的驅(qū)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，文件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三個階段。

一.人工管理階段

在20世紀(jì)50年代中期以前，計算機主要用于科學(xué)計算。當(dāng)時的硬件外存只有紙帶，卡片，磁帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設(shè)備；而軟件方面，沒有操作系統(tǒng)，沒有專門管理數(shù)據(jù)的軟件；數(shù)據(jù)的處理方式是批處理。

人工管理階段特點：

①數(shù)據(jù)不保存（當(dāng)時計算機主要用于科學(xué)計算，一般不需要將數(shù)據(jù)進行長期保存）

②應(yīng)用程序管理數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)需要由應(yīng)用程序自己設(shè)計，說明和管理，沒有相應(yīng)的軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的管理工作。應(yīng)用程序中不僅要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且要設(shè)計物理結(jié)構(gòu)，包括存儲結(jié)構(gòu)，存取方法，輸入方式等）

③數(shù)據(jù)不共享（數(shù)據(jù)是面向應(yīng)用程序的，一組數(shù)據(jù)只能對應(yīng)一個程序。當(dāng)多個應(yīng)用程序涉及某些相同的數(shù)據(jù)時必須各自定義，無法相互利用，參照，因此程序與程序之間有大量的冗余數(shù)據(jù)）

④數(shù)據(jù)不具有獨立性(數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)或者物理結(jié)構(gòu)發(fā)生變化后，必須對應(yīng)用程序作相應(yīng)的修改，數(shù)據(jù)完全依賴于應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)缺乏獨立性)

應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間一一對應(yīng)關(guān)系：

二.文件系統(tǒng)階段

20世紀(jì)50年代后期到60年代中期，此時硬件方面有了發(fā)展，有了磁盤，磁鼓等直接存取存儲設(shè)備。在軟件方面，操作系統(tǒng)中已經(jīng)有了專門的數(shù)據(jù)管理軟件，一般稱為文件系統(tǒng)。不僅有了批處理，還有了聯(lián)機實時處理。

磁鼓是利用鋁鼓筒表面涂覆的磁性材料來存儲數(shù)據(jù)的。鼓筒旋轉(zhuǎn)速度很高，因此存取速度快

文件管理系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)特點：

①數(shù)據(jù)可以長期保存（計算機大量用于數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)需要長期保存在外存上反復(fù)進行查詢，修改，插入和刪除等操作）

②由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)（由專門的軟件即文件系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)管理，文件系統(tǒng)把數(shù)據(jù)組織成相互獨立的數(shù)據(jù)文件，利用“按文件名訪問，按記錄進行存取”的管理技術(shù)，提供了對文件進行打開與關(guān)閉，對記錄讀取和寫入等存取方式）

然而文件系統(tǒng)仍存在以下缺點:

①數(shù)據(jù)共享性差，冗余度大（在文件系統(tǒng)中，一個（或一組）文件基本上對應(yīng)一個應(yīng)用程序，即文件仍然是面向應(yīng)用的。當(dāng)不同的應(yīng)用程序具有部分相同的數(shù)據(jù)時，也必須建立各自的文件，而不能共享相同的數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)冗余度大，浪費存儲空間。同時，由于相同的數(shù)據(jù)重復(fù)存儲，各自管理，容易造成數(shù)據(jù)的不一致性，給數(shù)據(jù)的修改和維護帶來困難）

②數(shù)據(jù)獨立性差（文件系統(tǒng)中的文件是為某一特定的應(yīng)用服務(wù)的，文件的邏輯結(jié)構(gòu)是針對具體的應(yīng)用來設(shè)計和優(yōu)化的，因此對文件中的數(shù)據(jù)再增加一些新的應(yīng)用會很困難）

文件系統(tǒng)階段的一一對應(yīng)關(guān)系：

三.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

20世紀(jì)60年代后期以來，計算機管理的對象規(guī)模越來越大，應(yīng)用范圍越來越廣泛，數(shù)據(jù)量急劇增加，同時多種應(yīng)用，多種語言互相覆蓋的共享集合的要求越來越強烈。

在這種背景下，以文件系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)管理手段已經(jīng)不能滿足應(yīng)用的需求，為了解決多用戶，多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的要求，出現(xiàn)了統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)的專門軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點：

①數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化（數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，在文件系統(tǒng)中，文件中的記錄內(nèi)部具有結(jié)構(gòu)，但是記錄的結(jié)構(gòu)和記錄之間的聯(lián)系被固化在程序中。數(shù)據(jù)“整體”結(jié)構(gòu)化是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不再針對某一個應(yīng)用，而是面向整個組織或企業(yè)）

②數(shù)據(jù)的共享性高，冗余度低且易擴充(由于數(shù)據(jù)是面向整個系統(tǒng)，是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，不僅可以被多個應(yīng)用共享使用，而且容易增加新的應(yīng)用，這使得數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)彈性大，易于擴充)

③數(shù)據(jù)獨立性高（包括物理獨立性（是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的物理存儲是相互獨立的）和邏輯獨立性（是指用戶的應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)是相互獨立的））

④數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段：

數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)有組織，大量，共享的數(shù)據(jù)集合。它可以供各種用戶共享，具有最小冗余度和較高的數(shù)據(jù)獨立性。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫建立，運用和維護時對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的控制，以保證數(shù)據(jù)的安全性和完整性，并且在多用戶同時使用數(shù)據(jù)庫時進行并發(fā)控制，在發(fā)生故障后對數(shù)據(jù)庫進行恢復(fù)。

數(shù)據(jù)管理三個階段比較：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論課后答案

答：

（1）數(shù)據(jù)(Data)：描述事務(wù)的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的種類有數(shù)字、文字、圖形、圖像、聲音、正文等。數(shù)據(jù)與其語義是不可分的。解析在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的概念是廣義的。早期的計算機系統(tǒng)用于科學(xué)計算，處理的數(shù)據(jù)是正數(shù)、實數(shù)、浮點數(shù)等傳統(tǒng)數(shù)學(xué)中的數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)庫(,簡稱DB)：數(shù)據(jù)庫是長期儲存在計算機內(nèi)的、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和存儲，具有較少的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨立性和易擴展性，并可為各種用戶共享。

（3）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(DataBas,簡稱DBS)：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指在計算機系統(tǒng)中引用數(shù)據(jù)庫后的系統(tǒng)構(gòu)成，一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（及開發(fā)工具）、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一個組成部分，數(shù)據(jù)庫是一個人一機系統(tǒng)。

（4）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( ,簡稱DBMS)：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件，用于科學(xué)地組織和存儲數(shù)據(jù)、高效地獲取和維護數(shù)據(jù)。DBMS的主要功能包括數(shù)據(jù)定義功能、數(shù)據(jù)操作功能、數(shù)據(jù)庫的運行管理功能、數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能。

延伸：

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 數(shù)據(jù)庫的4個基本概念

數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

1.數(shù)據(jù)（data）

數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)庫中存儲的基本對象。數(shù)據(jù)在大多數(shù)人頭腦中的第一反應(yīng)就是一串?dāng)?shù)字，例如123、456、￥123、$456等。其實數(shù)字是最簡單的一種，是一種較為狹義的理解。廣義的理解認(rèn)為數(shù)據(jù)的種類很多，例如文本、圖形、圖像、音頻、視頻、學(xué)生檔案等等，這些都是數(shù)據(jù)。

可以對數(shù)據(jù)作出如下定義：描述事務(wù)的符號記錄稱為數(shù)據(jù)。

在日常生活中，人們可以直接描述事務(wù)。例如這樣描述一位軟件系同學(xué)的基本情況：hcybx同學(xué)，男，1999年1月01日出生，XX省XX市人，2017年入學(xué)。在計算機常常這樣描述：

(hcybx，男，1999101，XX省XX市，軟件系，2017)

即把學(xué)生的姓名、性別、出生年月、出生地、所在院系、入學(xué)時間組織一起，構(gòu)成一個記錄。

2.數(shù)據(jù)庫（, DB）

數(shù)據(jù)庫，顧名思義是存放數(shù)據(jù)的倉庫，不過數(shù)據(jù)是按照一定的格式存放的。

數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計算機內(nèi)、有組織、可共享數(shù)據(jù)的集合。（特點）

3.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（ System, DBMS）

如何科學(xué)的組織和存儲數(shù)據(jù)，如何高效獲取和維護數(shù)據(jù)。完成這個任務(wù)的是一個系統(tǒng)軟件——數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件。主要包括：

1）數(shù)據(jù)定義功能

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)定義語言，用戶通過它可以方便的對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象的組成與結(jié)構(gòu)進行定義。

2）數(shù)據(jù)組織、存儲和管理

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)要分類組織、存儲和管理各種數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)的存儲途徑等。要確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存放方式在存儲級上組織這些數(shù)據(jù)，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)組織和存儲的基本目標(biāo)就是提高存儲空間利用率和方便存取，提供多種存取方法（如索引查找、hash查找、順序查找等）來提高存取效率。

3）數(shù)據(jù)操縱功能

用戶可以使用它操縱數(shù)據(jù)，如：查詢、插入、刪除和修改等。

4）數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理和運行管理

5）數(shù)據(jù)庫的建立和維護功能

6) 其他

4.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ System, DBS）

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫管理員組成的存儲、管理、處理和維護數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫的建立、使用和維護等工作只是靠一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)遠遠還不夠，要有專門的人員來完成，這些被稱為數(shù)據(jù)庫管理員。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

引用數(shù)據(jù)庫后計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)