数据之间存在的逻辑关系 表、树、图、数组…
物理结构
数据在计算机内的存储方式 顺序方式、链接方式…
课程号
课程名
学分
先修课
1001
数据结构
4
1003
1002
数据库
3
1001
1003
PASCAL
4
4
数据管理的发展阶段
数据独立性
当数据的结构发生变化时，通过系统提供的映象 （转换）功能，使应用程序不必改变
数据的物理独立性
当数据的存储结构改变时，应用程序不必改变
数据的逻辑独立性
当数据的逻辑结构改变时，应用程序不必改变
5
数据管理的发展阶段
数据语义
语言：形式 语义：内涵
11010819800101001？
6
数据管理的发展阶段
人工管理阶段（50年代中期以前） 文件系统阶段（50年代后期---60年代中期） 数据库系统阶段（60年代后期开始） 数据库系统 VS 文件系统 软件发展趋势 数据库系统的特点
15
文件系统阶段
学号 姓名 系别 补贴
学号 姓名 性别 系别 住址
学号 姓名 系别 学分 学位
学号 姓名 性别 系别 年龄 学位 出身
16
文件系统阶段
数据查询困难
记录之间无联系 应用自己编程实现 对每个查询都重新编码
数据完整性难于保证
17
数据库系统阶段
背景
计算机管理的数据量大，关系复杂，共享性要求 强（多种应用、不同语言共享数据）
软件发展趋势
软件开发正由编码向集成转变
集成
编码
1970 1990 2010 28
软件发展趋势
机器与汇编语言 编译语言
子程序
数据库服务 特定域对象库
预定义的结构及解决方案
商用对象库 2000
域标准，组件
1950 1960
1985 1990
子程序 服务
29
软件发展趋势
软件演变为服务
数据库系统的用武之地
有查询 整体数据结构化
效率两面观
运行效率 开发效率
25
数据库系统 vs 文件系统
应用
应用
数据管理 文件系统
应用
应用
数据管理 数据管理
文件系统
26
软件发展趋势 40 机器语言 50 高级语言 60 操作系统 70 数据库，网络 80 软件开发工具 90 软件芯片
软件的发展史 27
9
人工管理阶段
程序1 程序2
访问
数据1

10
文件系统阶段
背景
计算机不但用于科学计算，还用于管理 外存有了磁盘、磁鼓等直接存取设备
直接存取设备（DASD）
无须顺序存取 由地址直接访问所需记录
有了专门管理数据的软件，一般称为文件系统
文件存储空间的管理 目录管理 文件读写管理 文件保护 向用户提供操作接口
7
人工管理阶段
背景
计算机主要用于科学计算
数据量小、结构简单，如高阶方程、曲线拟和等
外存为顺序存取设备
磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取设备
没有操作系统，没有数据管理软件
用户用机器指令编码，通过纸带机输入程序和数据， 程序运行完毕后，由用户取走纸带和运算结果，再让 下一用户上机操作
8
ASP（应用服务供应商）
一般指通过网络给企业提供租赁式应用软件的服务， 通过这些应用软件，企业只需支付少量成本就可进行 数字化管理，并获得ASP专业人士的外部支援
ASP是给企业提供“网上外脑”的服务，在Internet上 或者其他网络上出租核心企业应用程序的访问
从软件到服务
软件是应用对象知识的融合，它包含了应用软件企业 的经营理念和多年来所积淀的文化
提纲
回溯——数据管理的发展阶段 数据库模式 数据模型 数据库系统的构成 数据库新方向
2
数据管理的发展阶段
考察要点
各阶段的技术及应用背景
计算机应用范围 外存储设备 数据管理软件
各个阶段的差别体现
谁管理数据 数据面向谁 数据与应用的独立性
3
数据管理的发展阶段
数据结构
逻辑结构
AND J.CITY = “BEIJING” AND P.COLOR = “RED”
维护：应用提出完整性约束，系统自动检查
CREATE TABLE SPJ(……,
FOREIGN KEY (PNO) REFERENCES P(PNO), ……)
24
数据库系统 vs 文件系统
文件系统的弱点
记录之间无联系 难于维护数据的完整性
一个应用若想共享另一个应用生成的数据，必须同 另一个应用沟通，了解数据的语义与组织方式
14
文件系统阶段
数据的共享性差，冗余度大
数据面向应用
即使不同应用程序所需要的数据有部分相同时，也必须 建立各自的文件，而不能共享相同的数据
数据孤立
数据分散管理，许多文件，许多数据格式
数据的不一致性
由于数据存在很多副本，给数据的修改与维护带 来了困难，容易造成数据的不一致性
外存有了大容量磁盘，光盘 软件价格上升，硬件价格下降，编制和维护软件
及应用程序成本相对增加，其中维护的成本更高， 力求降低
18
数据库系统阶段
特点
有了数据库管理系统 面向全组织，面向现实世界 独立性较强 由DBMS统一存取，维护数据语义及结构
19
数据库系统阶段
数据库观点
数据不是依赖于处理过程的附属品，而是现实世 界中独立存在的对象
程序1
程序2
程序n
统一存取
数据1 数据2 数据n
20
示例
供应商 供应 项目
S(SNO, SNAME, STATUS, CITY)
P(PNO, PNAME, COLOR, WEIGHT, CITY)
J(JNO, JNAME,CITY) SPJ(SNO, PNO, JNO, QTY)
零件
S表示供应商，它的各属性依次为供应商号，供应商名，供应 商状态值，供应商所在城市；
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拼一个春夏秋冬，换一生无怨无悔。 。22.3.2 318:53: 3118:5 3Mar-2 223-Ma r-22
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努力学习却不感到满足，教导别人不 感到厌 倦。。1 8:53:31 18:53:3 118:53 Wednes day, March 23, 2022
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每一发奋努力的背后，必有加倍的赏 赐。。2 2.3.232 2.3.231 8:53:31 18:53:3 1March 23, 2022
人工管理阶段
特点
用户完全负责数据管理工作
数据的组织、存储结构、存取方法、输入输出等
数据完全面向特定的应用程序
每个用户使用自己的数据，数据不保存，用完就撤走
数据与程序没有独立性
程序中存取数据的子程序随着存储结构的改变而改变
磁带的特点
优点：廉价地存放大容量数据 缺点：顺序访问；1%所需，100%访问
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对于一个大公司而言，没有一支强有 力的服 务队伍 ，给用 户提供 全面周 到的服 务，那 简直是 难以想 象的。 。2022 年3月下 午6时5 3分22. 3.2318: 53March 23, 2022
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你对违章讲人情，事故对你不留情。 。2022 年3月23 日星期 三6时5 3分31 秒18:53: 3123 March 2022
企业管理模式的改变将导致软件的变化，软件应是一 个具有生命和持续发展的系统
30
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只有刚强的人，才有神圣的意志，凡 是战斗 的人， 才能取 得胜利 。。22. 3.2322. 3.23We dnesda y, March 23, 2022
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如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永 远只能 是死水 一潭。 。18:53: 3118:5 3:3118: 533/23/ 2022 6:53:31 PM
11
文件系统阶段
特点
系统提供一定的数据管理功能
存取方法（索引文件、链接文件、直接存取文件、倒 排文件等）
支持对文件的基本操作（增、删、改、查等），用户 程序不必考虑物理细节
数据的存取基本上以记录为单位
数据仍是面向应用的
一个数据文件对应一个或几个用户程序
数据与程序有一定的独立性
文件的逻辑结构与存储结构由系统进行转换，数据在 存储上的改变不一定反映在程序上
22
示例——基于文件系统
文件系统如何来组织？
分别组织几个文件，存储各类对象的记录 系统不支持文件间的联系，由应用程序负责查询
表达及数据的维护
23
示例——基于数据库系统
数据库系统（关系）
数据统一按表结构存放，设为S，P，J，SPJ 查询：只需提查询要求，由系统完成查询过程
SELECT SNO FROM P, J, SPJ WHERE SPJ.JNO = J.JNO AND SPJ.PNO = P.PNO
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锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金 石可镂 。。下 午6时53 分31秒 下午6 时53分1 8:53:31 22.3.23
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松驰的琴弦，永远奏不出美妙的乐曲 。。22. 3.2322. 3.2318: 5318:53 :3118:5 3:31M ar-22
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一个理发师脸刮得不干净，另一理发 师就能 找到活 干。。2 022年3 月23日 星期三 6时53 分31秒 Wednes day, March 23, 2022
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发展和维护他们的家;至于女子呢?则 是努力 维护家 庭的秩 序，家 庭的安 适和家 庭的可 爱。
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人背信则名不达。--刘向汉朝经学家。 2022年 3月23 日下午6 时53分 22.3.23 22.3.23