chapter1_1数据与数据管理三阶段ppt课件

1、1.1.1 1.1.1 数据的概念数据的概念1.1.2 1.1.2 信息的概念信息的概念1.1.3 1.1.3 数据与信息的关系数据与信息的关系1.1.4 1.1.4 数据管理与处置数据管理与处置1.1.5 1.1.5 数据管理的三个阶段数据管理的三个阶段v数据是数据库中存贮的根本对象。它包括：数字、文字、数据是数据库中存贮的根本对象。它包括：数字、文字、符号、图形、图像、声音、视频等。所以数据是描画事符号、图形、图像、声音、视频等。所以数据是描画事物的符号记录。物的符号记录。v数据不等同于数字，数字只是一种最简单的数据，是对数据不等同于数字，数字只是一种最简单的数据，是对数据的一种传统和狭义

2、的了解。数据的一种传统和狭义的了解。v数据有多种表现方式，但都可以经过数字化后存入计算数据有多种表现方式，但都可以经过数字化后存入计算机。计算机的存贮介质和处置过程中的数据是以二进制机。计算机的存贮介质和处置过程中的数据是以二进制的方式存在的。的方式存在的。v可以输入到计算机中，可以供计算机处置的各种符号、可以输入到计算机中，可以供计算机处置的各种符号、图形、声音和图像等。图形、声音和图像等。什么是信息？信息的概念：信息的概念：信息是关于现实世界事物的存在形状或运动方式的反映。信息是关于现实世界事物的存在形状或运动方式的反映。信息是经过处置的，可以反映现实世界形状及物理特性的数据。信息是经过处

3、置的，可以反映现实世界形状及物理特性的数据。信息是一种被加工为特定方式的数据。信息是一种被加工为特定方式的数据。信息是当前和未来的决策者进展判别和决策的根据。信息是当前和未来的决策者进展判别和决策的根据。信息的特点：信息的特点：信息源于物质和能量信息源于物质和能量信息可以被感知信息可以被感知信息可以存储、加工、传送、处置和再生信息可以存储、加工、传送、处置和再生数据与信息的关系？v数据是信息的符号表示，数据是信息的载体。v信息是数据的内涵，是对数据的语义解释。v很多专业和领域所从事的任务可以概括为一个过程，即v处置数据获取信息指点任务。v数据处置是将数据转换成信息的过程：v数据 + 数据处置

4、= 信息v数据是原料，是输入，而信息是产出，是输出结果。“信息处置应该是为了产生信息而处置数据的过程。数据数据处置信息数据处置与管理v数据处置：是将数据转换成信息的过程。它数据处置：是将数据转换成信息的过程。它包括对数据的搜集、存储、加工和传播等一包括对数据的搜集、存储、加工和传播等一系列活动。其目的是从大量的原始数据中抽系列活动。其目的是从大量的原始数据中抽取和推导出有价值的信息，作为决策的根据。取和推导出有价值的信息，作为决策的根据。v数据管理：对数据的组织、分类、编码、存数据管理：对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。储、检索和维护。数据处置的中心问题是数据管理。随着计算机硬件和软

5、件的开展，数据管理阅历了三个开展阶段：人工管理阶段， 50年代中期以前；文件系统阶段，50年代后期至60年代中期；数据库系统阶段， 60年代后期开场。人工管理阶段人工管理阶段 运用背景运用背景 5050年代中期以前年代中期以前这一阶段计算机主要用于科学计算。这一阶段计算机主要用于科学计算。硬件中的外存只需卡片、纸带、磁带，没有磁硬件中的外存只需卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。盘等直接存取设备。软件只需汇编言语，没有操作系统和管理数据软件只需汇编言语，没有操作系统和管理数据的软件。的软件。数据处置的方式根本上是批处置。数据处置的方式根本上是批处置。人工管理阶段人工管理阶段 四个特点：四

6、个特点：数据不保管：由于当时计算机主要用于科学计算，数据不保管：由于当时计算机主要用于科学计算，对于数据保管的需求尚不迫切。对于数据保管的需求尚不迫切。没有管理数据的软件系统：运用程序不仅要思索数没有管理数据的软件系统：运用程序不仅要思索数据的逻辑构造，还要设计其存储构造、存取方据的逻辑构造，还要设计其存储构造、存取方法和输入输出方式法和输入输出方式数据不共享：数据是面向程序的，一组数据只能对数据不共享：数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。多个运用程序涉及某些一样的数应一个程序。多个运用程序涉及某些一样的数据时，也必需各自定义，因此程序之间有大量据时，也必需各自定义，因此程序之间有大量

7、的冗余数据。的冗余数据。数据不具有独立性：程序依赖于数据，假设数据的数据不具有独立性：程序依赖于数据，假设数据的类型、格式、或输入输出方式等逻辑构造或物类型、格式、或输入输出方式等逻辑构造或物理构造发生变化，必需对运用程序做出相应的理构造发生变化，必需对运用程序做出相应的修正。修正。人工管理阶段人工管理阶段 运用程序与数据之间的关系：运用程序与数据之间的关系：运用程序运用程序1数据集数据集1运用程序运用程序2数据集数据集2数据集数据集3运用程序运用程序3 人工管理阶段人工管理阶段文件系统阶段文件系统阶段n这一阶段，计算机硬件、软件都有了很大的开展：n硬件方面，有了磁盘、磁鼓等直接存储设备。n软

8、件方面，出现了高级言语和操作系统。操作系统中有了专门管理数据的软件，普通称为文件管理系统。n处置方式有批处置，也有联机处置。n计算机不仅用于科学计算，还大量用于信息管理。因此大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。运用背景运用背景 50年代后期至年代后期至60年代中期年代中期文件系统阶段文件系统阶段1. 数据以文件方式可以长期保管：用户可随时对文件进展查询、修正和增删等处置。2. 数据文件由记录组成记录由数据组成：数据的存取以记录为单位。按文件名访问，按记录存取。数据的逻辑构造由运用数据的运用程序掌握。. 程序与数据间有一定独立性：由专门的软件即文件系统进展数据管理，运用程序经过文件系统提供

9、的存取方法对数据进展运用和维护，数据的物理构造(存储方式)由文件系统控制，数据存储构造发生变化不会影响运用程序的运转。. 文件方式多样化：由于有了直接存取的存储设备，也就有了索引文件、链接文件和直接存取文件等文件方式。文件系统阶段文件系统阶段数据文件n运用程序1运用程序2运用程序n数据文件1数据文件2 文件系统阶段文件系统阶段文件系统阶段文件系统阶段 与人工管理阶段相比，文件系统阶段对数据的管理有了很大的提高，但一些根本性问题仍没有彻底处理，主要表如今三个方面：数据独立性低：数据和程序相互依赖，一旦改动数据的逻辑构造，必需修正相应的运用程序。而运用程序发生变化，如改用另一种程序设计言语来编写程

10、序，也需修正数据构造。数据冗余度大：各数据文件之间没有有机的联络，一个文件根本上对应于一个运用程序，数据不能共享。数据一致性差：由于一样数据的反复存储、各自管理，在进展更新操作时，容易呵斥数据的不一致性。 数据库系统阶段数据库系统阶段n上世纪60年代后期，计算机运用于管理的规模更加庞大，数据量急剧添加；n硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机联机存取大量数据成为能够；n硬件价钱下降，而软件价钱上升，使开发和维护系统软件的本钱添加。n文件系统的数据管理方法已无法满足开发运用系统的需求。n为处理多用户、多个运用程序共享数据的需求，出现了一致管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统。数据库系统阶段数据库

11、系统阶段1、整体数据构造化人工管理阶段，数据没有构造；文件系统阶段，数据文件是等长同格式的记录的集合，记录内部有构造，记录之间无联络；数据库系统实现整体数据的构造化，不但记录内部构造化，而且记录之间建立了关联。数据库系统阶段数据库系统阶段2 2、数据共享性高、冗余少、易扩展：、数据共享性高、冗余少、易扩展：数据库系统从整体角度对待和描画数据，数据不数据库系统从整体角度对待和描画数据，数据不再面向某个运用而是面向整个系统，因此，数再面向某个运用而是面向整个系统，因此，数据可以被多个用户、多个运用共享运用。据可以被多个用户、多个运用共享运用。共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。共享可以大大减少

12、数据冗余，节约存储空间。共享还可以防止数据的不一致性和不相容性。共享还可以防止数据的不一致性和不相容性。不同的运用系统可以取整体数据的各种子集，当不同的运用系统可以取整体数据的各种子集，当运用需求改动或添加时，只需重新选取不同子运用需求改动或添加时，只需重新选取不同子集或加上一部分数据便可以满足新的需求。所集或加上一部分数据便可以满足新的需求。所以说数据库系统弹性大，易于扩展。以说数据库系统弹性大，易于扩展。数据库系统阶段数据库系统阶段3 3、数据具有很高的独立性：、数据具有很高的独立性：数据的独立性是指用户的运用程序与数据库中数数据的独立性是指用户的运用程序与数据库中数据是相互独立的，即当数

13、据的物理构造和逻辑据是相互独立的，即当数据的物理构造和逻辑构造发生变化时，不影响运用程序对数据的运构造发生变化时，不影响运用程序对数据的运用。用。数据的独立性是由数据的独立性是由DBMSDBMS的二级映象功能来保的二级映象功能来保证的以后引见。证的以后引见。数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分别数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分别出去，加上数据的存取由出去，加上数据的存取由DBMSDBMS担任，从而简担任，从而简化了运用程序的编制，大大减少了运用程序的化了运用程序的编制，大大减少了运用程序的维护与修正的任务量。维护与修正的任务量。数据库系统阶段数据库系统阶段4 4、具有高度的数据控制

14、才干、具有高度的数据控制才干 ：数据由数据由DBMSDBMS一致管理和控制，保证了数据的一致管理和控制，保证了数据的平安性和完好性；平安性和完好性；DBMSDBMS对访问数据库的用户进展身份及其操作对访问数据库的用户进展身份及其操作的合法性检查，保证了数据库中数据的平安的合法性检查，保证了数据库中数据的平安性；性；DBMSDBMS自动检查数据的一致性、相容性，保证自动检查数据的一致性、相容性，保证数据应符合完好性约束条件；数据应符合完好性约束条件；DBMSDBMS提供并发控制手段，能有效控制多个用提供并发控制手段，能有效控制多个用户程序同时对数据库数据的操作。保证共享户程序同时对数据库数据的操

15、作。保证共享及并发操作。及并发操作。DBMSDBMS具有数据库恢复功能，当数据库遭到破具有数据库恢复功能，当数据库遭到破坏时坏时DBMSDBMS能自动使数据库从错误形状恢复能自动使数据库从错误形状恢复到正确形状。到正确形状。数据库系统阶段数据库系统阶段运用程序运用程序1运用程序运用程序2运用程序运用程序n数数 据据 库库管管理理系系统统 数据库数据库数据库系统阶段数据库系统阶段数据管理三阶段小结数据管理三阶段小结运用程序1数据集1运用程序2数据集2运用程序n数据集n人工管理阶段人工管理阶段运用程序1运用程序2运用程序n数 据 库管理系统数据库数据库系统阶段数据库系统阶段三个阶段运用程序与数据的

16、关系图三个阶段运用程序与数据的关系图运用程序1数据文件1运用程序2数据文件2存取方法运用程序n数据文件n文件系统阶段文件系统阶段人工管理人工管理文件系统文件系统DataBase数据库系统数据库系统1数据不保管在机器数据不保管在机器中；中；1数据可以长期保管数据可以长期保管在磁盘上；在磁盘上；1数据构造化；数据构造化；2没有管理数据的软没有管理数据的软件；件；2文件系统管理数据；文件系统管理数据； 2数据由数据由DBMS一致一致控制。控制。3数据无共享；数据无共享；3数据共享性差，冗数据共享性差，冗余大；余大；3高共享，低冗余；高共享，低冗余；4数据不具有独立性。数据不具有独立性。 4数据独立性

17、差。数据独立性差。4数据独立性高；数据独立性高；数据管理三阶段小结数据管理三阶段小结三个阶段运用程序与数据管理的任务义务划分表示图三个阶段运用程序与数据管理的任务义务划分表示图数据的物理构造数据的物理构造数据的逻辑构造数据的逻辑构造数据维护增、数据维护增、删、改及重组等删、改及重组等数据的存取数据的存取及控制及控制数据的运用数据的运用文件系统文件系统数数据据库库管管理理系系统统文件文件系统系统阶段阶段的运的运用程用程序序数据库系统阶数据库系统阶段的运用程序段的运用程序人工人工管理管理阶段阶段的运的运用程用程序序人工管理阶段人工管理阶段文件系统阶段文件系统阶段数据库系统阶段数据库系统阶段背景运用背景科学计算科学计算、管理大规模管理硬件背景无直接存取存储设备磁盘、磁鼓大容量磁备盘软件背景没有操作系统有文件系统有数据库管理系统处