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数据管理技术的发展
2020-8-13    点击量:
  数据管理技术的发展   数据管理作为计算机应用领域中最大的一类应用,随着应用需求和计算机软硬件的发展,主要经历了人工管理、文件管理和数据库管理三个发展阶段。
  
  1. 人工管理阶段
  
  20世纪50年代中期之前,计算机主要用于科学计算。数据存储设备主要是卡片、纸带和磁带。没有操作系统和数据管理软件,数据需要人工管理。数据不保存,随用随丢。应用程序和数据不可分割,数据完全依赖于应用程序,不具有独立性,因而数据无法共享。该阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1-1所示。
  该阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1-1所示
  图1-1 人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
  
  2. 文件管理阶段
  
  20世纪50年代后期至60年代中期,计算机技术有了很大的发展,开始广泛应用于信息处理。数据存储设备主要是磁盘、磁鼓。磁盘是一种随机存取设备,允许用户直接访问数据,摆脱了磁带顺序访问的限制。该阶段出现了操作系统,并使用专门的管理软件,即文件系统(操作系统中的文件管理功能)来实施数据管理。数据可以长期保存在磁盘上,应用程序和数据有了一定的独立性,数据文件有了一定的共享性,但存在较大的数据冗余。该阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1-2所示。
该阶段应用程序与数据之间的对应关系如图1-2所示  
  图1-2 文件管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
  
  文件管理阶段的主要缺点体现在以下几个方面:
  
  1)数据冗余较大,相同的数据在多个文件中重复存储。
  
  2)程序和数据之间虽有一定的独立性,但是独立性较差,应用程序依赖于文件的结构。文件结构的每一次修改,都要修改相应的应用程序。
  
  3)不具备自动实现数据之间联系的功能,文件与文件之间相互独立,文件之间的联系必须通过应用程序来构造。
  
  4)数据冗余度高,容易造成数据的不一致。文件系统本身不具备维护数据一致性的功能,完全由用户负责维护。5)文件系统对于文件只提供了几个低级的文件操作命令,文件的查询、修改需要通过编写应用程序来实现,功能相同的操作很难共享。
  
  3. 数据库管理阶段
  
  20世纪60年代后期,随着应用需求、软硬件技术发展的日趋成熟,计算机用于信息处理的规模越来越大,对数据管理技术的要求也越来越高,原有的文件系统已经不能胜任数据管理的任务。与此同时,计算机网络系统和分布式系统的相继出现,急需一种新的、能在多用户环境下进行数据共享和处理的数据管理软件。在这个背景下,数据库管理系统(Database ManagementSystem, DBMS)应运而生。
  
  在数据库管理阶段,数据由DBMS统一管理和控制,包括数据的安全性控制、数据的完整性控制、并发控制以及数据库恢复等;实现整体数据的结构化,数据结构使用数据模型来描述,无需程序定义和解释。数据面向全系统,可以被多个用户或应用程序共享,提高了数据的共享性,减少了数据冗余,保证了数据的一致性和完备性。数据与应用程序相对独立,减少了应用程序开发和维护的成本。在数据库管理阶段,应用程序与数据之间的对应关系如图1-3所示。
  应用程序与数据之间的对应关系如图1-3所示
  图1-3 数据库管理阶段应用程序与数据之间的对应关系
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