1、教 育 部 师 范 教 育 司 组 织 编 写 中 学 教 师 进 修 高 等 师 范 本 科 (专 科 起 点 ) 教 材数 据 库 系 统 概 论聂 瑞 华 主 编 聂 瑞 华 阮 宏 一 编 著高 等 教 育 出 版 社内 容 提 要本 书 是 教 育 部 师 范 教 育 司 组 织 编 写 的 中 学 教 师 进 修 高 等 师 范 本 科 (专 科 起点) 专 业 教 材 。 全 书 分 为 共 九 章 , 本 书 完 整 地 叙 述 了 数 据 库 系 统 的 基 本 概 念 、 基 本 原理 、 基 本 方 法 与 技 术 , 介 绍 了 流 行 的 Visual FoxPro
2、数 据 库 系 统 及 其 应 用 。 主 要 内 容 包 括 : 数 据 库 系 统 概 述 、 数 据 模 型 、 关 系 数 据 库 系 统 、 关 系 数 据 库 的 标准 语 言 SQL、关 系 数 据 库 理 论 、 数据 库 安 全 保 护 、 数 据 库 设 计 、 数 据 库 管 理系 统 的设 计 与 实 现 、 FoxPro 数 据 库 管 理 系 统 。本 书 理 论 联 系 实 际 , 理 论 体 系 完 整, 概 念 清 晰 , 强 调 应 用 。 本 书 可 作 为 高等 学 校 计 算 机 有 关 专 业 数 据 库 课 程 的 教 材 , 适 合 多 种 层
3、次 (本 科 或 专 科 )、 多 种培 养 目 标 的 人 员 的 学 习 需 要 , 也 可 供 从 事 计 算 机 软 件 工 作 的 科 技 人 员 和 工 程 技术 人 员 以 及 其 他 有 关 人 员 参 阅 。前 言数 据 库 技 术 是 计 算 机 技 术 的 重 要 分 支 , 也 是 应 用 很 广 、 实 用 性 很 强 的 一 门 技 术 。 它 的 出 现 极 大 地 促 进 了 计 算 机 应 用 向 各 行 各 业 的 渗 透 , 其 应 用 也 从 一 般 管 理 扩 大 到 计 算 机 辅 助 设 计 、 网 络 与 通 信 、 人 工 智 能 、 多 媒
4、体 技 术 以 及 科 学 计 算 等 领 域 , 从 而 使 数 据 库 领 域 中 的 新 技 术 层 出 不 穷 , 相 互 渗 透 、 相 互 结 合 成 为 当 代 数 据 库 技 术 发 展 的 主 要 特 征 。 因 此 , 数 据 库 课 程 也 就 成 为 高 校 计 算 机 教 学 中 的 主 干 课 程 , 成 为 计 算 机 专 业 、 各 类 管 理 专 业 学 生 的 必 修 课 或 选 修 课 程 。 该 课 程 还 常 作 为 许 多 在 职 人 员 计 算 机 业 务 进 修 或 培 训 的 科 目 。本 书 分 为 二 部 分 , 共 九 章 。 由 第 一
5、 章 至 第 六 章 构 成 基 础 部 分 。 第 一 章 数 据 库 系 统 概 述 , 从 数 据 管 理 技术 进 展 角 度 着 手 , 阐 述 了 数 据 库 技 术 发 展 过 程 中 各 阶 段 的 主 要 特 征 , 信 息 、 数 据 、 数 据 处 理 的 概 念 , 数 据 库 存 储 结 构 的 方 式 、 文 件 组 织 形 式 及 其 特 点 , 数 据 库 技 术 的 新 发 展 趋 势 。 第 二 章 数 据 模 型 , 叙 述 了 数 据 模 型 的 概 念 、 组 成 内 容 及 数据 模 型 的 分 类 。 介 绍 了 三 大 经 典 数 据 模 型 层
6、 次 数 据 模 型 、 网 状 数 据 模 型 、 关 系 数 据 模 型 的 模 型 结 构 及 其 特 点 。 第 三 章 关 系 数 据 库 系 统 , 对 关 系 模 型 的 概 念 , 关 系 数 据 库 系 统 各 类 查 询 语 言 定 义 和 各 自 特 点 , 对 关 系 运 算 和 关 系 代 数 的 概 念 、 特 点 与 计 算 方 法 等 进 行 了 着 重 介 绍 。 第 四 章 关 系 数 据 库 的 标 准 语 言SQ L, SQ L 是 目 前 广 泛 应 用 的 关 系 数 据 库 语 言 , 因 此 详 细 介 绍 了 SQ L 的 查 询 、 定 义
7、、 操 作 及 控 制 等 语 句 成 分 和 应 用 举 例 。 第 五 章 关 系 数 据 库 理 论 , 讲 述 了 函 数 依 赖 的 有 关 概 念 , 2N F、 3N F、 B C NF 规 范 化 过 程 与 方 法 , 模 式 的 分 解 等内 容 。 第 六 章 数 据 库 安 全 保 护 , 重 点 叙 述 了 数 据 库 的 安 全 性 、 数 据 库 的 完 整 性 和 并 发 控 制 的 有 关 概 念 与 内 容 , 对 产 生 死 锁 的 条 件 和 消 除 死 锁 的 常 用 方 法 、 数 据 库 的 恢 复 技 术 和 方 法 作 了 介 绍 。由 第 七
8、 章 至 第 九 章 构 成 设 计 部 分 。 第 七 章 数 据 库 设 计 , 重 点 介 绍 了 用 工 程 化 方 法 设 计 关 系 数 据 库 的 步 骤 、 方 法 和 关 键 技 术 , 对 数 据 库 应 用 系 统 设 计 的 全 过 程 有 一 个 清 晰 的 认 识 , 以 达 到 能 够 设 计 小 型 数 据 库 应 用 系 统 的 目 的 。 第 八 章 数 据 库 管 理 系 统 的 设 计 与 实 现 , 对 DB M S 的 基 本 概 念 和 基 本 原 理 、 D B M S 的 系 统 结 构 、 语 言 处 理 、 数 据 存 取 、 缓 冲 区
9、管 理 等 内 容 与 方 法 作 了 叙 述 , 介 绍 了 数 据 库 的 物 理 组 织 形 式 。 第 九 章 FoxPro 数 据 库 管 理 系 统 , 重 点 介 绍 了 Visual Fox- 2 前 言Pro 数 据 库 系 统 的 组 成 、 程 序 设 计 的 主 要 语 句 和 编 程 技 术 等 基 本 知 识 , 结 合 实际 给 出 了 编 写 应 用 系 统 的 实 例 。本 书 以 数 据 库 基 础 理 论 、 数 据 库 管 理 系 统 ( D B M S) 和 数 据 库 应 用 技 术 为前 提 , 以 目 前 关 系 数 据 库 系 统 作 为 讨
10、论 的 主 要 内 容 , 内 容 全 面 、 知 识 结 构 科 学 合 理 , 系 统 地 阐 述 了 数 据 库 系 统 及 其 与 应 用 有 关 的 基 本 概 念 、 基 本 理 论 和 方 法 技 术 。 适 合 多 种 层 次 、 多 种 培 养 目 标 的 人 员 学 习 需 要 。本 书 由 华 南 师 范 大 学 聂 瑞 华 副 教 授 任 主 编 , 负 责 全 书 的 统 编 , 并 编 写 了 第 一 、 二 、 三 、 六 、 八 章 。 湖 北 教 育 学 院 阮 宏 一 副 教 授 编 写 了 第 四 、 五 、 七 、 九 章 。 华 东 师 范 大 学 徐
11、 国 定 教 授 作 为 主 审 审 核 全 书 。 本 书 在 编 写 过 程 中 , 得 到 许 多 同 行 、 同 事 及 领 导 的 大 力 支 持 和 鼓 励 , 在 此 表 示 衷 心 的 感 谢 !由 于 水 平 有 限 , 书 中 难 免 有 不 妥 之 处 , 恳 请 同 行 及 广 大 读 者 批 评 指 正 。编 者 2000 年 10 月 目 录第 一 章 数 据 库 系 统 概 述 (1)1. 1 数 据 管 理 技 术 的 进 展 (1)1. 1. 1 数 据 管 理 概 述 (1)1. 1. 2 人 工 管 理 阶 段 (2)1. 1. 3 文 件 系 统 阶 段
12、 (4)1. 1. 4 数 据 库 系 统 阶 段 (5)1. 1. 5 数 据 库 技 术 的 发 展 (9)1. 2 信 息 、 数 据 与 数 据 处 理 (10)1. 2. 1 数 据 与 信 息 (10)1. 2. 2 数 据 处 理 (12)1. 3 数 据 库 存 储 结 构 (12)1. 3. 1 数 据 的 外 存 组 织 (12)1. 3. 2 基 本 文 件 组 织 (14)1. 3. 3 索 引 结 构 (18)1. 4 数 据 库 系 统 结 构 (20)1. 4. 1 数 据 库 系 统 的 三 级 模 式 (21)1. 4. 2 数 据 独 立 性 (22)1.
13、5 数 据 库 系 统 的 组 成 (23)1. 5. 1 数 据 库 (23)1. 5. 2 数 据 库 系 统 用 户 (23)1. 5. 3 数 据 库 系 统 软 件 (24)1. 5. 4 数 据 库 系 统 硬 件 (25)1. 6 数 据 库 技 术 新 发 展 与 展 望 (25)1. 6. 1 分 布 式 数 据 库 系 统 (26)1. 6. 2 客 户 机 / 服 务 器 数 据 库 系 统 (26)1. 6. 3 面 向 对 象 数 据 库 系 统 (27)习 题 一 (28)目 录 6 第 二 章 数 据 模 型 (30)2. 1 数 据 模 型 概 述 (30)2.
14、 1. 1 数 据 模 型 概 念 (30)2. 1. 2 数 据 模 型 (31)2. 2 数 据 模 型 的 分 类 (34)2. 3 层 次 数 据 模 型 (35)2. 3. 1 模 型 结 构 (35)2. 3. 2 IMS 的 层 次 联 系 与 特 点 (36)2. 4 网 状 数 据 模 型 (37)2. 4. 1 模 型 结 构 (37)2. 4. 2 D BTG 网 状 模 型 及 转 换 方 法 (40)2. 5 关 系 数 据 模 型 (41)2. 5. 1 关 系 数 据 模 型 的 基 本 要 素 (42)2. 5. 2 关 系 模 型 结 构 及 其 特 点 (4
15、3)习 题 二 (46)第 三 章 关 系 数 据 库 系 统 (47)3. 1 关 系 模 型 的 基 本 概 念 (47)3. 1. 1 关 系 模 式 (50)3. 1. 2 关 系 数 据 库 (50)3. 1. 3 视 图 (50)3. 2 关 系 数 据 库 系 统 查 询 语 言 (52)3. 2. 1 ISBL 语 言 (53)3. 2. 2 Q U EL 语 言 (53)3. 2. 3 Q BE 语 言 (54)3. 2. 4 SQ L 语 言 (56)3. 3 关 系 运 算 (58)3. 4 关 系 代 数 (60)3. 4. 1 传 统 的 集 合 运 算 (61)3.
16、 4. 2 专 门 的 关 系 运 算 (63)习 题 三 (66)第 四 章 关 系 数 据 库 的 标 准 语 言 SQ L (68)4. 1 SQ L 概 述 (68)目 录 3 4. 1. 1 SQ L 的 发 展 及 标 准 化 (68)4. 1. 2 SQ L 的 主 要 特 点 (68)4. 2 SQ L 的 数 据 定 义 功 能 (70)4. 2. 1 定 义 、 修 改 和 删 除 基 本 表 (70)4. 2. 2 索 引 的 建 立 和 删 除 (72)4. 3 SQ L 的 数 据 操 纵 功 能 (72)4. 3. 1 SELECT 语 句 (74)4. 3. 2
17、INSER T 语 句 (89)4. 3. 3 D ELETE 语 句 (90)4. 3. 4 U PD A TE 语 句 (91)4. 4 视 图 (92)4. 4. 1 定 义 视 图 (92)4. 4. 2 查 询 视 图 (94)4. 4. 3 更 新 视 图 (94)4. 5 SQ L 的 数 据 控 制 功 能 (95)4. 6 嵌 入 式 SQL (98)习 题 四 (101)第 五 章 关 系 数 据 库 理 论 (103)5. 1 问 题 的 提 出 (103)5. 2 函 数 依 赖 (104)5. 2. 1 函 数 依 赖 (104)5. 2. 2 函 数 依 赖 的 逻
18、 辑 蕴 含 (106)5. 3 函 数 依 赖 的 公 理 系 统 (107)5. 3. 1 Armstrong 推 导 公 理 (107)5. 3. 2 闭 包 的 计 算 (108)5. 3. 3 依 赖 集 的 等 价 (109)5. 4 关 系 模 式 的 规 范 形 式 (111)5. 4. 1 第 一 范 式 到 第 三 范 式 (111)5. 4. 2 Boyce - codd 范 式 (B C NF) (113)5. 4. 3 多 值 依 赖 与 第 四 范 式 (114)5. 5 关 系 模 式 的 规 范 方 法 (118)5. 5. 1 分 解 的 无 损 连 接 性
19、和 函 数 依 赖 的 保 持 性 (118)5. 5. 2 分 解 的 无 损 连 接 性 和 函 数 依 赖 的 保 持 性 的 算 法 (121)目 录 4 5. 5. 3 关 系 模 式 分 解 算 法 (125)习 题 五 (127)第 六 章 数 据 库 安 全 保 护 (129)6. 1 数 据 库 的 安 全 性 (129)6. 1. 1 数 据 库 安 全 性 与 系 统 保 护 机 制 (130)6. 1. 2 授 权 机 制 (133)6. 1. 3 数 据 加 密 与 跟 踪 审 查 (134)6. 2 完 整 性 (135)6. 2. 1 完 整 性 约 束 分 类
20、(135)6. 2. 2 完 整 性 检 验 (136)6. 3 并 发 控 制 (137)6. 3. 1 基 本 概 念 (138)6. 3. 2 封 锁 (139)6. 3. 3 死 锁 及 消 除 的 方 法 (142)6. 4 数 据 库 的 恢 复 (143)6. 4. 1 故 障 的 类 型 (143)6. 4. 2 数 据 库 的 后 备 与 日 志 文 件 (145)6. 4. 3 恢 复 过 程 (146)习 题 六 (147)第 七 章 数 据 库 设 计 (148)7. 1 数 据 库 设 计 概 述 (148)7. 1. 1 数 据 库 设 计 问 题 (148)7.
21、1. 2 数 据 库 设 计 步 骤 (149)7. 2 需 求 分 析 (150)7. 2. 1 应 用 领 域 的 调 查 分 析 (150)7. 2. 2 数 据 的 收 集 与 分 析 (153)7. 2. 3 系 统 文 档 的 建 立 (155)7. 3 概 念 设 计 (155)7. 3. 1 局 部 信 息 结 构 设 计 (157)7. 3. 2 全 局 信 息 结 构 设 计 (159)7. 4 逻 辑 设 计 (162)7. 4. 1 模 型 转 换 (162)目 录 5 7. 4. 2 模 式 优 化 (166)7. 5 物 理 设 计 (167)7. 5. 1 确 定
22、 数 据 的 存 储 结 构 (167)7. 5. 2 确 定 数 据 的 存 取 方 法 (168)7. 6 实 施 与 维 护 (169)7. 6. 1 数 据 库 结 构 的 建 立 (169)7. 6. 2 应 用 程 序 设 计 (170)7. 6. 3 组 织 数 据 入 库 与 调 试 (170)7. 6. 4 运 行 与 维 护 (171)习 题 七 (172)第 八 章 数 据 库 管 理 系 统 的 设 计 与 实 现 (173)8. 1 D B M S 概 述 (173)8. 1. 1 D B MS 的 目 标 (173)8. 1. 2 D B MS 的 基 本 功 能
23、(175)8. 1. 3 D B MS 与 应 用 开 发 环 境 (176)8. 2 D B M S 的 系 统 结 构 (177)8. 2. 1 D B MS 的 程 序 模 块 组 成 (177)8. 2. 2 D B MS 的 层 次 结 构 (178)8. 3 语 言 处 理 (179)8. 4 数 据 存 取 层 (182)8. 5 缓 冲 区 管 理 (183)8. 6 数 据 库 的 物 理 组 织 (184)习 题 八 (186)第 九 章 FoxPro 数 据 库 管 理 系 统 (187)9. 1 Visual FoxPro 概 述 (187)9. 1. 1 简 介 (1
24、87)9. 1. 2 Visual FoxPro 6 的 操 作 方 式 (187)9. 1. 3 V FP 6 的 用 户 界 面 (189)9. 1. 4 项 目 管 理 器 (191)9. 1. 5 V FP 6 帮 助 系 统 的 使 用 (194)9. 2 Visual FoxPro 的 语 言 基 础 (195)9. 2. 1 数 据 、 常 量 和 变 量 (195)目 录 6 9. 2. 2 标 准 函 数 (198)9. 2. 3 表 达 式 (199)9. 3 Visual FoxPro 程 序 设 计 基 础 (201)9. 3. 1 程 序 文 件 的 建 立 、 修
25、改 和 执 行 (201)9. 3. 2 程 序 的 基 本 结 构 (203)9. 4 应 用 系 统 的 开 发 (210)9. 4. 1 设 计 应 用 系 统 方 案 (210)9. 4. 2 准 备 工 作 (212)9. 4. 3 建 立 项 目 管 理 器 (213)9. 4. 4 建 立 数 据 库 (214)9. 4. 5 创 建 表 单 (215)9. 4. 6 报 表 设 计 (216)9. 4. 7 菜 单 设 计 (217)9. 4. 8 主 程 序 设 计 (219)9. 4. 9 连 编 (220)习 题 九 (221)参 考 文 献 (222)第 一 章 数 据
26、 库 系 统 概 述学 习 目 标 :通 过 本 章 的 学 习 , 学 生 了 解 数 据 管 理 技 术 在 其 发 展 过 程 中 各 阶 段 的 主 要 特 征 , 理 解 信 息 、 数 据 、 数 据 处 理 的 概 念 以 及 相 互 之 间 关 系 , 掌 握 数 据 库 存 储 结 构 的 方 式 、 文 件 组 织 形 式 及 其 特 点 , 理 解 数 据 库 系 统 中 的 有 关 概 念 及 其 组 成 内 容 。 在 此 基 础 上 , 进 而 了 解 数 据 库 技 术 的 新 的 发 展 趋 势 。1. 1 数 据 管 理 技 术 的 进 展数 据 库 技 术
27、是 计 算 机 领 域 发 展 最 快 的 技 术 之 一 , 是 数 据 管 理 的 最 新 技 术 , 在 许 多 领 域 得 以 广 泛 应 用 。 它 与 多 媒 体 技 术 、 网 络 技 术 、 面 向 对 象 技 术 、 人 工 智 能 技 术 等 相 互 结 合 、 互 相 渗 透 , 成 为 当 代 计 算 机 技 术 发 展 的 主 要 特 征 。1. 1. 1 数 据 管 理 概 述随 着 计 算 机 技 术 的 蓬 勃 发 展 , 在 计 算 机 的 三 大 主 要 应 用 ( 科 学 计 算 、 过 程 控 制 和 数 据 处 理 ) 领 域 中 , 数 据 处 理
28、迅 速 上 升 为 计 算 机 应 用 的 主 要 方 面 。 数 据 库 技 术 产 生 于 20 世 纪 60 年 代 中 期 , 是 数 据 管 理 的 最 新 技 术 , 也 是 计 算 机 科 学的 重 要 分 支 , 它 的 出 现 极 大 地 促 进 了 计 算 机 应 用 向 各 行 各 业 的 渗 透 。 计 算 机 应 用 从 科 学 计 算 、 过 程 控 制 进 入 数 据 处 理 , 计 算 机 已 成 为 人 们 日 常 工 作 中 处 理 数 据 的 得 力 助 手 和 有 效 工 具 。数 据 管 理 是 数 据 处 理 的 中 心 问 题 。 数 据 处 理
29、( 或 称 为 信 息 处 理 ) 实 际 上 就 是 利 用 计 算 机 对 各 种 形 式 的 数 据 进 行 处 理 。 它 包 括 : 数 据 采 集 、 整 理 、 编 码 和 输 入 , 有 效 地 把 数 据 组 织 到 计 算 机 中 , 由 计 算 机 对 数 据 进 行 一 系 列 存 储 、 加工 、 计 算 、 分 类 、 检 索 、 传 输 、 输 出 等 操 作 过 程 。 其 目 的 是 从 大 量 的 原 始 数 据 中 抽 取 和 推 导 出 对 人 们 有 价 值 的 信 息 , 以 作 为 行 动 和 决 策 的 依 据 。 数 据 管 理 则 是 指 对
30、 数 据 进 行 组 织 、 分 类 、 编 码 、 存 储 、 检 索 和 维 护 等 操 作 。在 信 息 社 会 中 , 信 息 是 一 种 维 持 生 产 活 动 、 经 济 活 动 和 社 会 活 动 必 不 可 少 的 资 源 。 数 据 处 理 实 质 上 是 从 原 始 数 据 提 取 信 息 的 加 工 过 程 。 数 据 处 理 方 式 可 分 为 人 工 方 式 ( 人 工 数 据 处 理 阶 段 , 1800 年 以 前 ) 、 机 械 辅 助 方 式 (机 械 辅 助第 一 章 数 据 库 系 统 概 述 2 阶 段 , 18001890 年 ) 、 机 电 穿 孔
31、卡 片 方 式 ( 机 电 阶 段 , 1890 1946 年 )、 电 子计 算 机 方 式 (电 子 阶 段 , 1946 年 以 后 ) 。 数 据 管 理 的 任 务 是 对 数 据 进 行 收 集 、 组 织 、 控 制 、 存 储 、 选 取 、 维 护 等 , 它 可 以 从 两 个 方 面 来 概 括 : 一 是 侧 重 于 组 织 业 务 的 管 理 , 负 责 制 订 并 执 行 整 个 组 织 中 关 于 数 据 的 定 义 、 组 织 、 保 护 与 有 效 使 用 的 政 策 、 过 程 、 实 践 和 计 划 ; 二 是 侧 重 于 技 术 , 负 责 实 现 以
32、数 据 作 为 资 源 的 集 中 控 制 管 理 。 在 数 据 处 理 的 一 系 列 活 动 中 , 数 据 收 集 、 存 储 、 分 类 、 传 输 等 操 作 为 基 本 操 作 , 这 些 基 本 操 作 环 节 称 为 数 据 管 理 。 但 是 加 工 、 计 算 、 输 出 等 操 作 是 千 变 万 化 的 , 不 同 业 务 有 不 同 的 处 理 。 数 据 管 理 技 术 解 决 了 上 述 基 本 环 节 的 要 求 , 而 其 他 环 节 是 由 应 用 程 序 实 现 的 。 随 着 计 算 机 硬 件 和 软 件 技 术 的 不 断 发 展 , 数 据 管
33、理 技 术 大 致 经 历 了 下 列 三 个 阶 段 :(1) 人 工 管 理 阶 段 (20 世 纪 50 年 代 中 期 以 前 ) 。(2) 文 件 系 统 阶 段 (20 世 纪 50 年 代 后 期 至 60 年 代 中 期 )。(3) 数 据 库 系 统 阶 段 (从 20 世 纪 60 年 代 后 期 开 始 至 今 )。1. 1. 2 人 工 管 理 阶 段20 世 纪 50 年 代 中 期 以 前 , 计 算 机 主 要 用 于 科 学 计 算 。 在 早 期 的 数 据 管 理系 统 中 , 数 据 处 理 过 程 如 图 1. 1 所 示 , 即 主 要 面 向 批 处
34、 理 , 注 意 力 集 中 于 处 理 功 能 , 而 数 据 起 辅 助 作 用 。 这 样 的 数 据 处 理 系 统 是 面 向 单 个 数 据 处 理 应 用 的 , 因 为 尽 管 系 统 中 可 以 包 含 多 个 处 理 功 能 , 但 开 发 者 往 往 是 一 次 一 个 地 开 发 应 用图 1. 1 数 据 处 理 过 程1. 1 数 据 管 理技 术 的 进 展 3 程 序 来 满 足 用 户 的 单 个 应 用 要 求 。 系 统 所 提 供 的 数 据 管 理 功 能 仅 仅 是 一 些 简 单 的 I/ O 操 作 。 在 这 一 阶 段 , 对 硬 件 来 说
35、 , 外 存 只 有 磁 带 、 卡 片 、 纸 带 , 没 有 磁 盘 等 直 接 存 取 的 存 储 设 备 ; 对 软 件 来 说 , 无 操 作 系 统 支 持 , 没 有 管 理 数 据 的 软 件 , 数 据 处 理 方 式 是 批 处 理 方 式 。 使 用 计 算 机 对 数 据 进 行 管 理 时 , 设 计 人 员 除 考 虑 应 用 程 序 、 数 据 的 逻 辑 定 义 和 组 织 外 , 还 必 须 考 虑 数 据 在 存 储 设 备 内 的 存 储 方 式 和 地 址 。在 这 一 阶 段 , 数 据 管 理 的 特 点 是 :(1) 数 据 不 保 存 。 因 为
36、 计 算 机 主 要 用 于 科 学 计 算 , 不 要 求 保 存 数 据 。 每 次计 算 机 先 将 程 序 和 数 据 输 入 主 存 , 计 算 结 束 后 , 将 结 果 输 出 , 计 算 机 不 保 存 程 序 和 数 据 。 对 用 户 数 据 不 仅 如 此 处 置 , 而 且 有 时 对 系 统 软 件 也 是 这 样 的 。(2) 没 有 管 理 数 据 的 软 件 系 统 , 数 据 缺 乏 独 立 性 。 程 序 员 编 写 程 序 时 要 安排 数 据 的 物 理 存 储 , 没 有 软 件 系 统 对 数 据 进 行 管 理 。 程 序 员 不 仅 要 规 定
37、数 据 的 逻 辑 结 构 , 而 且 还 要 在 程 序 中 设 计 物 理 结 构 , 包 括 存 储 结 构 , 存 取 方 法 , 输 入 输 出 方 式 等 。 由 于 程 序 和 数 据 混 为 一 体 , 一 旦 数 据 的 物 理 存 储 改 变 , 就 必 须 要 重 新 编 写 程 序 , 即 数 据 与 程 序 不 具 有 独 立 性 , 程 序 员 的 工 作 量 大 、 繁 琐 、 程 序 难 以 维 护 。(3) 数 据 面 向 程 序 。 数 据 是 面 向 应 用 程 序 的 , 每 个 程 序 都 有 属 于 自 己 的 一组 数 据 , 程 序 与 数 据
38、相 互 结 合 , 互 相 依 赖 。 即 使 应 用 程 序 之 间 涉 及 某 些 相 同 的 数 据 , 也 要 各 自 定 义 , 程 序 之 间 的 数 据 不 能 共 享 , 因 此 数 据 就 会 重 复 存 储 , 导 数 冗 余 度 很 大 。数 据 与 程 序 之 间 的 关 系 如 图 1. 2 所 示 。图 1. 2 数 据 与 程 序 的 关 系(4) 无 法 施 加 统 一 标 准 。 在 一 个 组 织 中 , 一 定 有 关 于 数 据 命 名 、 格 式 、 存 取 限 制 等 各 种 标 准 。 在 这 一 时 期 , 数 据 的 组 织 方 式 须 由 程
39、 序 员 自 行 设 计 , 很第 一 章 数 据 库 系 统 概 述 4 难 实 施 统 一 标 准 , 这 种 不 统 一 性 也 阻 碍 了 数 据 的 独 立 和 可 共 享 性 。1. 1. 3 文 件 系 统 阶 段在 20 世 纪 50 年 代 后 期 至 60 年 代 中 期 , 这 一 阶 段 计 算 机 外 存 已 有 了 磁 鼓 、 磁 盘 等 存 储 设 备 , 软 件 有 了 操 作 系 统 。 直 接 存 取 存 储 设 备 的 出 现 使 人 们 研 制 出 专 门 的 文 件 管 理 系 统 , 人 们 在 操 作 系 统 的 支 持 下 , 设 计 开 发 了
40、 这 种 专 门 管 理 数 据 的 计 算 机 软 件 , 称 为 文 件 系 统 。这 一 时 期 , 计 算 机 已 不 仅 仅 用 于 科 学 计 算 , 还 大 量 用 于 数 据 管 理 。 处 理 方 式 上 不 仅 有 文 件 批 处 理 , 而 且 能 够 联 机 实 时 处 理 。 这 一 阶 段 的 数 据 管 理 的 特 点 是 :(1) 以 文 件 的 形 式 保 存 数 据 。 由 于 计 算 机 大 量 用 于 数 据 处 理 , 数 据 需 要 长期 保 留 在 外 存 上 反 复 处 置 , 经 常 对 其 进 行 查 询 、 修 改 、 插 入 和 删 除
41、等 操 作 。 因 此 , 在 文 件 系 统 中 , 按 一 定 的 规 则 将 数 据 组 织 为 一 个 文 件 , 存 放 在 外 存 储 器 中 长 期 保 存 。(2) 数 据 的 物 理 结 构 与 逻 辑 结 构 有 了 区 别 , 但 比 较 简 单 。 系 统 将 数 据 的 逻辑 结 构 和 物 理 结 构 分 离 , 文 件 的 逻 辑 结 构 与 存 储 结 构 由 系 统 进 行 转 换 , 由 存 取 方 法 实 现 逻 辑 结 构 与 物 理 结 构 之 间 的 映 射 。 应 用 程 序 只 涉 及 数 据 的 逻 辑 结 构 , 系 统 决 定 数 据 的
42、物 理 结 构 , 两 者 之 间 可 以 有 差 别 。 这 样 , 当 物 理 结 构 改 变 时 , 不 会 导 致 应 用 程 序 的 修 改 , 其 适 用 性 得 以 提 高 。 此 外 , 应 用 程 序 员 不 必 关 心 数 据 的 物 理 存 储 细 节 , 数 据 在 存 储 上 的 改 变 不 一 定 反 映 在 程 序 上 , 这 样 可 以 大 大 节 省 维 护 程 序 的 工 作 量 , 而 且 效 率 也 得 到 提 高 。(3) 文 件 形 式 多 样 化 。 由 于 已 有 了 直 接 存 取 存 储 设 备 , 方 便 了 数 据 的 存 储和 查 找
43、, 文 件 系 统 提 供 了 多 种 文 件 组 织 形 式 , 如 顺 序 文 件 、 索 引 文 件 、 链 接 文 件 和 倒 排 文 件 等 。(4) 数 据 的 存 取 基 本 上 以 记 录 为 单 位 。与 人 工 管 理 阶 段 相 比 , 文 件 系 统 提 供 了 物 理 数 据 独 立 性 , 使 应 用 程 序 与 数 据 的 物 理 存 储 结 构 分 离 , 并 通 过 数 据 的 抽 取 、 排 序 、 合 并 等 为 应 用 提 供 新 的 文 件 , 从 而 使 数 据 共 享 成 为 可 能 等 优 点 , 但 仍 然 存 在 以 下 问 题 : 文 件
44、中 的 数 据 没 有 结 构 , 文 件 之 间 没 有 有 机 的 联 系 , 仍 不 能 表 示 复 杂 的 数 据 结 构 , 数 据 在 数 据 文 件 中 只 是 简 单 地 存 放 ; 不 能 实 现 数 据 的 普 通 共 享 , 只 能 实 现 文 件 级 而 不 能 在 记 录 级 或 数 据 项 级 实 现 数 据 的 共 享 ; 数 据 面 向 应 用 , 独 立 性 较 差 , 仍 然 存 在 数 据 重 复 存 储 的 问 题 , 数 据 冗 余 度 大 , 并 且 容 易 造 成 数 据 的 不 一 致 性 , 给 数 据 的 修 改 和 维 护 带 来 了 困
45、难 。文 件 系 统 中 程 序 与 数 据 之 间 的 关 系 如 图 1. 3 所 示 。1. 1 数 据 管 理技 术 的 进 展 5 图 1. 3 文 件系 统 阶 段 程 序 与 数 据 之 间 的关 系1. 1. 4 数 据 库 系 统 阶 段从 20 世 纪 60 年 代 末 期 开 始 , 随 着 计 算 机 技 术 与 产 业 的 迅 速 发 展 , 计 算 机广 泛 地 应 用 于 企 业 管 理 , 数 据 量 急 剧 增 加 , 数 据 管 理 的 规 模 越 来 越 大 , 数 据 共 享 的 要 求 越 来 越 高 。 同 时 磁 盘 技 术 取 得 了 重 大 进
46、 展 , 大 容 量 和 快 速 存 取 磁 盘 的 出 现 为 数 据 库 技 术 的 发 展 提 供 了 物 质 条 件 。 在 处 理 方 式 上 , 联 机 实 时 处 理 要 求 增 多 , 并 开 始 提 出 和 考 虑 分 布 处 理 。 对 于 这 些 要 求 , 用 文 件 系 统 的 数 据 管 理 方 法不 能 满 足 , 这 就 导 致 了 一 种 新 的 、 先 进 的 数 据 技 术 的 出 现 数 据 库 系 统 。 数 据 库 系 统 克 服 了 以 前 所 有 数 据 管 理 方 式 的 缺 点 , 并 提 供 了 一 种 更 高 的 数 据 管 理 方 式
47、, 如 图 1. 4 所 示 。 数 据 库 系 统 能 对 所 有 的 数 据 实 行 集 中 统 一 的 管 理 , 使 数 据 存 储 独 立 于 使 用 数 据 的 应 用 程 序 , 以 实 现 数 据 共 享 , 大 量 地 消 去 数 据 冗 余 , 因 此 节 省 了 存 储 空 间 。图 1. 4 数 据 库 系 统 阶 段 程 序与 数 据 之 间 的 关 系数 据 库 系 统 对 数 据 管 理 的 观 点 是 将 数 据 视 为 资 源 , 以 便 统 一 管 理 、 控 制 、 共 享 使 用 。 数 据 库 系 统 管 理 方 式 具 有 如 下 特 点 :第 一
48、章 数 据 库 系 统 概 述 6 1. 数 据 共 享数 据 共 享 是 数 据 库 系 统 技 术 先 进 性 的 重 要 体 现 。 数 据 共 享 是 指 在 数 据 库 中 一 个 数 据 可 以 为 多 用 户 、 多 种 应 用 、 多 种 语 言 互 相 覆 盖 地 共 享 , 即 各 个 用 户 可 以 为 了 不 同 的 目 的 来 存 取 相 同 的 数 据 。 这 也 是 数 据 库 系 统 区 别 于 文 件 系 统 的 最 大 特 点 之 一 。另 外 , 数 据 共 享 不 只 是 指 同 一 数 据 可 以 为 多 个 不 同 用 户 存 取 , 还 包 含 了
49、 并 发 共 享 , 即 多 个 不 同 用 户 同 时 存 取 同 一 数 据 的 可 能 性 。 当 前 大 多 数 的 数 据 库 系 统 允 许 多 个 用 户 并 发 地 共 享 一 个 数 据 库 。2. 数 据 结 构 化在 文 件 系 统 中 , 相 互 独 立 的 文 件 的 记 录 内 部 是 有 结 构 的 。 传 统 文 件 的 最 简 单 形 式 是 等 长 同 格 式 的 记 录 集 合 。 数 据 库 系 统 不 同 于 文 件 系 统 从 属 于 特 定 的 应 用 , 而 是 面 向 整 体 来 组 织 数 据 , 按 照 某 种 数 据 模 型 , 将 整 个 组 织 的 全 部 数 据 组 织 成 为 一 个 结 构 化 的 数 据 整 体 。 它 可 以 描 述 数 据 的 自 身 特 性 , 也 可 以 描 述 数 据 与 数 据 之 间 的 联 系 , 使 数 据 库 能 够 描 述 复 杂 的 数 据 结 构 。 数 据 结 构 化 是 数 据 库 系 统 与 文 件 系 统 的 根 本 区 别 , 也 是 数 据 库 系 统 的 重 要 特 征 之 一 。面 向 全 组 织 的 数 据 结 构 化
