数据库技术基础1数据库基本概念随着计算机技术的迅速发展，计算机具有的高速处理能力和存储容量巨大的特点，使得人们有可能对大量的信息进行保存和加工处理。为了记载信息，人们使用各种各样的物理符号和它们的组合来表示信息，这些符号及其组合就是数据。数据是信息的具体表示形式，信息是数据的有意义的表现。由此可见，信息和数据有一定的区别，信息是观念性的，数据是物理性的。在有些场合信息和数据难以区分，信息本身就是数据化了的，数据本身是一种信息。因此在很多场合不对它们进行区分，信息处理与数据处理往往指同一个概念，计算机之间交换数据也可以说成是交换信息等等。有了数据就产生了数据处理的问题，人们收集到的各种数据需要经过加工处理。所谓数据处理包括对数据的收集、记载、分类、排序、存储和计算等工作。其目的是使有效的信息资源得到合理和充分地利用，从而促进社会生产力的发展。数据处理经过了手工处理、机械处理、电子数据处理三个阶段。今天，用计算机进行数据处理方法的研究已成为计算机技术中的主要课题之一，数据库技术已成为社会信息化时代不可缺少的方法和工具。1.2数据管理技术的发展随着计算机数据处理技术的发展，数据管理技术先后经历了三个发展阶段，即人工管理阶段、文件系统管理阶段和数据库系统管理阶段。1．人工管理阶段在20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时的硬件状况是：外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设备；软件状况是：没有操作系统，没有管理数据的软件；数据处理方式是批处理。图1程序与数据的存放对数据的管理是由程序员个人考虑和安排的，一个程序对应于一组数据，进行程序设计时，往往也要对数据的结构、存储方式、输入输出方式等进行设计。严格地说，这种管理只是一种技巧，这是数据自由管理的方式，因此，这一阶段又称为自由管理阶段。其特点是：数据不能长期保存，数据与程序不独立，一组数据对应于一个程序，没有软件系统对数据进行管理，基本上没有文件的概念。程序与数据的存放形式如图1所示。2．文件系统管理阶段20世纪50年代后期到60年代中期，计算机软硬件都得到了发展，计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理。这时硬件方面已有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备；软件方面，操作系统中已经有了专门的数据管理软件，一般称为文件系统；数据处理方式上不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。该阶段的数据管理具有如下特点：(1)数据可以长期保存。(2)由文件系统管理数据。文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名进行访问，按记录进行存取”的管理技术，可以对文件进行修改、插入和删除的操作。程序和数据之间由文件系统提供存取方法进行转换，使应用程序与数据之间有了一定的独立性，程序员可以不必过多地考虑物理细节，将精力集中于算法。但是，文件系统仍存在以下缺点。(1)数据共享性差，冗余度大。在文件系统中，一个数据文件基本上对应于一个应用程序，即数据仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件，而不能共享相同的数据，因此数据的冗余度大，浪费存储空间。同时，由于相同数据的重复存储、各自管理，容易造成数据的不一致性，给数据的修改和维护带来困难。图2文件系统管理示意图(2)数据独立性差。文件系统中的文件是为某一特定应用服务的，文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的。因此，要想对现有的数据再增加一些新的应用会很困难，系统不容易扩充。一旦数据的逻辑结构改变，必须修改应用程序；应用程序的改变，也将引起文件的数据结构的改变。因此数据与程序之间仍缺乏独立性。可见，文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合，即文件之间是孤立的，不能反映现实世界事物之间的内在联系。在文件系统阶段，程序与数据之间的关系如图2所示。3．数据库系统管理阶段20世纪60年代后期以来，计算机软硬件技术得到了飞速发展，同时，计算机用于管理的规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增加，多种应用、多种语言互相覆盖地共享数据集合的要求越来越强烈。为了解决多用户、多应用共享数据，使数据为尽可能多的应用服务，显然，文件系统已不能满足应用需求，于是数据库技术便应运而生。出现了统一管理数据的专门软件系统——数据库管理系统(DBMS，DataBaseManagementSystem)。图3数据库系统管理示意图数据库系统管理数据比文件系统具有明显的优点，从文件系统到数据库系统，标志着数据管理技术的飞跃。在数据库系统中，应用程序与数据之间的关系可用图3来表示。与文件系统管理阶段相比，数据库系统管理阶段具有以下的一些特点：1)数据结构化数据结构化是数据库主要特征之一，是数据库系统与文件系统的根本区别。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