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第1章 数据库基础 1.1 数据与数据处理 1.2 数据管理技术的不同发展阶段 1.3 数据库概述 1.4 关系型数据库 1.5 数据库设计 1.1 数据与数据处理 1.1.1 信息与数据 1.1.2 数据的重要性 1.1.3 数据处理 1.1.1 信息与数据 信息能够被传递和接收，信息在传递过程中能够增值。 信息的传递需要载体，而且其传递过程需要消耗能量。 信息不能直接满足人们的物质生活要求，但可以直接满足人们的精神生活需要。 信息可以通过多种方式进行处理。 信息可以共享、扩散和再生。 数 据 通过某些可以识别的特定的符号将信息记录下来，就形成了“数据”。数据是信息的表现形式与载体，同样的信息，可以通过不同的数据形式来表示，而信息本身不发生变化。 随着科学技术的发展，数据的表现形式正在变得越来越多样化，除了常规的文字、符号、图形、图像、声音等，还有电、光、磁、激光、脉冲信号等各种新型的表现形式。 信息与数据的关系 信息与数据的关系非常紧密。信息是数据所包含的意义，而数据是信息的载体，二者的区别并不明显，因此，在很多场合可以等同使用。 一般来说“信息处理”等同于“数据处理”。 1.1.2 数据的重要性 对于企业和公共组织来说，数据的重要性是不言而喻的。例如，现在各大银行之间的结算一般都是通过专用计算机网络以数据往来的形式进行的，这种专用网络若中断几个小时使银行无法传输结算数据，将会造成高达上亿元的损失。例如，20世纪末的“千年虫”问题，使得银行计算机系统无法正确处理数据，世界上各大银行不得不花费大量的人力、物力以及财力进行解决。据报道，仅渣打银行一家，用于解决“千年虫”问题的预算就达20亿港币。 1.1.3 数据处理 数据处理是指数据的采集、存储、检索、加工、变换和传输。现代社会中处理数据最常用的手段就是使用计算机。使用计算机进行数据处理一般分为以下几个方面： 数据采集：收集所需要的信息。 数据转换：将信息转换为计算机能够识别的数据形式。 数据存储：将数据存储到计算机上。 数据计算：对数据进行各种运算以得到进一步的数据。 数据管理：将数据通过一定的分类、组织方法等管理起来。 数据查询：根据用户的要求从计算机中找出所需要的信息。 1.2 数据库管理技术的不同发展阶段 1.2.1 手工管理阶段 1.2.2 数据文件阶段 1.2.3 数据库系统阶段 1.2.1 手工管理（人工管理）阶段 在计算机技术发展的初期，计算机主要被用来进行科学计算。这时的计算机缺乏专门的数据存储硬件与数据管理软件。程序设计人员在设计程序时，需要将数据写到程序的语句当中；运算时，则需要把程序与数据同时输入计算机；当程序运行结束时，数据也就退出计算机，计算机只输出运算结果，不对输入的数据进行保存。 由于各个程序都带有自己的数据，程序与数据融为一体，难以分割；各个程序之间不能共享数据，因此有些数据就需要在不同的程序中重复输入，这样就需要程序设计人员做大量重复性的操作。计算机数据管理技术的这一发展阶段也因此被称为“手工管理阶段”。 手工管理阶段的特点是，缺乏专门的数据处理软件，数据管理的效率非常低。 1.2.2 数据文件（文件系统）阶段 在此阶段，计算机有了硬件和软件方面的支持，人们专门开发了用于管理数据的计算机软件（称为文件系统），使得数据和应用程序得以初步分离，成为专门的数据文件。此时，用户只需要知道数据文件的文件名，就可以通过文件系统读/写数据，大幅提高了数据管理的效率。 但是，这时的数据文件往往只是简单的数据存放，文件中的数据没有结构，文件之间也没有有机的联系，因而不能表示复杂的数据结构，而且一个数据文件一般只对应于一个或几个应用程序，数据文件一旦发生变化，应用程序也要跟着变化，数据难以实现更大范围的共享。 1.2.3 数据库系统阶段 数据库系统具有以下优点： 数据共享：多个用户、多种应用程序、多种语言使用同一个数据集合。 数据独立性：数据与程序相互独立，双方不因为对方的改变而改变。 数据结构化：全部数据被按照某种数据模型组织起来成为一个结构化的整体，这样不仅描述了数据本身的特性，也描述了数据之间的联系。 可控冗余度：从理论上来讲，由于实现了数据共享，数据完全不必重复存储；但有时出于提高检索速度的目的，故意安排一些冗余（故意对某些数据进行一定的重复存储），这种冗余是完全可以由用户自己控制的。 统一数据控制功能：由于多个用户同时使用数据库，所以系统必须对数据库中的数据进行统一控制，包括安全性控制、完整性控制、并发控制以及数