数据库与数据仓库.doc

第六章 数据库与数据仓库 第一节 数据库技术 数据处理是指从某些已知的数据出发，推导加工出一些新的数据。在数据处理中，通常计算比较简单，而数据管理比较复杂。数据管理是指数据的收集、整理、组织、存储、维护、检索、传送等操作。这部分操作是数据处理业务的基本环节，而且也是任何数据处理业务中必不可少的共有部分。数据处理的目的是从大量的数据中，按照应用的需要，根据数据自身的规律及其相互联系，通过分析、归纳、推理等科学方法，利用计算机技术，提取有效的信息资源，为进一步分析、管理、决策提供依据。 一、数据管理技术及其发展 数据管理技术经历了人工管理、文件系统和数据库系统三个阶段。 （一）人工管理阶段 该阶段处在20世纪50年代中期以前，当时计算机主要用于科学计算，其他工作还没有展开。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。数据处理的方式基本上是批处理。这时期的数据管理呈以下特点： 1、数据不保存。 2、数据由应用程序管理。 3、数据不共享。 4、数据不具独立性。 （二）文件系统阶段 20世纪50年代后期到60年代中期，随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护等成为迫切需要解决的问题，数据结构和数据管理技术迅速发展起来。此时，计算机硬件方面有了磁盘、磁鼓等直接存取的外部存储设备；而软件中出现了操作系统和高级语言。操作系统中有了专门进行数据管理的软件，称为文件系统。处理方式上不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。 在文件管理阶段，文件系统为应用程序和数据之间提供了一个公共接口，使应用程序采用统一的存取方法来操作数据，应用程序和数据之间不再是直接的对应关系。这一时期的数据管理的特点是： 1、数据可以长期保存。数据以“文件”的形式可以长期保存在外部存储设备中。 2、数据由文件系统管理。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。 3、数据具有一定的独立性。程序与数据之间具有“设备独立性”，即程序只需用文件名就可以访问数据，不必关心数据的物理位置，由文件系统提供存取方式。 （三）数据库系统阶段 20世纪60年代以来，计算机用于管理的规模越来越大，应用越来越广泛，数据量急剧增大，对数据共享的要求越来越迫切；同时，大容量磁盘已经出现，联机实时处理业务增多；软件价格在系统中的比重日益上升，硬件价格大幅下降，编制和维护应用软件所需成本相对增加。在这种情况下，为了解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用程序服务，数据库技术应运而生，出现了统一管理数据的专门软件系统—数据库管理系统(DBMS，DataBase Management System)。 数据库技术的出现主要是为了克服文件管理系统在管理数据上的诸多缺陷，满足人们对数据管理的需求。与文件系统相比，应用程序不再直接访问数据文件，而是通过数据库管理系统来访问数据；数据文件也不再被应用程序管理，而由数据库管理系统统一管理。 数据库阶段的数据管理特点是： 1、数据结构化。数据结构化是数据库与文件系统的根本区别。在文件系统中，相互独立的文件的内部(即记录的结构)是有结构的，但从整个系统来说，数据在整体上是没有结构的。即记录内部有了结构，但记录间没有联系。在数据库系统中实现了整体数据的结构化，数据不再是针对某个应用，而是面向全组织，在整体上服从一定的结构形式。同时在数据库系统中存取数据的方式也很灵活，可以存取数据库中某个数据项、一组数据项、一个记录或一组记录，而在文件系统中数据存取的最小单位是记录。 2、较高的数据独立性。用户能以简单的逻辑结构操作数据而无需考虑数据的物理结构。数据库的结构分成用户的局部逻辑结构、数据库的整体逻辑结构和物理结构三级。用户(应用程序或终端用户)的数据和外存中的数据之间转换由数据库管理系统实现。 3、数据共享。在数据库系统中，数据不再仅仅服务于某个程序或用户，而成为若干程序或用户的共享资源，由数据库管理系统统一管理与控制。在数据库中，由DBMS完成诸如打开、关闭、读、写等文件的低级操作，应用程序不必关心数据存储和其他实现的细节，可以在更高的抽象级别上访问数据。文件结构由DBMS修改，从而减少应用程序的维护工作量，提高数据的独立性。 4、方便的用户接口。用户可以使用查询语句或终端命令操作数据库，也可以用程序方式(如用Delphi、VC、VB、Java等高级语言和数据库语言联合编制的程序)操作数据库。 5、较强的数据控制能力。并发控制能力，对程序的并发操作加以控制，防止数据库被破坏；恢复能力，系统有能力在数据库被破坏或数据不可靠时，把数据库恢复到最近某个正确的状态；完整性能力，保证数据库中数据完整；安全性能力，保证数