1.1 数据库原理（一）——数据库基本概念

数据库技术研究的是如何科学正确地组织、存储数据，如何高效地获取和处理数据，是由文件管理系统发展起来的一种理想的数据管理技术。对客观世界的描述，最终都要表现为数据。数据是用于承载信息的物理符号。当用计算机处理这些数据时，需要对它们进行组织、存储、加工和维护，即进行数据管理。而当数据量特别大时，程序如何处理数据就变得相当重要。

1.1.1 数据库技术的发展

随着计算机技术的不断发展，数据管理技术经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。

1.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，数据管理主要由人工完成。当时从硬件看，外存只有磁带、卡片、纸带，还没有磁盘等这些可直接存取的存储设备；从软件上看，还没有出现操作系统和管理数据的软件。所以数据由用户直接管理，因此数据依赖于特定的应用程序，缺乏独立性，且数据间也缺乏逻辑组织。

人工管理阶段程序与数据之间的关系如图1-1所示。

人工管理阶段数据处理的主要特点是：

（1）数据不存储。数据无法永久存储，需要使用数据时才编写程序，将数据嵌入到程序中处理。

（2）数据无法独立于程序，它是程序的组成部分。程序员对数据的存储结构、存取方法及输入/输出的格式拥有绝对的控制权，要修改数据必须修改程序。

（3）数据是面向程序的，不同程序的数据之间是相互独立、彼此无关的，即使两个不同程序涉及相同的数据，也必须各自定义，无法互相利用、互相参照。数据无法共享而高度冗余。

2.文件系统阶段

20世纪50年代后期～60年代中期，计算机不仅应用于科学计算，还大量应用于经济管理。硬件方面，有了磁盘、磁鼓等存储设备；软件方面，操作系统中已经有了专门的数据管理软件——文件系统。此时数据可以长期保持在外围设备上，由文件系统统一管理数据的存取。

文件系统阶段程序与数据之间的关系如图1-2所示。

文件系统阶段的主要特点是：

（1）数据被组织成相对独立的数据文件，数据和程序相互独立，数据共享成为可能；数据的物理结构和逻辑结构之间有了简单的变换。

（2）文件管理系统提供了对数据文件按文件名称进行数据的存取、修改等的编辑操作方法。

（3）数据虽可以共享，但因数据还是面向某些特定的应用程序，所以数据仍存在相当程度的冗余。

3.数据库系统阶段

20世纪60年代后期，数据管理进入数据库系统阶段。此时计算机系统广泛应用于企业管理，于是为了解决多用户、多应用共享数据的需求，使数据为尽可能多的应用服务，数据库技术便应运而生。

数据库系统阶段程序与数据之间的关系如图1-3所示。

数据库系统的目标是：解决数据冗余问题，实现独立性，实现数据共享并解决由于数据共享而带来的数据完整性、安全性及并发控制等一系列问题。为实现这一目标，数据库的运行必须由一个软件系统来控制，这个系统软件称为数据库管理系统。

1.1.2 数据库技术的基本概念

数据库的基本概念和术语有：数据、数据库、数据库管理系统和数据库系统。

1.数据

数据（Data）是数据库中存储的基本对象，也是最终用户操作的基本对象。数据是对现实世界中事物的一种描述，在计算机领域中数据是一个广义的概念，文字、图形、图像、声音等都属于数据范畴，它们都是经过数字化后存入计算机的。

2.数据库

数据库（Database，DB）可以简单理解为“存放数据的仓库”，这个仓库是计算机的存储设备。较为全面的定义是：所谓数据库，就是为满足某部门各种用户的多种应用需要，在计算机系统中按照一定数据模型组织、存储和使用的互相关联的数据集合。

3.数据库管理系统

数据库管理系统（Database Management System，DBMS）是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。通常具有以下功能：

（1）数据定义功能

数据库管理系统给用户提供了数据描述语言（Data Description Language，DDL）。用于在数据库中创建并且管理各种数据库对象，如数据库、表、视图、索引、触发器等，主要通过对每个对象的CREATE、ALTER、DROP语句来实现。

（2）数据操纵功能

数据库管理系统给用户提供了数据操纵语言（Data Manipulation Language，DML）。用于对数据的查询、添加、修改和删除等操作，使用SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE语句。

（3）数据控制功能

数据库管理系统给用户提供了数据控制语言（Data Control Language，DCL）。用于对用户的权限进行设控制，主要使用GRANT、GRANT、DENY、REVOKE语句。

4.数据库系统

数据库系统（Data Base System）是指采用数据库技术的计算机系统，包括数据库、数据库管理系统和构成这一计算机系统的其他部分（如计算机硬件、支撑软件、操作人员等）。