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1、1.1.1 数据的概念1.1.2 信息的概念1.1.3 数据与信息的关系1.1.4 数据管理与处理1.1.5 数据管理的三个阶段,1.1 数据与数据管理,什么是数据？,数据是数据库中存贮的基本对象。它包括：数字、文字、符号、图形、图像、声音、视频等。所以数据是描述事物的符号记录。数据不等同于数字，数字只是一种最简单的数据，是对数据的一种传统和狭义的理解。数据有多种表现形式，但都可以经过数字化后存入计算机。计算机的存贮介质和处理过程中的数据是以二进制的形式存在的。能够输入到计算机中，可以供计算机处理的各种符号、图形、声音和图像等。,什么是信息？,信息的概念：信息是关于现实世界事物的存在状态或运动
2、方式的反映。信息是经过处理的，能够反映现实世界状态及物理特性的数据。信息是一种被加工为特定形式的数据。信息是当前和将来的决策者进行判断和决策的依据。信息的特点：信息源于物质和能量信息可以被感知信息可以存储、加工、传递、处理和再生,数据与信息的关系？,数据是信息的符号表示，数据是信息的载体。信息是数据的内涵，是对数据的语义解释。很多专业和领域所从事的工作可以概括为一个过程，即处理数据获取信息指导工作。数据处理是将数据转换成信息的过程：数据+数据处理=信息数据是原料，是输入，而信息是产出，是输出结果。“信息处理”应该是为了产生信息而处理数据的过程。,数据处理与管理,数据处理：是将数据转换成信息的过
3、程。它包括对数据的收集、存储、加工和传播等一系列活动。其目的是从大量的原始数据中抽取和推导出有价值的信息，作为决策的依据。数据管理：对数据的组织、分类、编码、存储、检索和维护。,数据管理的三个阶段,数据处理的中心问题是数据管理。随着计算机硬件和软件的发展，数据管理经历了三个发展阶段：人工管理阶段，50年代中期以前；文件系统阶段，50年代后期至60年代中期；数据库系统阶段，60年代后期开始。,人工管理阶段,应用背景（50年代中期以前）这一阶段计算机主要用于科学计算。硬件中的外存只有卡片、纸带、磁带，没有磁盘等直接存取设备。软件只有汇编语言，没有操作系统和管理数据的软件。数据处理的方式基本上是批处
4、理。,人工管理阶段,四个特点：数据不保存：因为当时计算机主要用于科学计算，对于数据保存的需求尚不迫切。没有管理数据的软件系统：应用程序不仅要考虑数据的逻辑结构，还要设计其存储结构、存取方法和输入输出方式数据不共享：数据是面向程序的，一组数据只能对应一个程序。多个应用程序涉及某些相同的数据时，也必须各自定义，因此程序之间有大量的冗余数据。数据不具有独立性：程序依赖于数据，如果数据的类型、格式、或输入输出方式等逻辑结构或物理结构发生变化，必须对应用程序做出相应的修改。,人工管理阶段,应用程序与数据之间的关系：,文件系统阶段,这一阶段，计算机硬件、软件都有了很大的发展：硬件方面，有了磁盘、磁鼓等直接
5、存储设备。软件方面，出现了高级语言和操作系统。操作系统中有了专门管理数据的软件，一般称为文件管理系统。处理方式有批处理，也有联机处理。计算机不仅用于科学计算，还大量用于信息管理。因而大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。,应用背景（50年代后期至60年代中期）,文件系统阶段,1.数据以文件形式可以长期保存：用户可随时对文件进行查询、修改和增删等处理。2.数据文件由记录组成（记录由数据组成）：数据的存取以记录为单位。按文件名访问，按记录存取。数据的逻辑结构由使用数据的应用程序掌握。.程序与数据间有一定独立性：由专门的软件即文件系统进行数据管理，应用程序通过文件系统提供的存取方法对数据进行使用
6、和维护，数据的物理结构(存储方式)由文件系统控制，数据存储结构发生变化不会影响应用程序的运行。.文件形式多样化：由于有了直接存取的存储设备，也就有了索引文件、链接文件和直接存取文件等文件形式。,文件管理数据的四个特点：,文件系统阶段,程序与数据的关系：,文件系统阶段,局限性：,与人工管理阶段相比，文件系统阶段对数据的管理有了很大的进步，但一些根本性问题仍没有彻底解决，主要表现在三个方面：数据独立性低：数据和程序相互依赖，一旦改变数据的逻辑结构，必须修改相应的应用程序。而应用程序发生变化，如改用另一种程序设计语言来编写程序，也需修改数据结构。数据冗余度大：各数据文件之间没有有机的联系，一个文件基
7、本上对应于一个应用程序，数据不能共享。数据一致性差：由于相同数据的重复存储、各自管理，在进行更新操作时，容易造成数据的不一致性。,数据库系统阶段,上世纪60年代后期，计算机应用于管理的规模更加庞大，数据量急剧增加；硬件方面出现了大容量磁盘，使计算机联机存取大量数据成为可能；硬件价格下降，而软件价格上升，使开发和维护系统软件的成本增加。文件系统的数据管理方法已无法满足开发应用系统的需要。为解决多用户、多个应用程序共享数据的需求，出现了统一管理数据的专门软件系统，即数据库管理系统。,应用背景（上世纪60年代后期开始）,数据库系统阶段,1、整体数据结构化人工管理阶段，数据没有结构；文件系统阶段，数据
8、文件是等长同格式的记录的集合，记录内部有结构，记录之间无联系；数据库系统实现整体数据的结构化，不但记录内部结构化，而且记录之间建立了关联。,数据库系统管理数据的特点：,数据库系统阶段,2、数据共享性高、冗余少、易扩充：数据库系统从整体角度看待和描述数据，数据不再面向某个应用而是面向整个系统，因此，数据可以被多个用户、多个应用共享使用。共享可以大大减少数据冗余，节约存储空间。共享还可以避免数据的不一致性和不相容性。不同的应用系统可以取整体数据的各种子集，当应用需求改变或增加时，只要重新选取不同子集或加上一部分数据便可以满足新的需求。所以说数据库系统弹性大，易于扩充。,数据库系统管理数据的特点：,
9、数据库系统阶段,3、数据具有很高的独立性：数据的独立性是指用户的应用程序与数据库中数据是相互独立的，即当数据的物理结构和逻辑结构发生变化时，不影响应用程序对数据的使用。数据的独立性是由DBMS的二级映象功能来保证的（以后介绍）。数据与程序的独立，把数据的定义从程序中分离出去，加上数据的存取由DBMS负责，从而简化了应用程序的编制，大大减少了应用程序的维护与修改的工作量。,数据库系统管理数据的特点：,数据库系统阶段,4、具有高度的数据控制能力：数据由DBMS统一管理和控制，保证了数据的安全性和完整性；DBMS对访问数据库的用户进行身份及其操作的合法性检查，保证了数据库中数据的安全性；DBMS自动检查数据的一致性、相容性，保证数据应符合完整性约束条件；DBMS提供并发控制手段，能有效控制多个用户程序同时对数据库数据的操作。保证共享及并发操作。DBMS具有数据库恢复功能，当数据库遭到破坏时DBMS能自动使数据库从错误状态恢复到正确状态。,数据库系统管理数据的特点：,数据库系统阶段,程序与数据的关系：,数据管理三阶段小结,三个阶段应用程序与数据的关系图,三个阶段的特点,数据管理三阶段小结,三个阶段应用程序与数据管理的工作任务划分示意图,数据管理三阶段小结,数据管理三个阶段的比较,
