1.1 数据库的基本概念

在应用需求的推动下，以及计算机硬件、软件发展的基础上，数据管理技术的发展经历了人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段这3个阶段。20世纪60年代后期，计算机用于管理的规模越来越大，数据量急剧增加，这就给数据管理技术提出了更高的要求，此时，出现了计算机网络系统和分布式系统，以及大容量的磁盘，以文件系统作为数据管理手段已不能满足多用户、多应用共享数据的需求了，一个新的数据管理技术——数据库管理系统（DBMS）应运而生，它标志着数据管理技术的飞跃。

1.1.1 数据与数据库

1.数据及其特征

（1）数据的定义

数据（Data）是用于描述现实世界各种信息的符号，是信息的载体和具体表现形式。

在计算机领域内，数据的概念不局限于普通意义上的数字，凡是计算机中用于描述事物的记录，都可统称为数据，包括文字、图形、图像及声音等。例如，用标准号、书名及出版社名称这几个特征来描述书籍时（978-7-115-30604-3，数据库基础与Access应用教程习题及上机指导，人民邮电出版社），这一记录就是一本书的数据。

（2）数据的特征

①数据有“型”和“值”的特点。数据的型是指数据的内部结构和对外联系，是数据内容存储在媒体上的具体形式，也就是数据的“类型”。数据的值是指用于描述数据的具体取值，是所描述客观事物的具体特性，也就是通常所说的数据的“值”。例如，前面提到的数据“978-7-115-30604-3”的型是一个字符串类型，但具体的值表示的是书籍的编号。

②数据有多种表现形式。随着计算机应用的日益广泛，数据的表现形式不再仅仅包括数字，还包括文字、图形、图像及声音等多媒体信息。不同的数据类型在计算机中的存储方式不同。

③数据与信息有内在的联系。数据是信息的符号表现，信息是数据的语义解释，如“人民邮电出版社”表示的是书籍的出版社这个特定的语义。因此，数据表示了信息，信息也必须以数据的某种形式的表示被人所理解和接受。

2.数据库

数据库（Database，DB）就是按照一定的数据模型组织的、长期储存在计算机内且可被多个用户共享的数据的聚集。在引入了数据库管理系统（DBMS）这个概念之后，可以认为，数据库就是由DBMS统一管理和控制的数据的聚集。

1.1.2 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，是用于管理数据库的工具，是为数据库的建立、使用和维护而配置的软件，它建立在操作系统的基础上，可实现对数据库统一的管理和控制。

可按功能将数据库管理系统大致划分为6个部分。

①模式翻译：可提供数据定义语言（DDL），用它书写的数据库模式将被翻译为内部表示。数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构将被保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据操作（如查找、修改、插入和删除等）和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。

②应用程序的编译：可将包含着访问数据库语句的应用程序编译成可在DBMS下运行的目标程序。

③交互式查询：可提供易使用的交互式查询语言，如SQL语言。DBMS负责执行查询命令并将查询结果显示在屏幕上。

④数据的组织与存取：可提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。

⑤事务运行管理：可提供事务运行管理及运行日志，包括对事务运行的安全性监控、对数据完整性的检查、对事务的并发控制及系统恢复等功能。

⑥数据库的维护：可为数据库管理员提供软件支持，包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组及性能监控等维护工具。

1.1.3 数据库系统

数据库系统（Database System，DBS）是采用数据库技术的计算机系统，是一个实现有组织、可动态存储大量相关结构化数据的计算机软、硬件资源的集合。它包括数据库、DBMS、应用程序，以及数据库管理员和用户等。

1.数据库

数据库是一个单位或组织需要管理的全部关系数据的集合，它是长期存储在计算机内、有组织的、可共享并可统一管理的数据集合。

2.硬件

硬件是运行DBMS和存储数据库中数据的基础，这一部分包括CPU、内存、输入和输出设备等硬件设备。

3.软件

这部分包括DBMS、操作系统（Operating System，OS）、各种语言和数据库应用程序，其中的操作系统软件是所有软件的基础。

4.人员

管理、开发和使用数据库系统的人员主要是数据库管理员（Database Administrator， DBA）、系统分析员、应用程序员和用户。

数据库系统的全局结构如图1-1所示。