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1、第7章 数据库技术计算机与人类相比的最大优势就是能够迅速准确地处理大量数据。因此，自从计算机发明以来，数据处理就是它的基本功能和关键技术。数据处理的中心问题是数据管理，数据管理是指对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护。而数据库技术正是数据处理技术发展到比较成熟后的产物。电子商务以电子计算机及其网络技术取代传统方式来进行生产经营活动，离不开数据库技术的支持。数据库技术对电子商务的支持主要表现在两方面：存储和管理各各种商务数据据。这是数据据库技术的基基本功能。决策支持。近近几年，随着着数据仓库和和数据挖掘技技术的产生和和发展，使企企业可以科学学地对数据库中海海量的商务数数据进行科学学地组织、
2、分分析和统计，从从而更好地服服务于企业的的决策支持。可以说，数据库库技术是电子子商务的一项项支撑技术，在在电子商务的的建设中占有有重要的地位位。7.1 数数据库技术的的产生与发展展数据库技术是应应数据管理任任务的需要而而产生的，是是数据管理技技术发展到一一定阶段的产产物。数据管管理技术的发发展，是随着着计算机硬件件和软件技术术的发展而不不断发展的。到到目前为止，数据管理技术主要经历了以下几个阶段：手工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、数据仓库阶段。7.1.1 手工管理阶阶段20世纪50年年代中期以前前，计算机主主要用于科学学计算。硬件件存储设备主主要有磁带、卡卡片机、纸带带机等，还没没有
3、磁盘等直直接存取的存存储设备；软软件上也处于于初级的阶段段，没有操作作系统和管理理数据的工具具。数据的组组织和管理完完全靠程序员员手工完成，因因此称为“手工管理阶阶段”。这个阶段段数据的管理理效率很低。手工管理方式的的特点是： 数据不保存存。 程序与数据据合在一起，因因而数据没有有独立性，程程序没有弹性性，要修改数数据必须修改改程序。 程序员必须须自己编程实实现数据的存存储结构、存存取方法和输输入输出，迫迫使程序员直直接与物理设设备打交道，加加大了程序设设计难度，编编程效率低。 数据面向应应用，这意味味着即使多个个不同程序用用到相同数据据，也得各自自定义，数据据不仅高度冗冗余，而且不不能共享。
4、7.1.2 文件系统阶阶段进入20世纪660年代，数数据管理方式式发生了很大大的变化。计计算机在这个个阶段不仅用用于科学计算算，还大量用用于管理。外外存储设备也也出现了存取取效率高得多多的直接存储储设备，如磁磁盘、磁鼓等等；在软件方方面，不仅有有了操作系统统，而且还出出现了专门的的数据管理软软件，一般称称之为文件系系统。有了文文件系统，数数据的增、删删、改等操作作都变得轻松松了。更重要要的是数据的的复制变得相相当容易，使使数据可以反反复使用。程程序员在免除除了数据管理理工作以后，不不仅可以专心心从事其他更更有意义的工工作，而且减减少了错误。文件管理方式本本质上是把数数据组织成文文件形式存储储在
5、磁盘上。文文件是操作系系统管理数据据的基本单位位。文件可以以命名，通过过文件名以记记录为单位存存取数据，不不必关心数据据的存储位置置。由于文件件是根据数据据所代表的意意义组织的，所所以文件能反反映现实世界界事物。在文文件中常涉及及下列术语：数据项：描述述事物性质的的最小数据单单位；记录：若干数数据项的集合合称记录，一一个记录能表表达一个具体体事物；文件：若干记记录的集会就就叫做文件。显然，数据组织织成文件，逻逻辑关系非常常明确，使数数据处理真正正体现了信息息处理，按名名存取数据，既既形象，又方方便。由于有有了直接存取取存储设备，所所以文件可以以组织成多种种形式，如顺顺序文件、索索引文件等，从从
6、而对文件中中的记录可顺顺序访问，也也可随机访问问。文件方式管理数数据是数据管管理的一大进进步，即使是是数据库方式式也是在文件件系统基础上上发展起来的的。这一阶段段的特点如下下： 数据可长期期保存在磁盘盘上。 数据的物理理结构与逻辑辑结构有了区区别，两者之之间由文件管管理系统进行行转换，因而而程序与数据据之间有物理理上的独立性性，即数据在在存储上的改改变不一定会会影响到程序序，这可使程程序员不必过过多地考虑数数据存放地址址，而把精力力放在算法上上。 文件系统提提供了数据存存取方法，但但当数据的物物理结构改变变时，仍需修修改程序。 数据不再属属于某个特定定程序，在一一定程度上可可以共享。上述特点可
7、用图图7l表示文件管理系统程序1程序2程序n文件n文件2文件1图7l 文件系统阶段数据管理示意图然而，文件方式式管理数据还还是有很多缺缺陷的，主要要表现在以下下几个方面：1. 文件是是面向特定用用途设计的：这意味着有有一个应用，就就有一个文件件相对应。而而程序是基于于文件编制的的，导致程序序仍然与文件件相互依存。因因为文件有所所变动，程序序就得相应修修改，而文件件离开了使用用它的程序便便全部失去存存在的价值。2. 数据冗冗余大：因为为文件之间缺缺乏联系，有有可能造成同同样数据在不不同文件中重重复存储。3. 数据可可能发生矛盾盾：因为同一一数据出现在在不同文件中中，稍有不慎慎就可能造成成同一数据
8、在在不同文件中中不一样，这这将导致数据据的冗余。4. 数据联联系弱：不同同文件缺乏联联系就不能反反映现实世界界中事物之间间的自然联系系，这是文件件方式最大的的弊端。7.1.3 数据库系统统阶段到了20世纪660年代后期期，计算机被被越来越多地地应用于管理理领域，而且且规模也越来来越大，因此此数据量也急急剧增长。同同时，人们对对数据共享的的要求也越来来越强烈。在在这种情况下下，“数据库”的概念应运运而生了。用用数据库管理理数据有如下下的特点：1. 数据结结构化数据库是存储在在磁盘等外部部直接存取存存储设备上的的数据集合，是是按一定的数数据结构组织织起来的。与与文件系统相相比，文件系系统中的文件件
9、之间不存在在联系，因而而从总体上看看数据是没有有结构的；而而数据库中的的文件是相互互联系着的，并并在总体上遵遵从一定的结结构形式。这这是文件系统统与数据库系系统的最大区区别。数据库库正是通过文文件之间的联联系反映现实实世界事物间间的自然联系系。2. 数据共共享数据库中的数据据是考虑所有有用户的数据据需求、面向向整个系统组组织的。因此此数据库中包包含了所有用用户的数据成成分，但每个个用户通常只只用到其中一一部分数据。不不同用户所使使用的数据可可以重叠，同同一部分数据据也可为多用用户共享，如如图72所示。程序1程序2程序n数据库应用程序远程终端用户图72 数数据共享示意意图3. 减少了数数据冗余在
10、数据库方式下下，用户不是是自建文件，而而是取自数据据库中的某个个子集，它并并非独立存在在，而是靠数数据库管理系系统从数据库库中映射出来来的，所以叫叫做逻辑文件件。如图73所示，用户户使用的是逻逻辑文件，因因此尽管一个个数据可能出出现在不同的的逻辑文件中中，但实际上上的物理存储储只可能出现现一次，这就就减少了数据据冗余。DBMS程序A程序B程序C逻辑文件C逻辑文件B逻辑文件A数据库图73 应用程序使用从数据库中导出的逻辑文件4. 有较高高的数据独立立性数据独立是数据据库技术努力力追求的目标标，其好处是是数据存储方方式的改变不不会影响到应应用程序。数数据独立又有有两个含义，即即物理数据独独立性和逻
11、辑辑数据独立性性。所谓物理理数据独立性性是指数据库库物理结构（包包括数据的组组织和存储、存存取方法沙十十部存储设备备等）发生改改变时，不会会影响到逻辑辑结构，而用用户使用的是是逻辑数据，所所以不必改动动程序；所谓谓逻辑数据独独立性是指数数据库全局逻逻辑发生改变变时，用户也也不需改动程程序，就像数数据库并没发发生变化一样样。这是因为为用户仅使用用数据库的一一个子集，全全局变化与否否与具体用户户无关，只要要能从数据库库中导出他所所用到的数据据就行。5. 用户接接口在数据库系统中中，数据库管管理系统作为为用户与数据据库的接口，提提供了数据库库定义、数据据库运行。数数据库维护和和数据安全性性、完整性等
12、等控制功能；此外还支持持某种程序设设计语言，并并设有专门的的数据操作语语言，为用户户编程提供了了方便。数据库系统的出出现，使信息息系统的研制制从围绕加工工数据的程序序为中心转变变到围绕共享享的数据库来来进行。这既既便于数据的的集中管理，也也有利于应用用程序的研制制和维护，提提高了数据的的利用率和相相容性，从而而提高了做出出决策的可靠靠性。因此大大型复杂的信信息系统大多多以数据库为为核心。数据库是一个通通用化的综合合性数据集合合。它可以供供各种用户共共享且具有最最小的冗余度度和较高的数数据与程序的的独立性。由由于多种程序序并发地使用用数据库，为为了能有效、及及时地处理数数据，并提供供安全性和完完
13、整性，就需需要一个软件件系统数据库管管理系统（DDBMS），在在建立、运用用和维护时对对数据库进行行统一控制。在这个阶段，企企业的管理一一般采用管理理信息系统（MIS）。管理信息系统可以有效地管理企业内部的信息和信息流，是企业向管理现代化迈出的第一步。而企业管理信息系统可以说是数据库管理系统在功能上的一种扩展，因为数据管理仍是它的核心内容。电子数据交换（EDI）也渐渐发展起来。数据库管理系统对企业从事电子交易起到很大的支持作用。我们都知道EDI的一大特点（同时也是优点）就是把各种贸易单证的电子化和标准化。而数据库系统也是把数据管理规范化和标准化了。因此，就可以比较容易地实现数据库系统的业务数据
14、与EDI的单证之间的自动转换。与手工制作电子单证相比，提高了效率、减少了错误、降低了成本。更高层次的、帮帮助企业决策策的决策支持持系统（DSSS）也慢慢慢发展起来。但但直到20世纪80年代末，决决策支持系统统的应用还不不是很广泛。原原因在于：那那时的决策支支持系统在理理论和方法上上过于复杂，过过于偏重高级级而抽象的理理论，而且过过于偏重结论论，在一定程程度上忽视了了对业务数据据的分析，而而且，成本高高昂，因此实实际产生的应应用效果远远远比不上管理理信息系统。在在人们眼里，决决策支持系统统是一个高高高在上的东西西。事实上，企企业对于决策策支持并不要要求大而全，也也并不要求一一套系统代替替决策者去
15、思思考，他们所所需要的往往往是对简单却却十分重要的的业务数据的的反复挖掘，为为决策提供一一定的依据。科学的决策必须须以大量可靠靠的数据为基基础，这些数数据应包括企企业的内部数数据、与企业业的经营和生生产相关的外外部数据，还还应包括综合合数据和历史史数据。否则则，决策就没没有根据，就就会成为主观观的猜想。当当时，数据库库技术虽然已已经成熟，但但应用还不广广泛，所以普普遍存在一个个数据量不足足的问题。此此外，分析工工具的缺乏也也是一大问题题。没有充足足的数据，分分析工具也不不得力，分析析的结果当然然不能切中要要害。由此可可以看出，在在这个阶段，用用于决策支持持的技术还不不完备，时机机也还不成熟熟，决策支持持系统的失败败也是可以理理解的。7.1.4 数据仓库阶阶段进入20世纪990年代，计计算机得到空空前广泛的应应用，使得企企业的生产效效率进一步提提高，商业竞竞争也越来越越激烈了。一一个企业要想想在市场上生生存下去，不不仅要建立完完善的计算机机管理信息系系统来提高效效率，而且要要先于对手获获得至关重要要的决策信息息。这样，企企业才能在未未来的竞争中中适应潮流、把把握正确的发发展方向。企企业对迅速而而准确地获得得决策信息的
