《数据管理技术发展的三个阶段:从传统到现代的演进》
一、人工管理阶段
在计算机发展的早期,数据管理处于人工管理阶段,这个时期数据管理具有以下特点:
1、数据不保存
- 在当时,计算机主要用于科学计算,计算任务完成后,数据就不再被保存,在进行弹道计算时,计算出炮弹的轨迹相关数据后,这些数据不会被存储下来以备后续查询或进一步分析,这是因为当时计算机的存储设备非常有限,主要的关注点是计算本身,而不是数据的长期利用。
2、数据无专门软件管理
- 程序员需要自己在程序中定义数据的逻辑结构和物理存储结构,这意味着如果一个程序需要处理一组数据,程序员必须详细地编写代码来描述数据在内存中的存储方式、数据项之间的关系等,在编写一个简单的工资计算程序时,程序员要在程序中明确规定每个员工工资数据(如基本工资、奖金等)在内存中的存放位置和数据类型,不同的程序之间数据是相互独立的,无法共享数据,如果另一个程序也需要使用工资数据,它必须重新定义数据结构并重新输入数据。
3、数据面向应用
- 数据是根据特定的应用程序需求来组织的,一个库存管理应用程序的数据结构是按照该应用的需求来设计的,它只考虑库存相关的数据元素,如物品名称、数量、入库时间等,这种数据组织方式使得数据很难被其他应用所使用,缺乏通用性。
二、文件系统阶段
随着计算机技术的发展,数据管理进入了文件系统阶段。
1、数据可长期保存
- 计算机开始配备大容量的辅助存储设备,如磁盘等,这使得数据能够长期保存,企业可以将员工的档案信息、财务数据等以文件的形式存储在磁盘上,一家企业可以将多年的财务报表以文件形式保存起来,以便日后进行审计或者财务分析。
2、文件系统管理数据
- 操作系统中的文件系统负责管理数据文件,文件系统提供了诸如创建、删除、读、写文件等基本操作功能,用户可以通过文件名来访问文件中的数据,在一个基于文件系统的文字处理软件中,用户可以创建一个名为“小说.txt”的文件,然后通过文件系统的操作来对这个文件进行编辑、保存等操作,文件系统也存在一些局限性,比如数据冗余度大,如果一个企业有多个部门都需要保存员工的基本信息,每个部门可能会建立自己的文件,这就导致员工的基本信息(如姓名、性别、出生日期等)在多个文件中重复存储,浪费了存储空间。
3、数据共享性差
- 虽然文件系统在一定程度上可以实现数据共享,但是由于文件结构和数据格式的差异,不同应用程序之间的数据共享仍然存在很大困难,一个用C语言编写的统计程序和一个用FORTRAN语言编写的数据分析程序,如果它们都要使用同一组实验数据,由于这两个程序对数据文件的格式要求可能不同,数据共享起来就非常复杂。
三、数据库系统阶段
现代数据管理主要依赖数据库系统,这一阶段有诸多优势。
1、数据结构化
- 数据库中的数据是按照一定的结构进行组织的,这种结构可以是关系型(如常见的关系数据库中的表结构)、层次型或网状型等,以关系数据库为例,数据被组织成多个二维表,每个表都有明确的列(属性)和行(记录),在一个学校的数据库中,有学生表,其中包含学号、姓名、年龄、专业等列,每一行代表一个学生的信息,这种结构化的数据组织方式使得数据易于理解、管理和操作。
2、数据共享性高、冗余度低
- 数据库系统允许多个用户、多个应用程序同时访问和使用数据,不同的部门或者应用可以通过数据库管理系统(DBMS)提供的接口来获取所需的数据,在一家大型企业中,人力资源部门、财务部门和销售部门都可以从企业的数据库中获取员工的相关信息,而不需要各自保存重复的数据,通过数据库的设计和规范化技术,可以有效地减少数据冗余,提高数据的一致性。
3、数据独立性强
- 数据的物理存储结构和逻辑结构相互独立,这意味着当数据库的物理存储结构(如存储设备的更换、数据存储方式的优化等)发生变化时,应用程序不需要进行大量的修改,从使用普通磁盘存储数据改为使用固态硬盘存储数据,或者对数据库中的表结构进行优化调整,只要不改变数据的逻辑关系,应用程序仍然可以正常运行,数据的逻辑独立性也使得数据库的逻辑结构发生变化(如增加新的表、修改表之间的关系等)时,不会影响到应用程序对数据的访问。
4、数据由DBMS统一管理
- 数据库管理系统负责对数据库中的数据进行全面管理,包括数据的定义、操纵、控制和维护等功能,它提供了数据定义语言(DDL)来创建和修改数据库的结构,如创建表、定义表的属性等;提供数据操纵语言(DML)来对数据进行插入、删除、修改和查询操作,在MySQL数据库管理系统中,用户可以使用SQL语句(一种标准的数据库操作语言)来执行各种数据管理任务,DBMS还负责数据的安全性管理,通过用户认证、授权等机制来确保只有合法的用户才能访问和操作相应的数据;同时也负责数据的完整性管理,保证数据的准确性和一致性,如通过定义约束条件(如主键约束、外键约束等)来防止非法数据的录入。
数据管理技术从人工管理阶段发展到文件系统阶段,再到如今的数据库系统阶段,经历了巨大的变革,不断满足着日益增长的对数据高效管理、共享和利用的需求。
评论列表