数据库系统的基础知识（三）

1. 数据库的起源和发展

• 背景：
  • 早期数据管理方式繁琐，每次使用数据都需要手动创建数组并操作数据。
  • 1972年，埃德加·科德（Edgar F. Codd）提出“数据库”的概念和结构，奠定了关系型数据库的基础。
• 发展阶段：
  1. 人工管理阶段：没有硬盘，数据存储在纸带上，程序员需考虑数据的物理存储结构。
  2. 文件系统阶段：数据存储在文件中，逻辑结构和物理结构有所区分，但操作以记录为单位。
  3. 数据库阶段：引入关系型数据库，数据独立出来，程序员通过简单调用语句存取数据。
  4. 高级数据库阶段：随着网络技术发展，出现分布式数据库和面向对象数据库等。
     • 分布式数据库：解决集中管理的复杂性和拥挤问题。
     • 面向对象数据库：解决多媒体数据、多维表格数据和CAD数据的表达问题。

2. 数据库的分类

• 关系型数据库：
  • 特点：将复杂数据以二维表格形式管理，通过过滤、合并、连接等方式完成数据存取。
  • 典型产品：MySQL、Oracle、Db2、SQL Server、Access。
• 非关系型数据库：
  1. 键值存储数据库：
     • 特点：通过键值对添加、查询或删除数据，简单、易部署、高并发。
     • 典型产品：Memcached、Redis、MemcacheDB。
  2. 列存储数据库：
     • 特点：将数据存储在列族中，适合分布式存储海量数据。
     • 典型产品：Cassandra、HBase。
  3. 面向文档数据库：
     • 特点：以文档格式存储数据（如JSON），查询效率高，是键值数据库的升级版。
     • 典型产品：MongoDB、CouchDB。
  4. 图形数据库：
     • 特点：将数据以图的方式存储，实体作为顶点，关系作为边。
     • 典型产品：Neo4J、InforGrid。

3. 数据库的应用场景

• 关系型数据库：适用于结构化数据存储和复杂查询，广泛用于企业级应用。
• 非关系型数据库：
  • 键值存储数据库：适用于缓存和快速读写场景。
  • 列存储数据库：适用于大数据分析和分布式存储。
  • 面向文档数据库：适用于存储半结构化数据，如JSON格式的文档。
  • 图形数据库：适用于处理复杂关系数据，如社交网络分析。

4. 数据库的存储和管理

• 内存中的数据存储和管理：早期数据存储在内存中，通过数组等数据结构进行管理，效率较低。
• 现代数据库系统：通过文件系统和数据库管理系统（DBMS）实现数据的高效存储和管理。

5. 数据库的多用户访问

• 多台电脑访问数据库服务器：现代数据库系统支持多台用户电脑同时访问数据库服务器，实现数据共享和并发操作。

6. 数据库的优势

• 数据独立性：数据独立于应用程序，便于维护和更新。
• 高效性：通过优化技术实现对任意部分数据的快速访问。
• 安全性：提供安全性检查和存取限制控制，确保数据安全。
• 共享性：支持多用户并发访问和数据共享。

总结

• 数据库系统是现代信息系统的核心，通过专门的管理软件实现数据的高效存储、管理和共享。
• 关系型数据库和非关系型数据库各有特点，适用于不同的应用场景。
• 数据管理技术经历了从人工管理到高级数据库阶段的演变，随着技术发展，数据库系统不断优化和扩展。
• 数据库的优势在于数据独立性、高效性、安全性和共享性，满足现代应用对数据管理的需求。