数据库管理技术的发展进程

数据库管理技术的发展分为五个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库管理系统阶段、分布式数据库系统阶段和面向对象数据库系统阶段。

1.人工管理阶段

20世纪50年代中期以前，计算机的软硬件均不完善，计算机主要用于科学计算。外部存储器只有磁带、卡片和纸带等，还没有磁盘等直接存取的存储设备。软件还没有操作系统，只有汇编语言，尚无数据管理方面的软件，数据处理方式基本是批处理。程序员在程序中不仅要规定数据的逻辑结构，还要设计其物理结构，包括存储结构、存取方法、输入方式和输出方式等。当数据的物理组织或存储设备改变后，程序员就必须重新编程。由于数据的组织面向应用，不同的计算机之间不能共享数据，使得不同的应用之间存在大量的数据冗余。在人工管理阶段，应用程序与数据之间是一一对应的关系，如图1-2所示。

图1-2　人工管理阶段应用程序与数据之间的对应关系

2.文件系统阶段

20世纪50年代后期至60年代中期，计算机不仅用于科学计算，还利用在信息管理方面。随着数据量的增加，数据的存储、检索和维护成为紧迫的需要，数据结构和数据管理技术迅速发展起来，有了专门管理数据的软件——操作系统（文件管理）。在文件系统阶段，数据以文件为单位存储在外存储器上，并且由操作系统统一管理。操作系统为用户使用文件提供了友好界面。文件的逻辑结构与物理结构脱钩，程序和数据分离，使得数据与程序有了一定的独立性，程序可以对数据进行查询、插入和删除等操作。各个应用程序可共享一组数据，实现了以文件为单位的数据共享。

但这一时期的数据文件主要是服务于某一特定的应用程序，数据和程序相互依赖，数据不能被多个程序所通用；文件相互独立，同一数据项可能重复出现在多个文件中，数据冗余量大，浪费空间，也不能统一修改重复数据项，造成数据不一致性；数据文件之间不能建立任何联系，因而数据的共享性仍然较差。

在文件系统阶段，应用程序与数据之间的对应关系如图1-3所示。

图1-3　文件系统阶段应用程序与数据之间的对应关系

3.数据库系统阶段

20世纪60年代后期，随着计算机在数据管理领域的普遍应用，人们对数据管理技术提出了更高的要求：以数据为中心组织数据，减少数据的冗余，提供更高的数据共享能力，同时要求程序和数据有较高的独立性，当数据的逻辑结构改变时，不涉及数据的物理结构，也不影响应用程序，从而节省程序研发和维护的费用。数据库管理系统正是在这样的形势下应运而生。

数据库管理技术的主要目的是有效地管理和存取大量的数据资源，它可以对所有的数据实行统一规划管理，形成一个数据中心，构成一个数据仓库，使数据库中的数据能够满足所有用户的不同要求，供不同用户共享。在该管理方式下，应用程序不再只与一个孤立的数据文件相对应，而是通过数据库管理系统实现数据的访问，使得应用程序与数据之间完全独立；另外，由于数据文件间可以建立关联关系，所以数据的冗余大大减少，数据共享性显著增强。

在数据库系统阶段，应用程序与数据之间的对应关系如图1-4所示。(www.xing528.com)

图1-4　数据库系统阶段应用程序与数据之间的对应关系

4.分布式数据库系统阶段

分布式数据库系统是数据库技术与网络技术相结合的产物。

随着传统数据库技术的日渐成熟、计算机网络技术的飞速发展，数据库应用已经建立在计算机网络之上。集中式数据库系统显示出不足之处：按实际需要在网络上存储，再采用集中式处理，出现通信开销大的情况；应用程序集中在一台计算机上运行，一旦此计算机发生故障，影响整个系统的运行，可靠性不高；集中式数据处理导致系统的规模和分配不够灵活，系统的可扩充性差。在这种形式下，集中式数据库的“集中计算”开始向“分布计算”发展。

分布式数据库系统适合分散办公的形式，允许各个部门将其常用的数据存储在本地，实施就地存放本地使用，从而提供响应速度，降低通信费用。分布式数据库系统与集中式数据库系统相比具有可扩充性，适当增加了数据冗余、增加了系统的可靠性。

分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布，逻辑上集中；另一种是物理上和逻辑上都是分布的，也就是联邦式分布数据库系统。

目前使用较多的分布式数据库系统是基于客户机/服务器（Client/Server，C/S）系统结构，C/S系统结构将应用程序根据应用情况分布到客户的计算机和服务器上，将数据库管理系统和数据库放置在服务器上，客户端的程序使用开放数据库连接（Open DataBase Connectivity，ODBC）标准协议通过网络访问远端服务器。

Access为创建客户端/服务器应用程序提供了专门的工具。客户端/服务器具有本地客户机用户界面，但访问的是远程服务器上的数据。

5.面向对象数据库系统阶段

数据库技术与面向程序设计技术结合产生了面向对象的数据库系统。面向对象数据库系统采用面向对象的观点描述现实世界的逻辑组织、对象之间的限制和联系等，它解决了传统数据库的局限性，能够自然地存储复杂的数据对象以及对象间的关系，从而提高了数据的管理效率。

Access 2016虽然是传统的数据库，但它在用户界面、程序设计等方面有了很好的扩展，提供了面向对象程序设计的强大功能。