人工管理阶段和文件系统管理阶段的数据库管理各有哪些特点

一、人工管理阶段

50年代中期之前，计算机的软硬件均不完善。硬件存储设备只有磁带、卡片和纸带，软件方面还没有 *** 作系统，当时的计算机主要用于科学计算。这个阶段由于还没有软件系统对数据进行管理，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、输入输出方式等。当数据的物理组织或存储设备改变时，用户程序就必须重新编制。由于数据的组织面向应用，不同的计算程序之间不能共享数据，使得不同的应用之间存在大量的重复数据，很难维护应用程序之间数据的一致性。

这一阶段的主要特征可归纳为如下几点：

计算机中没有支持数据管理的软件。

数据组织面向应用，数据不能共享，数据重复。 、文件系统阶段

这一阶段的主要标志是计算机中有了专门管理数据库的软件—— *** 作系统（文件管理）。

上世纪50年代中期到60年代中期，由于计算机大容量存储设备（如硬盘）的出现，推动了软件技术的发展，而 *** 作系统的出现标志着数据管理步入一个新的阶段。在文件系统阶段，数据以文件为单位存储在外存，且由 *** 作系统统一管理。 *** 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，使数据与程序有了一定的独立性。用户的程序与数据可分别存放在外存储器上，各个应用程序可以共享一组数据，实现了以文件为单位的数据共享。

但由于数据的组织仍然是面向程序，所以存在大量的数据冗余。而且数据的逻辑结构不能方便地修改和扩充，数据逻辑结构的每一点微小改变都会影响到应用程序。由于文件之间互相独立，因而它们不能反映现实世界中事物之间的联系， *** 作系统不负责维护文件之间的联系信息。如果文件之间有内容上的联系，那也只能由应用程序去处理。

在程序中要规定数据的逻辑结构和物理结构，数据与程序不独立。

数据处理方式——批处理。

分布式文件系统（dfs）和分布式数据库都支持存入，取出和删除。但是分布式文件系统比较暴力，可以当做key/value的存取。

分布式数据库涉及精炼的数据，传统的分布式关系型数据库会定义数据元组的schema，存入取出删除的粒度较小。

分布式文件系统现在比较出名的有GFS（未开源），HDFS（Hadoop

distributed

file

system）。分布式数据库现在出名的有Hbase，oceanbase。

其中Hbase是基于HDFS，而oceanbase是自己内部实现的分布式文件系统，在此也可以说分布式数据库以分布式文件系统做基础存储。

指长期储存在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。

数据库包含关系数据库、面向对象数据库及新兴的XML数据库等多种，目前应用最广泛的是关系数据库，若在关系数据库基础上提供部分面向对象数据库功能的对象关系数据库。在数据库技术的早期还曾经流行过层次数据库与网状数据库，但这两类数据库目前已经极少使用。

文件系统是为了存储和管理数据和文件以便于查找和访问的组织方法。文件系统可能利用物理存储器如磁性存储器（包括硬盘，软盘），光存储器（包括CD-ROM, DVD-ROM）等保存信息，也可能利用一些访问协议，作为客户端访问文件服务器，如NFS, SMB, 9P等，有时候，文件系统可能是虚拟的，只提供一些访问虚拟数据的方法，如procfs。

更准确的说，一个文件系统就是一组抽象数据类型用来进行数据有关联的存放，加工，导航，访问。从这些意义上来说，文件系统与数据库技术是相通的，但是否文件系统可被当作特殊目的数据库的争论一直在继续。

文件系统，可以比方是，你买了一个作业本，为了书写整齐，你在上面先画了横书的格子，(格式化)

并在前面做了一个目录表。

文件系统　是 *** 作系统的一个重要组成部分，对系统性能，安全性影响很大。运行级别较低层

数据库系统是　是你为了你的数据管理需求，你在　已经打好的格子本上又画了一个表格，有行有列。

数据库系统　更多是丛一个专业应用上来说的，主要是为了保存管理大量的数据，其运行管理级别相对较高，当然，文件系统对数据库系统的运行效率，安全性等有决定性的影响。

早期的数据库管理都是采用文件系统。在文件系统中，数据按其内容、结构和用途组成若干命名的文件。文件一般为某个用户或用户组所有，但可供其他用户共享。用户可以通过 *** 作系统对文件进行打开、读、写和关闭等 *** 作。

文件系统有明显的缺点:

(1)编写应用程序很不方便。

应用程序的设计者必须对所用的文件的逻辑及物理结构有清楚的了解。 *** 作系统 只能打开、关 闭、读、写等几个低级的文件 *** 作命令，对文件的查询修改等处理都须在应用程序内解决。应用程序还 不可避免地在功能上有所重复。在文件系统上编写应用程序的效率不高。

(2)文件的设计很难满足多种应用程序的不同要求，数据冗余经常是不可避免的。

为了兼顾各种应用程序的要求，在设计文件系统时，往往不得不增加冗余的数据。数据冗余不仅浪费空间，而且会带来数据的不一致性（inconsistency)在文件系统中没有维护数据一致性的监控机制，数据的一致性完全有用户负责维护。在简单的系统中勉强能应付，但在大型复杂的系统中几乎是不可能完成的。

(3)文件结构的修改将导致应用程序的修改，应用程序的维护量将很大。

(4)文件系统不支持对文件的并发访问（concurrent access）。

(5)数据缺少统一管理，在数据的结构、编码、表示格式、命名以及输出格式等方面不容易做到规范化、标准化；数据安全和保密方面，也难以采取有效的办法。

针对文件系统的缺点,人们发展了以统一管理和共享数据为主要特征的数据库系统。在数据库系统中，数据不再仅仅服务于某个程序或用户，而是看成一个单位的共享资源，由一个叫数据库管理系统（Data Management System，简称DBMS）的软件统一管理。由于有DBMS的统一管理，应用程序不必直接介入诸如打开、关闭、读写文件等低级的 *** 作，而由DBMS代办。用户也不必关系数据存储和其他实现的细节，可在更高的抽象级别上观察和访问数据。文件结构的一些修改也可以由DBMS屏蔽，使用户看不到这些修改，从而减少应用程序的维护工作量，提高数据的独立性。由于数据的统一管理，人们可以从全单位着眼，合理组织数据，减少数据冗余；还可以更好地贯彻规范化和标准化，从而有利于数据的转移和更大范围的共享。由于DBMS不是为某个应用程序服务，而是为整个单位服务的，DBMS做得复杂一些也是可以接受的。许多在文件系统中难以实现的动能，在DBMS中都一一实现了。

例如：适合不同类型用户的多种用户界面，保证并发访问时的数据一致性的并发控制（concurrent control），增进数据安全性（security）的访问控制（access control），在故障的情况下保证数据一致性的恢复（recovery）功能，保证数据在语义上的一致性的完整性约束（integrity constraints）检查功能等。随着计算机应用的发展，DBMS的功能愈来愈强，规模愈来愈大，复杂性和开销也随之增加。目前，在一些功能非常明确且无数据共享的简单应用系统中，为减少开销，提高性能，有时仍采用文件系统；不过在数据密集型应用系统中，基本上都使用数据库系统。

现代的数据库管理系统应该具备的7个功能：

1、提供高级的用户接口

2、查询处理和优化

这里的查询(query)泛指用户对数据库所提的访问要求,不但包含数据检索,也包括修改\定义新数据等

3、数据目录管理

4、并发控制

5、恢复功能

6、完整性约束检查

7、访问控制

数据管理和数据处理一样，都是计算机系统的最基本的支撑技术。尽管计算机科学技术经历了飞速的发展，但数据管理的这一地位没有变化。数据管理将作为计算机科学技术的一个重要分支一直发展下去，社会信息化，对数据管理的要求也愈高。

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