1.1 數(shù)據(jù)、信息與數(shù)據(jù)處理

1.1.1 數(shù)據(jù)與信息

通常使用各種各樣的物理符號(hào)來(lái)表示客觀事物的特性和特征，這些符號(hào)及組合就是數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的概念包括兩個(gè)方面：數(shù)據(jù)內(nèi)容和數(shù)據(jù)形式。數(shù)據(jù)內(nèi)容是指所描述客觀事物的具體特性，即數(shù)據(jù)的“值”；數(shù)據(jù)形式是指數(shù)據(jù)內(nèi)容存儲(chǔ)在媒體上的具體形式，即數(shù)據(jù)的“類型”，數(shù)據(jù)主要有數(shù)字、文本、聲音、圖形和圖像等多種形式。例如，“張山”為數(shù)據(jù)內(nèi)容，該數(shù)據(jù)的形式為文本。

信息是指數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)加工處理后所獲取的有用知識(shí)，信息是以某種數(shù)據(jù)形式表現(xiàn)的。數(shù)據(jù)和信息是兩個(gè)相互聯(lián)系但又相互區(qū)別的概念，數(shù)據(jù)是信息的具體表現(xiàn)形式，信息是數(shù)據(jù)有意義的表現(xiàn)。例如，股票大盤有很多公司業(yè)績(jī)數(shù)據(jù)，紅色數(shù)據(jù)表示上漲信息，綠色數(shù)據(jù)表示下跌信息。

1.1.2 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)主要發(fā)展方向，它涉及對(duì)各種不同形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、加工和傳播等一系列活動(dòng)。數(shù)據(jù)處理的核心問(wèn)題是數(shù)據(jù)管理，即對(duì)數(shù)據(jù)的分類、組織、編碼、存儲(chǔ)、檢索和維護(hù)等。

數(shù)據(jù)處理的發(fā)展過(guò)程大致經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)4個(gè)階段，有時(shí)也把數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段及分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段共稱為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)階段。

1.人工管理階段

20世紀(jì)50年代初為人工管理階段，對(duì)數(shù)據(jù)的管理沒(méi)有一定的格式，數(shù)據(jù)依附于處理。應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1-1所示。其缺點(diǎn)是：應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)無(wú)法被其他程序利用；數(shù)據(jù)冗余；數(shù)據(jù)獨(dú)立性、結(jié)構(gòu)性差；數(shù)據(jù)不能長(zhǎng)期保存。

2.文件系統(tǒng)階段

從20世紀(jì)50年代后期開(kāi)始至60年代末為文件系統(tǒng)階段。應(yīng)用程序通過(guò)專門管理數(shù)據(jù)的軟件即文件管理系統(tǒng)來(lái)使用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理利用操作系統(tǒng)的文件管理功能，將相關(guān)數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則構(gòu)成文件。通過(guò)文件系統(tǒng)對(duì)文件中的數(shù)據(jù)進(jìn)行存取、管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的文件管理方式。應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1-2所示。其優(yōu)點(diǎn)是：文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在數(shù)據(jù)存取過(guò)程中幾乎沒(méi)有額外開(kāi)銷，并且可以按照用戶的要求任意定制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式或存儲(chǔ)復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)是：數(shù)據(jù)冗余度大；難以共享數(shù)據(jù)，容易造成數(shù)據(jù)的不一致；程序與數(shù)據(jù)缺乏獨(dú)立性；系統(tǒng)不易擴(kuò)充。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

從20世紀(jì)60年代末開(kāi)始為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理軟件——數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）。在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段，應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)之間，由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)把所有應(yīng)用程序中使用的相關(guān)數(shù)據(jù)匯集起來(lái)，按統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型，以記錄為單位用文件形式存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，為各個(gè)應(yīng)用程序提供方便、快捷的查詢和使用。應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系如圖1-3所示。其優(yōu)點(diǎn)是：應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)間保持高度的獨(dú)立性；數(shù)據(jù)具有完整性、一致性和安全性，并具有充分的共享性；能夠簡(jiǎn)單、方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和控制操作。

4.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段之后，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（Distributed Database System，DDBS）。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是地理上分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)，邏輯上屬于同一系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。它不同于將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在服務(wù)器上供用戶共享存取的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不僅能支持局部應(yīng)用，存取本地結(jié)點(diǎn)或另一結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，而且能支持全局應(yīng)用，同時(shí)存取兩個(gè)或兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：

（1）數(shù)據(jù)是分布的。數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上，而不是集中在一個(gè)結(jié)點(diǎn)，區(qū)別于數(shù)據(jù)存放在服務(wù)器上由各用戶共享的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

（2）數(shù)據(jù)是邏輯相關(guān)的。分布在不同結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)邏輯上屬于同一數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)間相互關(guān)聯(lián)，區(qū)別于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的多個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

（3）結(jié)點(diǎn)的自治性。每個(gè)結(jié)點(diǎn)都有自己的計(jì)算機(jī)軟硬件資源、數(shù)據(jù)庫(kù)、局部數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Local Database Management System，LDBMS），因而能夠獨(dú)立地管理局部數(shù)據(jù)庫(kù)。局部數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可以僅供本結(jié)點(diǎn)用戶存取和使用，也可供其他結(jié)點(diǎn)上的用戶存取和使用，提供全局應(yīng)用。

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，也出現(xiàn)了許多新型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，除了上述的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，還包括面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)等。