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在目前階段，存儲和管理數(shù)據(jù)都離不開數(shù)據(jù)庫。例如，學(xué)校需要使用數(shù)據(jù)庫來存儲學(xué)生和教師的信息；公司需要使用數(shù)據(jù)庫來存儲公司的資料和員工的信息。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫后，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就會對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理。

數(shù)據(jù)管理就是對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、組織、編碼、查詢和維護(hù)，主要經(jīng)歷了 3 個階段，即人工管理階段、文件系統(tǒng)階段和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。每一個階段都是以減小數(shù)據(jù)冗余、增強數(shù)據(jù)獨立性和方便操作數(shù)據(jù)為目的進(jìn)行發(fā)展。

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1. 人工管理階段

在計算機出現(xiàn)之前，人們主要利用紙張和計算工具（如算盤和計算尺）來進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和計算，依靠大腦來管理和利用數(shù)據(jù)。

到了 20 世紀(jì) 50 年代中期， 這時計算機剛剛開始萌芽，還沒有類似于磁盤等專門管理數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備，只有紙帶、卡片、磁帶等外存。所以計算機只能局限于科學(xué)技術(shù)方面，主要用于科學(xué)計算。

也就是說，在人工管理階段，數(shù)據(jù)主要存儲在紙帶、磁帶等介質(zhì)上，或者直接通過手工來記錄。

人工管理階段的特點如下：

• 數(shù)據(jù)不能長期保存
• 不便于查詢數(shù)據(jù)
• 數(shù)據(jù)不能共享，冗余度大
• 數(shù)據(jù)不具有獨立性

2. 文件系統(tǒng)階段

在 20 世紀(jì) 50 年代后期到 20 世紀(jì) 60 年代中期，計算機中的磁盤和磁鼓等直接存取設(shè)備開始普及。這時，可以將數(shù)據(jù)存儲在計算機的磁盤上。這些數(shù)據(jù)都以文件的形式存儲，然后通過文件系統(tǒng)來管理這些文件。

圖 1 是 Windows 下的文件系統(tǒng)。

圖 1 中有很多文件夾，每個文件夾里又有很多文件，這就是文件系統(tǒng)。文件系統(tǒng)通過文件的存儲路徑和文件名來訪問文件中的數(shù)據(jù)，我們可以查看、修改、添加和刪除這些文件。

相對于人工管理階段而言，文件系統(tǒng)使數(shù)據(jù)管理變得簡單，不用再為了一個文件而翻箱倒柜的查找。但是，這些文件中的數(shù)據(jù)沒有進(jìn)行結(jié)構(gòu)化管理，查詢起來還是不方便。

文件系統(tǒng)階段的特點如下：

• 數(shù)據(jù)可以長期保存
• 數(shù)據(jù)由文件系統(tǒng)來管理
• 數(shù)據(jù)冗余大，共享性差
• 數(shù)據(jù)獨立性差
• 無法應(yīng)對突發(fā)事故（文件誤刪，磁盤故障等）

3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段

在 20 世紀(jì) 60 年代后期，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機軟/硬件的進(jìn)步，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)，該階段就是所謂的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段使用專門的數(shù)據(jù)庫來管理數(shù)據(jù)，用戶可以在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中建立數(shù)據(jù)庫，然后在數(shù)據(jù)庫中建立表，最后將數(shù)據(jù)存儲在這些表中。用戶可以直接通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來查詢表中的數(shù)據(jù)。

相對于文件系統(tǒng)來說，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。在文件系統(tǒng)中，獨立文件內(nèi)部的數(shù)據(jù)一般是有結(jié)構(gòu)的，但文件之間不存在聯(lián)系，因此整體來說是沒有結(jié)構(gòu)的。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)雖然也常常分成許多單獨的數(shù)據(jù)文件，但是它更注意同一數(shù)據(jù)庫中各數(shù)據(jù)文件之間的相互聯(lián)系。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段的特點如下：

• 數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理和控制
• 數(shù)據(jù)共享性高，冗余度低
• 數(shù)據(jù)獨立性強
• 數(shù)據(jù)粒度小

數(shù)據(jù)管理經(jīng)歷的各個階段都有自己的背景及特點，數(shù)據(jù)管理技術(shù)也在發(fā)展中不斷地完善，其 3 個階段的比較如下表所示。

數(shù)據(jù)管理的3個階段	人工管理（20 世紀(jì) 50 年代中期）	文件系統(tǒng)（50 年代末至 60 年代中期）	數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（60 年代后期）
應(yīng)用背景	科學(xué)計算	科學(xué)計算、管理	大規(guī)模數(shù)據(jù)、分布數(shù)據(jù)的管理
硬件背景	無直接存取存儲設(shè)備	磁帶、磁盤、磁鼓	大容量磁盤、可擦寫光盤、按需增容磁帶機等
軟件背景	無專門管理的軟件	利用操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)	由 DBMS 支撐
數(shù)據(jù)處理方式	批處理	聯(lián)機實時處理、批處理	聯(lián)機實時處理、批處理、分布處理
數(shù)據(jù)的管理者	用戶/程序管理	文件系統(tǒng)代理	DBMS 管理
數(shù)據(jù)應(yīng)用及其擴(kuò)充	面向某一應(yīng)用程序難以擴(kuò)充	面向某一應(yīng)用系統(tǒng)、不易擴(kuò)充	面向多種應(yīng)用系統(tǒng)、容易擴(kuò)充
數(shù)據(jù)的共享性	無共享、冗余度極大	共享性差、冗余度大	共享性好、冗余度小
數(shù)據(jù)的獨立性	數(shù)據(jù)的獨立性差	物理獨立性好、邏輯獨立性差	具有高度的物理獨立性、具有較好的邏輯獨立性
數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化	數(shù)據(jù)無結(jié)構(gòu)	記錄內(nèi)有結(jié)構(gòu)、整體無結(jié)構(gòu)	統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型、整體結(jié)構(gòu)化
數(shù)據(jù)的安全性	應(yīng)用程序保護(hù)	文件系統(tǒng)保護(hù)	由 DBMS 提供完善的安全保護(hù)