第1章　数据库技术的时代背景和发展历史

1.1　基本概念

谈到数据库，需要先搞清楚什么是数据（Data）。说到数据，大家首先想到的可能是数字，如365、3.141 59、-273.15。单纯的数字不能叫作数据，数据必须包含一定的含义才有意义，如平年一年有365天，数字365就代表天数，这就是数据。在计算机系统中，数据也必须包含特定含义才是有意义的。例如，“11月20日是儿子的生日”，其中的“11月20日”是数据，“儿子的生日”是对该数据的描述和解释。用来描述数据的数据叫作元数据（Metadata）。

我们在现实生活中看到、听到、感觉到甚至感觉不到的内容，都可以转化为计算机系统中的数据，这个过程叫作数字化。例如，把敦煌莫高窟中的壁画拍照后保存在计算机中，可以作为图像数据用来分享；通过朋友圈中对帖子的点赞数量可以了解到大家对自己的关注度等。计算机系统中的数据既可以是数字，又可以是图形、图像、音频、视频和地理位置信息等。那么问题来了，应该如何对这些数据进行有效存储和利用呢？

数据库（Database）就是用来存储计算机数据的仓库，或者叫作数据的集合。使用数据库可以对数据进行归类存储，以便对数据进行查找和使用。便利店中的货架上分门别类地摆放着各种商品，顾客很容易就能找到需要的商品，理货员也能很方便地定时更新商品，这就好比一个数据库的雏形。超市有大有小，数据库也有大有小，有的功能强大，有的功能简单。简单的数据库如Access和SQLite，复杂的数据库如SQL Server和Oracle。虽然超市品类齐全，但是去超市购物花费的时间长；去便利店购物图的就是方便快捷，分分钟就可以搞定。同理，数据库的种类虽然很多，但是没有绝对的优劣之分。因此，应根据应用场合选择数据库。

既然数据库是用来存储计算机系统中的数据的，那么它一定运行在计算机系统中。计算机分为硬件和软件，软件是需要依赖硬件的。软件有层次和级别的分类，距离硬件最近的软件通常是操作系统（Operating System），其他软件又是运行在操作系统之上的。数据库系统也是构建在操作系统之上的一种软件，叫作数据库管理系统（Database Management System，DBMS）。围绕数据库管理系统还有很多其他的应用程序，这些应用程序共享这套数据资源。应该如何理解数据库管理系统和其他应用系统之间的关系呢？依然以超市为例，除了常规的顾客自选，在楼层或货架入口处经常有摆着某类商品的小台子，导购员会通过让顾客试吃、试饮等来推销。有的超市在网店或App上也有推销商品的系统，有的超市则在直播间热火朝天地售卖商品。这些不同的营销方式都在共同销售超市中的商品，并且各种应用程序共用一套数据库管理系统中的数据。图1-1所示为数据库管理系统和计算机系统其他对象之间的关系。

那么，有没有应用程序是不依赖数据库的呢？答案是有的，但是比较少。依赖数据库的应用程序叫作数据库应用程序，这些应用程序的作用主要是采集和展示数据，存储和处理数据都在数据库管理系统中进行。一个功能完善的数据库管理系统至少要包括以下几部分功能。

·　数据模型的定义和更新。

·　数据的存储、索引和管理。

·　数据的查找、更新、修改和删除。

·　数据备份和恢复、数据并发操作的一致性。

·　数据访问控制权限及其他运维功能。

使用数据库管理系统的用户主要包括以下几类。

·　系统分析和数据库设计人员（超市的建造者）。

·　数据库管理员（超市的仓库管理人员）。

·　数据库应用程序开发人员（超市的理货员或导购员）。

·　终端用户（超市的顾客或网购客户）。