數據管理系統

數據管理是指人們對數據進行收集、組織、存儲、加工、傳播和利用的一系列活動的總和，它經歷了人工管理、文件管理、數據庫管理三個階段。

1．人工管理階段

20世紀50年代以前，計算機主要是用於數據計算。從當時的硬件來看，外存只有紙帶、卡片、磁帶，沒有直接存取設備；從軟件看，沒有操作系統以及管理數據的軟件；從數據看，數據量小，數據無結構，由用户直接管理，數據問缺乏邏輯組織，數據依賴於特定的應用程序，缺乏獨立性。

2．文件系統階段

20世紀50年代後期到60年代中期，出現了磁鼓、磁盤等直接存取數據的存儲設備。1954年出現了第一台商業數據處理的電子計算機UNIACI，標誌着計算機開始應用於以加工數據為主的事務處理階段。人們得益於計算機驚人的處理速度和大容量的存儲能力，從而克服了從大量傳統紙張文件中尋找數據的困難，出現基於計算機的數據處理系統，並從此迅速發展起來。

這種數據處理系統是把計算機中的記錄進行存取，並可以實現對文件的修改、插入和刪除，這就是文件系統。文件系統實現了記錄內的結構化，即給出了記錄內各種數據間的關係。但是，文件從整體來看卻是無結構的。其數據面向特定的應用程序，因此數據共享性、獨立性差，且冗餘度大，管理和維護的代價也很大。

3．數據庫管理階段

20世紀60年代後期，計算機性能得到提高，更重要的是出現了大容量磁盤，存儲容量大大增加且價格下降。在此基礎上，有可能克服文件系統管理數據的不足，而去滿足和解決實際應用中多個用户、多個應用程序共享數據的要求，從而使數據能為儘可能多的應用程序服務，這就出現了數據庫這樣的數據管理技術。數據庫的特點是數據不再只針對某一特定程序應用，而是面向全組織，具有整體的結構性，共享性高，冗餘度小，具有一定的程序與數據間的獨立性，並且實現了對數據進行統一的控制。數據庫技術的應用使數據存儲量猛增，用户增加，而且數據庫技術的出現使數據處理系統的研製從圍繞以加工數據的程序為中心轉向圍繞共享數據來進行。這樣，既便於數據的集中管理，又有利於應用程序的研製和維護，從而提高了數據的利用率和相容性，並且有可能從企業或組織的全局來利用數據，從而提高了決策可靠性。 ^[2] 

對一個用面向對象的分析與設計方法建立的系統模型，可選用不同的數據管理系統實現對象的永久存儲。儘管從理論上看面向對象數據庫管理系統最適合對象存儲，但是在工程中更強調從實際出發，要考慮許多其他方面的因素。因此對許多項目而言，關係數據庫管理系統和文件系統都可能成為最合適的選擇。決定採用何種數據管理系統，要綜合考慮技術和非技術兩方面的因素。

在非技術方面，主要考慮項目的成本、工期、風險、宏觀計劃等問題。在實際項目中這些問題往往比技術問題更具有決定意義。

①數據管理系統的成熟程度和先進性。

這是相矛盾的兩個方面。保守穩健的方針是選用成熟的產品，這可以降低失敗的風險；具有開拓性的方針是選用技術先進，但未必很成熟的產品，這可能會創造更大的發展空間，並且搶得市場先機。大部分文件系統和RDBMS都屬於比較成熟的產品；OODBMS從總體上看還不夠成熟，但比較先進。

②價格。

文件系統價格低廉，RDBMS價格有高有低，因產品的功能及性能強弱而異。OODBMS價格大都比較昂貴。

③開發隊伍的技術背景。

如果一個開發組織的技術人員已能駕輕就熟地使用某種數據管理系統，換用一種他們不熟悉的系統往往意味着開發成本提高、工期延長和風險增大。

④與其他系統的關係。 ^[3] 

在技術方面，需要判斷各種數據管理系統適應哪些情況，不適應或不太適應哪些情況，從而根據應用系統的技術特點選用合適的數據管理系統。

①文件系統。

文件系統幾乎可存儲任何類型的數據，包括具有複雜內部結構(非原子)的數據和圖形、圖像、視頻、音頻等多媒體數據。以類和對象的形式定義的數據也可以用文件存儲——每個類對應一個文件，每個對象實例對應文件的一個記錄。

②關係數據庫管理系統。

RDBMS對數據存取、數據共享、數據完整性維護、故障恢復、事務處理等功能的支持是強有力的，適合對這些功能要求較高的應用系統。它也很適合需大量保存和管理各類實體之間關係信息的應用系統。但是關係數據模型對數據模式的限制較多。例如，數據庫中的每個表至少要滿足第一範式——每個屬性必須是原子的，即不再含有內部結構。但是面向對象的分析、設計與編程所定義的對象，可以具有任何數據類型的屬性，當對象的內部結構較為複雜時，就不能直接地與關係數據庫的數據模式相匹配，需要經過轉換。RDBMS更不適合圖形、圖像、音頻、視頻等多媒體數據和經過壓縮處理的數據。

③面向對象數據庫管理系統。

從純技術的角度看，在面向對象方法開發的應用系統上採用OODBMS實現其對象存儲是最合理的選擇，幾乎沒有不適合OODBMS的情況。如果説某些項目不適合選用OODBMS，那主要是由於上面所談的各種非技術因素，而不是由於技術因素。需要注意的是，各種OODBMS所採用的面向對象數據模型多少有些差異，與用户選用的OOA&D方法及OOPL。中對象模型的匹配程度不盡一致，對不同的應用系統有不同的適應性。 ^[3] 

數據管理系統的基本功能是按照用户的要求，從大量的數據資源中提取有信息價值的數據。例如可以通過檢索、排序、合併、轉換、彙總等方法獲得這些數據。數據管理系統要解決兩個主要的問題，一是定義各種數據的要求形式，二是如何由系統來處理這些要求。

對數據的要求可分常規的和特殊的兩種。所謂常規要求是用户的日常業務活動經常發生的數據請求，可以事先預料到。例如企業領導要求知道當前企業的職工人數、某種產品的每月生產量等。所謂特殊要求是非常規性的，無法事先預料到的數據請求。例如企業領導想要知道由於某項原材料供應不足，而影響生產，不能按期把產品交付給訂貨單位的有哪些?應當分別賠償多少錢? ^[4]