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  • 不能在不同用户之间共享数据的方法是?( )
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    2019-09-24 06:45:51

    不能在不同用户之间共享数据的方法是?( )

     

    A、通过cookie

     

    B、利用文件系统

     

    C、利用数据库

     

    D、通过ServletContext对象

     

    解答:A

    转载于:https://www.cnblogs.com/borter/p/9592773.html

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  • 1.2 不同Pod之间的数据共享诉求与可能的方案 第2章 网络分布式文件系统 2.1网络文件系统NFS 2.2 Gluster File System 2.3 Ceph 第3章 网络分布式数据库 3.1 什么是数据库 3.2 什么是关系型数据库 3.3什么是...

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    第1章 如何给pod传递数据或参数

    第2章 数据的存储抽象概述

    2.1 数据共享与数据持久化基本概念

    2.2 不同Pod之间的数据共享诉求与可能的方案

    第3章 网络分布式文件系统

    3.1 网络文件系统NFS

    3.2 Gluster File System

    3.3 Ceph

    第4章 网络分布式数据库

    4.1 什么是数据库

    4.2 什么是关系型数据库

    4.3 什么是网络数据库

    4.4 什么是分布式数据库

    4.5 网络数据库的特点

    4.6 K8S常用的网络数据库

    第5章 K8S集群中数据的存储抽象

    5.1 K8S的数据存储层

    5.2 PV与PVC资源的引入


    第1章 如何给pod传递数据或参数

    (1)参数文件:将配置文件直接静态打包到镜像中,因为修改配置不够灵活。

    (2)启动命令行:通过定义Pod清单时,指定自定义命令行参数,即设定 args:["命令参数"],这种也可在启动Pod时,传参来修改Pod的应用程序的配置文件.

    (3)环境变量:使用环境变量来给Pod中应用传参修改配置
    但要使用此种方式,必须符合以下前提之一:

    • Pod中的应用程序必须是Cloud Native的应用程序,即支持直接通过环境变量来加载配置信息。
    • 通过定义Entrypoint脚本的预处理变量来修改Pod中应用程序的配置文件,这些Entrypoint脚本
    • 可以使用set,sed,grep等工具来实现修改,但也要确保容器中有这些工具。

    (4)NFS:通过NFS共享NFS目录,并把数据或配置存放在共享目录中

    (5)持久化存储卷: 我们可将配置信息直接放到存储卷中,如PV中,Pod启动时,自动挂载存储卷到配置文件目录,
          来实现给Pod中应用提供不同的配置。
    (6)configMap:把非安全要求的配置问暴露到pod外部

    (7)secret:把安全要求的文件问暴露到pod外部

    第2章 数据的存储抽象概述

    2.1 数据共享与数据持久化基本概念

    (1)数据

    数据就是数值,也就是我们通过观察、实验或计算得出的结果。

    程序 = 数据(结构) + 逻辑(算法)

    数据是程序操作的对象

    逻辑(算法)是程序操作的过程和步骤。

    在单机时代,业务逻辑和算法比数据更加重要,业务逻辑和算法决定了业务应用的运作方式。

    在互联网大数据时代,数据比业务逻辑和算法更加重要,数据是一种及其重要的资源与资产。

    (2)数据存储地

    • 内存:用于临时保存数据,机器或进程或线程重启后,数据就会丢失。
    • 数据库:用于永久性保存数据,机器或进程或线程重启后,数据就不会丢失,能够恢复。数据库,可以是简单的单机文件系统中的文件,也可以是网络文件系统中的文件,与可以是数据库系统。

    (3)数据共享

    数据共享就是让在不同地方使用不同计算机、不同软件的用户能够读取他人数据并进行各种操作、运算和分析。就是不同进程、不同线程、不同机器、不同Pod之间共享相同的数据。

    数据共享有多种形式:

    • 线程间:不同线程间共享进程的全局变量
    • 进程间:不同进程间的共享进程的内存
    • 进程间:不同进程共享文件系统的文件
    • 进程间:不同进程共享本地数据库
    • 主机间:不同主机间共享网络文件NFS => K8S需要的形式
    • 主机间:不同机器间共享网络数据库    =>  K8S需要的形式

    (4)数据持久化:

    狭义的理解,持久化仅仅是指把内存中的对象数据永久保存到数据库中,这样程序在重启后,数据依然保留。数据持久化的方式有:

    • 文件系统
    • 网络文件系统
    • 网络数据库

    2.2 不同Pod之间的数据共享诉求与可能的方案

    在K8S中,Pod的内容容器之间,同一个虚拟机的Pod与Pod之间,不同虚拟机的pod与pod之间,都有可能有需要共享的诉求。

    (1)线程间和进程间通信的不可行:

    在K8S系统中,无论是容器,还是Pod,都是有一个个独立的系统,从逻辑上看,他们之间不可能采用线程间通信和进程间通信。

    (2)单机的文件系统通信存在的问题:

    如果使用单机文件系统作为pod的数据持久化会存在两个问题:

    • 无法实现不同pod之间的数据共享。
    • 某个Node出故障后,K8S会在其他节点进行故障迁移,在其他 节点重建新的Pod,存放在故障节点中的持久化数据无法一起迁移。

    (3)K8S可能的通信方式和数据持久化方式

    • 主机间的网络通信,业务请求就是通过这种方式完成的。
    • 通过网络文件系统NFS进行通信。这种方式主要用于持久化数据共享。
    • 通过第三方网络数据库进行通信。这种方式主要用于持久化数据共享。

    第3章 网络分布式文件系统

    分布式文件系统(Distributed File System)是指文件系统管理的物理存储资源不一定直接连接在本地节点上,而是通过计算机网络与节点项链。

    3.1 网络文件系统NFS

    NFS:网络文件系统,英文Network File System(NFS),是由SUN公司研制的UNIX表示层协议(presentation layer protocol),能使使用者访问网络上别处的文件就像在使用自己的计算机一样。

    NFS是基于UDP/IP协议的应用,其实现主要是采用远程过程调用RPC机制,RPC提供了一组与机器、操作系统以及低层传送协议无关的存取远程文件的操作。

    本地的RPC相同于本地的客户端。

    3.2 Gluster File System

    谷歌的分布式文件系统GFS是一款自由软件,GlusterFS系统是一个可扩展的网络文件系统,相比其他分布式文件系统,GlusterFS具有高扩展性、高可用性、高性能、可横向扩展等特点,并且其没有元数据服务器的设计,让整个服务没有单点故障的隐患。

    它主要由:客户端、存储服务器(BrickServer)、NFS/Samba 存储网关组成。

    GlusterFS 支持TCP/IP 和InfiniBandR DMA 高速网络互联,

    客户端可通过原生Glusterfs协议访问数据,其他没有运行GlusterFS客户端的终端可通过NFS/CIFS 标准协议通过存储网关访问数据。

    3.3 Ceph

    Ceph是一种为优秀的性能、可靠性和可扩展性而设计的统一的、分布式文件系统。它为Linux持续不断进军可扩展计算空间,特别是可扩展存储空间提供了可能。

    第4章 网络分布式数据库

    4.1 什么是数据库

    数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

    每个数据库都有一个或多个不同的 API 用于创建,访问,管理,搜索和复制所保存的数据。

    4.2 什么是关系型数据库

    我们也可以将数据存储在文件中,但是在文件中读写数据速度相对较慢

    所以,现在我们使用关系型数据库管理系统(RDBMS)来存储和管理大数据量。

    所谓的关系型数据库,是建立在关系模型基础上的数据库,借助于集合代数等数学概念和方法来处理数据库中的数据。

    RDBMS 即关系数据库管理系统(Relational Database Management System)的特点:

    • 1.数据以表格的形式出现
    • 2.每行为各种记录名称
    • 3.每列为记录名称所对应的数据域
    • 4.许多的行和列组成一张表单
    • 5.若干的表单组成database

    4.3 什么是网络数据库

    网络数据库是指把数据库技术引入到计算机网络系统中,借助于网络技术将存储于数据库中的大量信息及时发布出去;而计算机网络借助于成熟的数据库技术对网络中的各种数据进行有效管理,并实现用户与网络中的数据库进行实时动态数据交互。

    4.4 什么是分布式数据库

    分布式数据库系统通常使用较小的计算机系统,每台计算机可单独放在一个地方,每台计算机中都可能有DBMS的一份完整拷贝副本,或者部分拷贝副本,并具有自己局部的数据库,位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接,共同组成一个完整的、全局的逻辑上集中、物理上分布的大型数据库。因此分布式数据库,通常也是网络数据库,称为网络分布式数据库。

    4.5 网络数据库的特点

    网络数据库与传统的数据库相比有以下的特点:

    (1)扩大了数据资源共享范围。

    由于计算机网络的范围可以从局部到全球,因此,网络数据库中的数据资源共享范围也扩大了。

    (2)易于进行分布式处理。

    在计算机网络中,各用户可根据情况合理地选择网内资源,以便就近快速地处理。对于大型作业及大批量的数据处理,可通过一定的算法将其分解给不同的计算机处理,从而达到均衡使用网络资源,实现分布式处理的目的,大大提高了数据资源的处理速度。

    (3)数据资源使用形式灵活。

    基于网络的数据库应用系统开发,既可以采用C/S结构(Client/Server,客户机/服务器),也可以采用B/S结构(Browser/Server,浏览器/服务器)方式,开发形式多样,数据使用形式灵活。

    (4)便于数据传输交流。

    通过计算机网络可以方便地将网络数据库中的数据传送至网络覆盖的任何地区。

    (5)降低了系统的使用费用,提高了计算机可用性。

    由于网络数据库可供全网用户共享,使用数据资源的用户不一定拥有数据库,这样大大降低丁对计算机系统的要求,同时,也提高了每台计算机的可用性。

    (6)数据的保密性、安全性降低。

    由于数据库的共享范围扩大,对数据库用户的管理难度加大,网络数据库遭受破坏、窃密的概率加大,降低了数据的保密性和安全性。

    从上述的特性来看,网络数据库非常适合作为K8S集群服务的数据持久化工具。

    4.6 K8S常用的网络数据库

    (1)mysql数据库

    MySQL 教程 | 菜鸟教程

    MySQL 是最流行的关系型数据库管理系统,在 WEB 应用方面 MySQL 是最好的 RDBMS(Relational Database Management System:关系数据库管理系统)应用软件之一。

    mysql是关系型数据库,主要用于存放持久化数据,将数据存储在硬盘中,读取速度较慢。

    mysql作为持久化存储的关系型数据库,每次请求访问数据库时,都存在着I/O操作,如果反复频繁的访问数据库。会在反复链接数据库上花费大量时间,从而导致运行效率过慢;反复的访问数据库也会导致数据库的负载过高,那么此时缓存的概念就衍生了出来。

    mysql用于持久化的存储数据到硬盘,功能强大,速度较慢,基于磁盘,读写速度没有Redis快,但是不受空间容量限制,性价比高。

    (2)redis数据库

    Redis 简介 | 菜鸟教程

    Redis 全称远程字典服务(REmote DIctionary Server),是完全开源的,遵守 BSD 协议,是一个高性能的 key-value 数据库。可用作数据库缓存消息中间件。

    Redis数据库就是一款关系型、缓存性数据库,用于存储使用频繁的数据,这样减少访问数据库的次数,提高运行效率,但是保存时间有限,当数据量超过内存空间时,需扩充内存,但内存价格贵。

    Redis 优势:

    • 性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s 。
    • 丰富的数据类型 – Redis支持二进制案例的 Strings, Lists, Hashes, Sets 及 Ordered Sets 数据类型操作。
    • 原子 – Redis的所有操作都是原子性的,意思就是要么成功执行要么失败完全不执行。单个操作是原子性的。多个操作也支持事务,即原子性,通过MULTI和EXEC指令包起来。
    • 丰富的特性 – Redis还支持 publish/subscribe, 通知, key 过期等等特性。

    (3)mysql + redis联合数据库

    mysql和redis因为需求的不同,一般都是配合使用。

    需要高实时性要求的地方使用Redis,

    不需要高实时性要求的地方使用MySQL。

    存储数据在MySQL和Redis之间做同步。

    第5章 K8S集群中数据的存储抽象

    5.1 K8S的数据存储层

     为了能够确保持久化数据不受任意Node节点和任意pod的影响,K8S把存储层从物理节点和物理Pod中剥离出来,形成一个独立的存储层,K8S中的Pod应用程序不直接调用Linux操作系统的接口操作Linux的文件系统,而是嗲用存储层的结果,把需要持久化的数据存放到抽象的存储层中。

    至于存储层采用哪种技术来进行持久化数据的存储,K8S并没有规定,可能的技术包括:

    (1)网络分布式文件系统: NFS, Gluster File System, Ceph......

    (2)网络数据库: mysql, redis.......

    k8s支持的存储系统和数据库系统有很多,要求用户全部掌握,显然不现实。

    为了能够屏蔽底层存储实现的细节,方便用户使用,k8s引入PV和PVC两种PVC。

    5.2 PV与PVC资源的引入

    PV(Persistent Volume)是持久化卷的意思,是对底层的共享存储的一种抽象。一般情况下PV由k8s管理员进行创建和配置,它与底层具体的共享存储技术有关,并通过插件完成与共享存储的对接。

    PVC(Persistent Volume Claim)是持久卷声明的意思,是用户对于存储需求的一种声明。换句话说,PVC其实就是用户向k8s系统发出的一种资源需求申请。

    如下图所示, 用户通过PVC接口实现数据的持久化, 而PV实现了与具体底层文件系统的绑定。

    PVC和PV是一一对应的,PV和PVC之间的相互作用遵循以下生命周期,或者说,用户如果需要通过PVC访问底层文件网络文件系统个,需要遵循如下的部署:

    (1)资源供应:管理员手动创建底层存储和PV,这是在创建K8S集群系统是实施的。

    (2)资源绑定:用户应用程序创建PVC,k8s负责根据PVC的声明去寻找PV,并绑定。

    在用户应用程序定义好PVC之后,K8S系统将根据PVC对存储资源的请求在已存在的PV种选择一个满足条件的。

    • 一旦找到,就将该PV与用户定义的PVC进行绑定,用户的应用就可以使用这个PVC了
    • 如果找不到,PVC则会无限处于Pending状态,直到等到系统管理员创建了一个符合其要求的PV
    • PV一旦绑定到某个PVC上,就会被这个PVC独占,不能再与其他PVC进行绑定了

    (3)资源使用:用户服务程序可在pod中像volume一样使用pvc

    Pod使用volume的定义,将pvc挂载到容器内的某个路径进行使用

    (4)资源释放:用户删除pvc来释放与pv的绑定关系。

    当存储资源使用完毕之后,用户可以删除pvc,与该pvc绑定的pv将会被标记为“已释放”,但还不能立刻与其他PVC进行绑定。

    通过之前PVC写入的数据可能还被留在存储设备上,只有在清除之后该PV才    能再次使用

    (5)资源回收:

    k8s根据pv设置的回收策略进行资源的回收。对于pv,管理员可以设定回收策略,用于设置与之绑定的pvc释放资源之后如何处理遗留数据的问题。只有PV的存储空间完成回收,才能供新的PVC绑定和使用。


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  • 银河麒麟操作系统共享文件夹(服务器需要连接互联网)安装步骤:服务器需要连接外网,然后配置数据源。更新安装samba在smb.conf文件中配置需要共享的目录以及相关信息创建共享文件夹并授权启动samba让配置生效,到此...

    银河麒麟操作系统共享文件夹

    (服务器需要连接互联网)

    安装步骤:

    服务器需要连接外网,然后配置数据源。更新安装samba在smb.conf文件中配置需要共享的目录以及相关信息创建共享文件夹并授权启动samba让配置生效,到此结束。

    详细操作步骤:

    1.在桌面空白处右键选择“在终端中打开”;

    2.执行命令:sudo vim /etc/apt/sources.list,将如下内容添加到文件末尾(执行此命令时可能需要输入密码,请输入当前登录用户密码,输入的密码不会显示在屏幕,输完回车即可):

    deb http://archive.kylinos.cn/kylin/KYLIN-ALL 4.0.2sp2-server main restricted universe multiverse

    我们在操作的时候发现两台同样的银河麒麟服务器,默认的 sources.list文件内容居然不一样,为了以防万一,下面给出一个相对标准的sources.list文件内容:

    内容如下:

    deb file:///media/kylin/Kylin-4.0.2 juniper maindeb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial main multiverse restricted universedeb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-backports main multiverse restricted universedeb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-proposed main multiverse restricted universedeb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-security main multiverse restricted universedeb http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-updates main multiverse restricted universedeb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial main multiverse restricted universedeb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-backports main multiverse restricted universedeb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-proposed main multiverse restricted universedeb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-security main multiverse restricted universedeb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/ubuntu-ports/ xenial-updates main multiverse restricted universedeb http://archive.kylinos.cn/kylin/KYLIN-ALL 4.0.2sp2-server main restricted universe multiverse

    3.按照第2步修改完成后,保存修改;

    4.在命令行执行

    sudo apt-get update

    然后安装提示安装就可以了。

    下面开始安装samba了

    麒麟系统服务端windows和其他麒麟系统客户端

    1.1 服务端配置

    服务端安装相关包并做相应配置。此处假设服务器端的ip 为 192.168.100.158。

    1、 安装Samba,推荐配置外网源,然后输入以下命令安装:

    sudo apt install samba

    2、 配置/etc/samba/smb.conf,命令行输入:sudo pluma /etc/samba/smb.conf,在此文件末尾添加如下内容,并保存退出

    [share]comment=this is kylin share directory path=/home/sharecreate mask=0777 directory mask=0777 public=yes writable=yesavailable=yes

    3、 创建/home/share 并更改权限

    sudo mkdir /home/sharesudo chmod 777 /home/share

    4、 启动 samba 服务

    sudo /etc/init.d/smbd start

    1.2 客户端配置

    麒麟操作系统上配置了samba 服务后,可在 windows 或麒麟系统上访问此共享文件。

    Windows 客户端连接

    打开文件浏览器, 在地址栏处输入\\ip\share,此处 ip 为 samba 服务器的 ip, 即

    ipv4,回车即可访问麒麟系统共享的文件夹/home/share。

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  •     数据库技术是应数据管理任务...    在应用需求的推动下,在计算机硬件、软件发展的基础上,数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。 数据管理三个阶段比较 人工...

        数据库技术是应数据管理任务的需要而产生的。数据管理是指对数据进行分类、组织、编码、存储、检索和维护,它是数据处理的中心问题。而数据的处理是指对各种数据进行收集、存储、加工和传播的一系列活动的总和。
        在应用需求的推动下,在计算机硬件、软件发展的基础上,数据管理技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统三个阶段。

    数据管理三个阶段比较
      人工管理阶段文件系统阶段数据库系统阶段
    背景应用背景科学计算科学计算、数据管理大规模数据管理
    硬件背景无直接存取存储设备磁盘、磁鼓大容量磁盘、磁盘阵列
    软件背景无操作系统有文件系统有数据管理系统
    处理方式批处理联机实时处理、批处理联机实时处理、分布处理、批处理
    特点数据的管理者用户(程序员)文件系统数据库管理系统
    数据面向的对象某一应用程序某一应用程序现实世界(部门、企业、组织等)
    数据的共享程度无共享,冗余度极大共享性差,冗余度大共享性高,冗余度低
    数据的独立性不独立,完全依赖程序独立性差具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性
    数据的结构化无结构记录内有结构,整体无结构整体结构化,用数据模型描述
    数据控制能力应用程序控制应用程序控制由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力

        1. 人工管理阶段
        20世纪50年代中期之前,计算机只用于科学计算,没有直接存取的存储设备,也没有操作系统和数据管理软件,处理方式还是批处理。
        人们把计算机当成一种计算工具,主要用于科学计算。这一时期就是我们说的数据的人工管理阶段。通常的办法是:用户针对某个特定的求解问题,首先确定求解的算法;然后利用计算机系统所提供的编程语言,直接编写相关的计算机程序;最后将程序和相关的数据通过输入设备送入计算机,计算机处理完之后输出用户所需的结果。不同的用户针对不同的求解问题,均要编写各自的求解程序,整理各自程序的所需的数据,数据的管理完全由用户负责。
        因此这个阶段的数据管理具有数据不保存、应用程序管理数据、数据不共享、数据不具有独立性等特点:
        1.数据不保存
        当时计算机主要用于科学计算,一般不需要将数据长期保存,只是计算某一课题时输入数据,用完就撤走。
        2.应用程序管理数据
        数据需要由应用程序自己设计、说明(定义)和管理,没有相应的软件系统负责数据的管理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构,而且要设计物理结构(包括存储结构、存取方法、输入方式等),所以程序员负担很重。
        3.数据不共享
        数据是面向应用程序的,一组数据只能对应一个程序。多个应用程序涉及一些相同的数据时,只能各自定义,无法相互利用、参照,因此程序与程序间有大量冗余数据。
        4.数据不具有独立性
        数据的逻辑结构或物理结构发生变化后,必须相应地修改应用程序,因此加重了程序员的负担。
    人工管理阶段

        2.文件系统阶段
        20世纪50-60年代,这个时候已经出现了磁鼓、磁盘等直接存取存储设备,操作系统中出现了专门的数据管理软件,称为文件系统,在处理方式上,不仅有批处理,还出现了联机实时处理。
        计算机用于大量处理数据工作,大量的数据存储、检索和维护成为紧迫的需求。为了方便用户使用计算机,提高计算机系统的使用效率,产生了以操作系统为核心的系统软件,以有效的管理计算机资源。文件是操作系统管理的重要资源之一,而操作系统提供了文件系统的管理功能。在文件系统中,数据以文件形式组织与保存。文件是一组具有相同结构的记录的集合。记录是由某些相关数据项组成的。数据组织成文件以后,就可以处理与它的程序相分离而单独存在。数据按其内容、结构和用途的不同,可以组织成若干不同命名的文件。文件一般为某一用户(或用户组)所有,但也可供指定的其他用户共享。文件系统还为用户程序提供一组对文件管理与维护的操作或功能,包括对文件的建立、打开、读/写和关闭等。应用程序可以调用文件系统提供的操作命令来建立和访问文件,应用系统就成了用户程序与文件之间接口
        该阶段的文件系统数据管理具有数据可以长期保持、文件系统管理数据、数据共享性差,冗余度大、数据独立性差等特点:
        1.数据可以长期保存
        由于计算机大量用于数据处理,数据需要长时间保留在外存上反复进行查询、修改、插入和删除等操作。
        2.由文件系统管理数据
        由专门的软件即文件系统进行数据管理,文件系统把数据组织成相互独立的数据文件,利用“按文件名访问,按记录进行存取”的管理技术,可以对文件进行修改、插入和删除的操作。文件系统实现了记录内的结构性,但整体无结构(文件由记录构成,记录内部有某些结构(记录由若干属性组成),但记录之间没有联系)。程序和数据之间由文件系统提供存取方法进行转换,使应用程序和数据之间有了一定的独立性,程序员可以不必过多地考虑物理细节,将精力集中于算法。而且数据在存储上的改变不一定反映在程序上,大大节省了维护程序的工作量。
        3.数据共享性差,冗余度大
        在文件系统中,一个(或一组)文件基本上对应一个应用程序,即文件仍然是面向应用的。不同的应用程序具有部分相同的数据时,也必须建立各自的文件,而不能共享相同的数据,因此数据的冗余度(redundancy)大,浪费存储空间,而且由于重复存储、各自管理,容易造成数据不一致,增加了数据修改和维护的难度。
        4.数据独立性差
        文件系统中的文件为某一特定应用服务,文件的逻辑结构对该应用程序来说是优化的,所以要想对现有的数据再增加新的应用是很困难的,系统不易扩充。
        一旦数据的逻辑结构改变,必须修改相应程序,修改文件结构的定义。因此数据与程序之间仍然缺乏独立性。
        可见,文件系统仍然是一个不具有弹性的无结构的数据集合,即文件之间是孤立的,不能反映现实世界事物之间的内在联系。
    文件系统阶段

        3.数据库系统阶段
        从20世纪60年代后期开始,计算机应用于管理的规模更加庞大,需要计算机管理的数据急剧增长,对数据共享的要求也与日俱增。
        随着大容量磁盘系统的使用,计算机联机存取大量数据成为可能;软件价格相对上升,硬件价格相对下降,使独立开发系统和维护软件的成本增加,文件系统的管理方法已无法满足要求。为了解决独立性问题,实现数据统一管理,最大限度地实现数据共享,必须发展数据库技术。于是为了解决多用户、多应用共享数据的需求,使数据为尽可能多的应用服务,数据库技术应运而生,出现了统一管理数据的专门软件系统——数据库管理系统。
        数据库技术为数据管理提供了一种较完善的高级管理模式,它克服了文件系统方式下分散管理的缺点,对所有数据实行统一、集中管理,使数据的存储独立于它的程序,从而实现数据共享。
        相比于人工管理和文件系统,数据库系统具有明显的优点,其主要特点如下:
        1.数据结构化
        数据库系统实现整体数据的结构化,这是数据库的主要特征之一,也是数据库系统与文件系统的本质区别。“整体”结构化指在数据库中的数据不再仅仅针对某一应用,而是面向全组织;不仅数据内部是结构化的,而且整体也是结构化的,数据之间是有联系的,而文件系统只是内部有结构,但整体无结构,记录之间没有联系。
        在数据库系统中,不仅数据是整体结构化的,而且存取数据的方式也很灵活,可以存取数据库中的某一个数据项、一组数据项、一个记录或一组记录,而在文件系统中,数据的存取单位是记录,粒度不能细到数据项。
        2.数据的共享性高,冗余度低,易扩充
        数据库系统从整体角度看待和描述数据,数据不再面向某个应用而是面向整个系统,因此数据可以被多个用户、多个应用共享使用。数据共享可以大大减少数据冗余,节约存储空间,还能避免数据间的不相容性和不一致性。数据的不一致性指同一数据不同拷贝的值不一样。
        由于数据面向整个系统,是有结构的数据,不仅可以被多个应用共享使用,而且容易增加新的应用,这就使数据库系统弹性大、易于扩充。可以选取整体数据的各种子集用于不同的应用程序,当应用需求改变或增加时,只要重新选取不同的子集加上一部分数据,便可满足新需求。
        3.数据独立性高
        数据独立性包括数据的物理独立性和数据的逻辑独立性。
        物理独立性指用户的应用程序与存储在磁盘上的数据库中的数据是相互独立的。数据在磁盘上的数据库中怎样存储是有DBMS管理的,用户程序不需要了解,应用程序要处理的只是数据的逻辑结构,这样当数据的物理存储改变时,应用程序不用改变。
        逻辑独立性指用户的应用程序与数据库的逻辑结构是相互独立的。当数据的逻辑结构发生改变,用户程序也可以不变。
        数据独立性是由DBMS的二级映像功能来保证的。
        数据与程序的独立,把数据的定义从程序中分离出去,加上存取数据的方法又由DBMS负责提供,从而简化了应用程序的编制,大大减少了应用程序的维护和修改。
        4.数据由DBMS统一管理和控制
        数据库的共享是并发的共享,即多个用户可以同时存取数据库中的数据,甚至可以同时存取数据库中同一个数据。
    为此DBMS还必须提供以下几方面的数据控制功能:
        (1)数据的安全性(Security)保护
        数据的安全性是指保护数据,以防止不合法的使用造成数据的泄密和破坏。使每个用户只能按规定对某些数据以某些方式进行使用和处理。
        (2)数据的完整性(Integrity)检查
        数据的完整性指数据的正确性、有效性、相容性。完整性检查将数据控制在有效的范围内,或保证数据之间满足一定的关系。
        (3)并发(Concurrency)控制
        当多个用户的并发进程同时存取、修改数据库时,可能会发生相互干扰而得到错误的结果或使数据库的完整性遭到破坏,因此必须对多用户的并发操作加以控制和协调。
        (4)数据恢复(Recovery)
        计算机系统的硬件故障、软件故障、操作员的失误以及故意的破坏也会影响数据库中数据的正确性,甚至造成数据库部分或全部数据的丢失。DBMS必须具有将数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态(也称为完整状态或一致状态)的功能,这就是数据库的恢复功能。
    数据库系统阶段

        综上所述,数据库是长期存储在计算机内有组织的大量的共享的数据集合。它可以供各种用户共享,具有最小冗余度和较高的数据独立性。DBMS在数据库建立、运用和维护时对数据库进行统一控制,以保证数据库的完整性、安全性,并在多用户同时使用数据库时进行并发控制,在发生故障后对数据库进行恢复。
        数据库系统的出现使信息系统从以加工数据的程序为中心转向围绕共享的数据库为中心的新阶段。这样既便于数据的集中管理,又有利于应用程序的研制和维护,提高了数据的利用率和相容性,提高了决策的可靠性。

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