这一章回答两个问题：数据为什么要交给数据库来管，数据库系统是由什么组成、怎样分层的。
教材是陈志泊主编的《数据库原理及应用教程（MySQL 版）》，全书十七章，这一章对应教材第 1 章。它不讲一条 SQL 语句，讲的是后面十六章都要用到的概念和名词，其中三级模式、二级映像、实体与联系这几处会在后面反复出现。
前六节按课件的五个板块走：信息与数据、数据库系统的组成、体系结构、三个世界（拆成两节）、新技术。最后两节是课件末尾的九道选择题，每道题都可以在页边直接作答。
你平时用的哪个软件，背后一定有一个数据库在替它记东西？
五个板块是一条线：先说清数据是什么，再看管数据的系统由什么组成、内部怎么分层，最后看怎样建模和有哪些新方向。
1.1 讲概念和历史，回答“为什么需要数据库”。1.2 把数据库系统拆开看组成。1.3 讲系统内部的三级模式，这是本章最难也是考得最多的地方。1.4 讲现实事物怎样一步步变成计算机里的数据模型，是第 2 章关系数据库和后面数据库设计的入口。1.5 是了解性的内容。
学一门新语言先学字母表，再学单词，最后才是造句。这一章相当于字母表和最基本的单词，SQL 这样的“造句”从第 3 章开始。
五个板块的标题里，哪一个词你现在完全不知道是什么意思？
信息是人脑对事物存在方式、运动状态和相互联系的反映，它可以感知，也可以存储、加工、传递和再生。
“源于物质和能量”对应电台和报纸：信息要靠载体和能量才能传出去。“可以感知”对应听说读写：信息必须能被人接收到。“可存储、加工、传递和再生”对应书：写进书里就存下来了，读的人又把它再生出来。课件用“高等数学”这门课的课程号 c7、课程名、60 课时来举例，三样加在一起才描述清楚这门课。
教室黑板上写着“明天停课”，你看一眼就知道明天不用来了。黑板和粉笔是物质，你看到它用了光，你能读懂它是感知，拍张照发到班群是传递和再生。这四个特征说的就是这么一件平常事。
一段听不懂的外语录音，对你来说算不算信息？
数据是记录信息的符号，符号本身不带含义，含义由语义给出，同一个信息可以用不同的符号来记。
“500”和“伍佰”是两种不同的数据，表达的信息一样，说明数据和信息不是一回事。反过来，一个数据脱离语义就什么也不是：单看“500”，你不知道它是人数、钱数还是步数。课件左边的批注“信息的一种，一部分”提醒的是数据只是信息的具体表现形式之一，不是信息本身。
快递单上那串数字，快递员看是运单号，你看是取件码，系统看是数据库里的一个主键。数字没变，三个人给它的语义不同。
你手机相册里的一张照片，是数据还是信息？
信息等于数据加语义，同一个数据配上不同的语义，就成了不同的信息。
从数据到信息靠解释，给“500”配上“考试人数”它才成为信息。从信息到数据靠符号化，把“通过率八成”写成“80%”才能存进计算机。数据库里存的全是数据，语义写在表名、字段名和表结构里，这就是下一板块会讲到的“模式”的最早伏笔。
“80%”这个数据，你能给它配出几种不同的语义？
数据处理是把数据变成信息的全过程，数据管理是其中管住数据的那一部分，也是数据库技术要解决的核心问题。
课件底部那句“数据处理的真正含义是为了产生信息而处理数据”回答了右下角的问题：胡乱处理数据，出来的就不是信息而是垃圾，输入的数据本身不对，再精巧的处理也救不回来。数据管理做得好，处理才有可靠的原料。
做一顿饭是数据处理，买菜、分类、冷藏、按需取用是数据管理。数据库就是那台冰箱和一套放取规矩，冰箱本身不做菜，但没有它，菜坏了、找不到了，饭也就做不成了。
把全班成绩算出平均分，这一步属于数据处理还是数据管理？
二十世纪五十年代，数据跟着程序走，一个程序一套数据，改了数据的格式就得改程序。
没有专门的存取设备，没有专门的管理软件，数据不共享，数据与程序不独立，归根到底是数据没有自己独立的地位，它只是程序的附属品。看图上应用程序和数据集之间一一对应的连线，每换一个程序就要重新准备一套数据。
当时没有磁盘，数据打在纸带和卡片上，程序员自己安排每个数字放在第几列，读的时候再按同样的位置去取。课件旁的批注“改了数据格式就要改软件”说的就是这种把位置写死在程序里的做法。
课件第 10 页的纸质档案室：客户资料写在纸上装进档案袋，领导要找张三的合同，文员就得去柜子里一叠一叠地翻，全靠人的记忆，文件丢了就再也找不回来。
那个年代，两个程序想用同一份数据，得怎么办？
数据以文件的形式长期保存，程序按文件名取数据，不再关心它存在磁盘的哪个位置。
进步是数据有了名字、能长期保存、几个程序可以共用一个文件，课件旁的批注“和名称打交道，不用关心数据储存在哪里”说的就是这一点。问题是文件之间彼此不认识，同一个人的信息在三个文件里各存一份，改了一处另外两处不知道，这就是冗余和不一致。批注里的“链表，栈”指的是文件内部可以有多种组织形式。
课件第 10 页的例子：资料存在 U 盘的 Excel 里，找张三按一下 Ctrl+F 就行，比翻纸快多了。文件一多，同一个客户的资料分散在好几个表里，想统计张三一共买了多少东西，还得人工把几张表凑到一起算。
你有没有过同一份资料存了好几个版本、最后分不清哪个最新的经历？
数据由 DBMS 统一管理，程序通过映射访问逻辑文件，数据独立、共享、冗余低，还有统一的安全与恢复控制。
程序看到的是逻辑文件，磁盘上放的是物理数据，两者之间隔着 DBMS 做的映射，所以磁盘上怎么改，程序都感觉不到。四项统一控制里的安全性、并发控制、数据恢复分别是教材第 8、9、10 章的内容，完整性控制在建表定义约束时会学到，这里只需要知道它们都是 DBMS 的活，文件系统一样都没有。
课件第 10 页的银行客户系统：所有客户信息只存一份，输入身份证号一秒就查到。张三改了住址，所有业务立刻同步，还能一句话问出“30 岁以下客户的平均存款额”。
把图上的 DBMS 这一层去掉，哪些好处会立刻消失？
纸质档案室、U 盘里的 Excel、银行的客户系统，正好对应数据管理的三个阶段。
人工管理阶段抓“靠人翻”，效率低、易出错、丢了就没了。文件系统阶段抓“各存各的”，电子化了，但三个文件之间互不知道，重复存放、改了一处忘了另一处、复杂统计要人工汇总。数据库系统阶段抓“只存一份”，集中管理、结构化存储、一处改动处处同步，还带权限控制。
| 文件 | 姓名 | 地址 |
|---|---|---|
| 学籍.xlsx | 张三 | 人民路 3 号 |
| 成绩.xlsx | 张三 | 人民路 3 号 |
| 宿舍.xlsx | 张三 | 人民路 3 号 |
| 学生表 | 姓名 | 地址 |
|---|---|---|
| 唯一的一行 | 张三 | 人民路 3 号 |
| 学籍程序看到 | 张三 | 人民路 3 号 |
| 成绩程序看到 | 张三 | 人民路 3 号 |
| 宿舍程序看到 | 张三 | 人民路 3 号 |
你们班同学的信息，现在是用哪一种方式管着的？