文件數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的比較

1、 文件數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的比較 一、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)和目前面臨的問(wèn)題從60年代末開始, 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)經(jīng)歷了層次數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)而進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)( DBMS)階段至今, 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的研究也不斷取得進(jìn)展。80年代, 關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)成為發(fā)展的主流, 幾乎所有新推出的DBMS產(chǎn)品都是關(guān)系型的。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理的發(fā)展史上是個(gè)重要的里程碑，這種數(shù)據(jù)庫(kù)具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、最低冗余度、較高的程式和數(shù)據(jù)獨(dú)立性、易于擴(kuò)充、易于編制應(yīng)用程式等好處，目前較大的信息系統(tǒng)都是建立在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)之上的。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是Internet和Intranet技術(shù)的發(fā)展，使得非

2、結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用日趨擴(kuò)大。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)從1970年發(fā)展至今,雖功能日趨完善,但對(duì)數(shù)據(jù)類型的處理只局限于數(shù)字、字符等,對(duì)多媒體信息的處理只是停留在簡(jiǎn)單的二進(jìn)制代碼文件的存儲(chǔ)。然而，隨著用戶應(yīng)用需求的提高、硬件技術(shù)的發(fā)展和Intranet/Internet提供的多彩的多媒體交流方式,用戶對(duì)多媒體處理的需求從簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)上升為識(shí)別、檢索和深入加工,正是用戶呼喚出"通用"數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器來(lái)處理占信息總量70%的聲音、圖像、時(shí)間序列信號(hào)和視頻等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù),1996年,全球數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的銷售額已接近40億美元,預(yù)計(jì)到2000年,數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)銷售額將達(dá)到80億美元。巨大的增長(zhǎng)潛力來(lái)自復(fù)

3、雜數(shù)據(jù)類型的處理需求,使處理復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的"超媒體"數(shù)據(jù)庫(kù)將成為各公司投資研發(fā)的重點(diǎn)。二、全新的文件數(shù)據(jù)概念從1989年起，Lotus通過(guò)其群件產(chǎn)品Notes提出了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的全新概念-"文件數(shù)據(jù)庫(kù)"，文件數(shù)據(jù)庫(kù)差別于傳統(tǒng)的其他數(shù)據(jù)庫(kù)，他是用來(lái)管理文件。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中,信息被分割成離散的數(shù)據(jù)段，而在文件數(shù)據(jù)庫(kù)中，文件是處理信息的基本單位。一文件能非常長(zhǎng)、非常復(fù)雜、能無(wú)結(jié)構(gòu)，和字處理文件類似。文件數(shù)據(jù)庫(kù)和五、六十年代管理數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)不同，文件數(shù)據(jù)庫(kù)仍屬于數(shù)據(jù)庫(kù)范疇。首先，文件系統(tǒng)中的文件基本上對(duì)應(yīng)于某個(gè)應(yīng)用程式。當(dāng)不同的應(yīng)用程式所需要的數(shù)據(jù)有部分相同時(shí)

4、，也必須建立各自的文件，而不能共享數(shù)據(jù)，而文件數(shù)據(jù)庫(kù)能共享相同的數(shù)據(jù)。因此，文件系統(tǒng)比文件數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)冗余度更大，更浪費(fèi)存儲(chǔ)空間，且更難于管理維護(hù)。其次，文件系統(tǒng)中的文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，所以，要想對(duì)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)再增加一些新的應(yīng)用是非常困難的，系統(tǒng)不容易擴(kuò)充。數(shù)據(jù)和程式缺乏獨(dú)立性。而文件數(shù)據(jù)庫(kù)具有數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性，數(shù)據(jù)和程式分離。文件數(shù)據(jù)庫(kù)也不同于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù),關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是高度結(jié)構(gòu)化的,而Notes的文件數(shù)據(jù)庫(kù)允許創(chuàng)建許多不同類型的非結(jié)構(gòu)化的或任意格式的字段,和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的主要不同在于,他不提供對(duì)參數(shù)完整性和分布事務(wù)的支持,但和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)也不是相互排斥的,他們之間能相互交換數(shù)據(jù),從

5、而相互補(bǔ)充、擴(kuò)展。三、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和文件數(shù)據(jù)庫(kù)的異同下面從三個(gè)方面比較兩種數(shù)據(jù)庫(kù)的異同：1、格式文本/多媒體在信息時(shí)代，所有信息大體上能分為兩類：一類信息能夠用數(shù)據(jù)或統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)加以表示。例如，成本、費(fèi)用、人員、工資及員工業(yè)績(jī)等，都能用數(shù)字或文字來(lái)描述或表達(dá)。這類信息具有相同的層次或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們稱之為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);而另一類信息根本無(wú)法用數(shù)字或統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)表示，例如，圖象、聲音等，我們稱之為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)既能是一段包含大量附加信息(如排版信息)的文字信息，也可能是一段聲音、圖象，甚至是影像。對(duì)于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系如圖所示，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但又不止是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù);結(jié)

6、構(gòu)化數(shù)據(jù)屬于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特例。一般來(lái)說(shuō)，在人們的認(rèn)識(shí)之中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)最主要的特征就是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是Internet和Intranet技術(shù)的發(fā)展，使得非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用日趨擴(kuò)大。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是高度結(jié)構(gòu)化的，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化使關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具有冗余度最低、程式和數(shù)據(jù)獨(dú)立性較高、易于擴(kuò)充、易于編制應(yīng)用程式的特點(diǎn)。不過(guò)，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展, 為滿足應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)處理不斷"苛刻"的需求, 人們開始發(fā)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的許多限制和不足。因?yàn)槲募?shù)據(jù)庫(kù)的基本元素就是文件本身，而數(shù)據(jù)庫(kù)中的文件能同時(shí)包含結(jié)構(gòu)化的和非結(jié)構(gòu)化的信息，所以，文件數(shù)

7、據(jù)庫(kù)能夠存儲(chǔ)和管理類似文件這樣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。特別是，Notes的對(duì)象庫(kù)是個(gè)非常最佳的商業(yè)信息存儲(chǔ)器，可用于高效地存儲(chǔ)、傳播、分配和管理這類信息。這類信息通常具有豐富的數(shù)據(jù)類型，如表格(能是從某個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)或電子表軟件中得到的)、格式化文本、WWW的頁(yè)面、圖像、OLE對(duì)象、或掃描的圖象及傳真件、聲頻或視頻信號(hào)這樣的多媒體信息。2、在結(jié)構(gòu)上關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的，其數(shù)據(jù)模型也是建立在數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上的，在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)在用戶觀點(diǎn)下的邏輯結(jié)構(gòu)就是一張二維表。而Lotus Notes是個(gè)文件數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，文件數(shù)據(jù)庫(kù)的基本元素就是文件。這里的文件和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄相似。Note

8、s文件的結(jié)構(gòu)是由表單(form)定義的，而表單由一組各式各樣的字段域組成。(1)域(Domain)和字段(Field)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，域(Domain)是屬性值的集合，如：大于0小于150的正整數(shù)，長(zhǎng)度小于25的字符串集合等等。而在文件數(shù)據(jù)庫(kù)中，域(Field)的概念出目前表單對(duì)象中，域是表單上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的單個(gè)元素，域決定了一個(gè)獨(dú)立的文件能包含什么數(shù)據(jù)。雖二者的中文譯文相同，但其實(shí)際意義和作用相差千里。反而在文件數(shù)據(jù)庫(kù)中域的概念和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的字段(Field)相類似。(2)條目(Item)和屬性(Attribute)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，有屬性(Attribute)的概念，即二維表中的每一列稱為一個(gè)

9、屬性，給每一列起一個(gè)名稱即屬性名。而在文件數(shù)據(jù)庫(kù)中，就沒(méi)有"屬性"，文件擁有的是條目(Item)，條目是指存儲(chǔ)于文件中的任意數(shù)據(jù)部分。每一個(gè)條目代表文件中一段數(shù)據(jù)，在用戶界面中，是通過(guò)表單中的域來(lái)顯示文件中的條目的。二者雖命名不同，但筆者認(rèn)為從"屬性"的角度更容易理解文件數(shù)據(jù)庫(kù)中條目的意義。(3)視圖(View)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和文件數(shù)據(jù)庫(kù)中，均有視圖的概念。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，視圖是指從一個(gè)或幾個(gè)基本表(或視圖)導(dǎo)出的表。視圖和基本表不同，視圖是個(gè)虛表，即視圖所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)不實(shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)中只存儲(chǔ)視圖的定義(存在數(shù)據(jù)字典中)。在文件數(shù)據(jù)庫(kù)中，用戶通過(guò)

10、Notes視圖瀏覽文件。視圖是非常方便的目錄，用戶能從中看到關(guān)于文件的概要信息和文件的狀態(tài)，然后存取特定的Notes文件。文件數(shù)據(jù)庫(kù)中文件能在視圖中顯示起全部或部分內(nèi)容，通過(guò)視圖，用戶能看一組文件的關(guān)鍵域，并可按某一準(zhǔn)則對(duì)顯示的信息進(jìn)行分類和排序。實(shí)質(zhì)上，二者邏輯上非常相似，即視圖所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)均不實(shí)際存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)庫(kù)中只存儲(chǔ)視圖的定義。3、WEB數(shù)據(jù)庫(kù)近年來(lái)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了一次次重大變遷,客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)越來(lái)越流行了,Intranet以驚人的速度在短短一年內(nèi)迅速蔓延,面臨新的格局,怎么簡(jiǎn)易地實(shí)現(xiàn)"客戶機(jī)/服務(wù)器"連接和"Web/Intranet"

11、;連接成為數(shù)據(jù)庫(kù)管理人員關(guān)注的焦點(diǎn)。計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展使以網(wǎng)絡(luò)為中心的計(jì)算日益得到重視，WWW系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)成為網(wǎng)絡(luò)化信息服務(wù)的基礎(chǔ)。如果能把文件數(shù)據(jù)庫(kù)同WWW服務(wù)器連接起來(lái),就能從瀏覽器中檢索文件。這種一體化的信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫(kù)+WWW服務(wù)器,便成為下一代Internet研發(fā)的新領(lǐng)域。目前，在Web上一個(gè)典型的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程式應(yīng)包括三個(gè)部分:Web瀏覽器、HTTP 服務(wù)器和Web數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。對(duì)于一般的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)Web數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用通常有兩種方法：一種是Web服務(wù)器提供中間件連接Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器;另一種是把應(yīng)用程式下載到客戶端直接訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。最常用的中間件技術(shù)有通用網(wǎng)關(guān)

12、接口(CGI)和應(yīng)用程式編程接口(API)兩種。CGI程式缺陷在于CGI接口不支持用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)間的持續(xù)互操作，再就是CGI的效率低,且需要同時(shí)運(yùn)行多個(gè)CGI程式。用戶每次連至服務(wù)器時(shí),服務(wù)器都要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)事務(wù)或運(yùn)行CGI程式的一個(gè)拷貝。這樣對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的應(yīng)用或有多個(gè)用戶訪問(wèn)時(shí),就會(huì)加重服務(wù)器的負(fù)擔(dān)。API在非常大程度上克服了CGI的缺點(diǎn)，但其兼容性差和研發(fā)難度大也讓廣大研發(fā)人員望而卻步?？蛻舳嗽L問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)主要包括Java Script和數(shù)據(jù)庫(kù)連接器(IDC)等。用Java Script和IDC研發(fā)Web數(shù)據(jù)庫(kù)雖簡(jiǎn)單但同時(shí)也存在功能有限、不能完全控制其過(guò)程等缺點(diǎn)。所以他們也無(wú)法勝任較復(fù)雜的Web數(shù)據(jù)

13、庫(kù)的研發(fā)。難道就沒(méi)有一個(gè)研發(fā)相對(duì)容易、功能強(qiáng)大且高效的Web數(shù)據(jù)庫(kù)的研發(fā)方法嗎?有，答案是-Lotus Notes。Lotus Notes通過(guò)文件數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)了多媒體文件管理，支持客戶機(jī)/服務(wù)器工作方式。每個(gè)數(shù)據(jù)能包含若干不同形式的Notes文件。存放在一個(gè)或多個(gè)Notes服務(wù)器上，能讓許多用戶存取的數(shù)據(jù)庫(kù)稱為共享數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)利用服務(wù)器存取和數(shù)據(jù)庫(kù)存取控制等安全措施，數(shù)據(jù)庫(kù)管理員能規(guī)定誰(shuí)能存取數(shù)據(jù)庫(kù)和在什么范圍內(nèi)使用數(shù)據(jù)庫(kù)，各數(shù)據(jù)庫(kù)在網(wǎng)上通過(guò)復(fù)制功能實(shí)現(xiàn)同步。這樣，通過(guò)文件數(shù)據(jù)庫(kù)用戶能在網(wǎng)絡(luò)上存取、追蹤儲(chǔ)存和組織信息。四. 結(jié)束語(yǔ)最近幾年，我國(guó)的數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)飛速發(fā)展，并將具有更為巨大的增長(zhǎng)潛力，表現(xiàn)為如下特點(diǎn)：首先,在近五年里,用戶的選型觀念發(fā)生了明顯的改動(dòng),有更多的用戶把數(shù)據(jù)庫(kù)的重要性放在十分重要的地位,其主要原因是用戶將把應(yīng)用軟件和應(yīng)用需求放在首位,應(yīng)用軟件是否滿足用戶需求是整個(gè)項(xiàng)目是否成功的標(biāo)志,而應(yīng)用軟件研發(fā)直接依賴于數(shù)據(jù)庫(kù)研發(fā)工具。實(shí)際上,大量潛在的投資都在應(yīng)用軟件的研發(fā)上;另一個(gè)原因是硬件隨著芯片技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越缺乏特性,硬件指標(biāo)將變成次要的考慮因