第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展ppt課件

1、 數(shù)據(jù)庫技術(shù)從“實際研討到“原型開發(fā)與技術(shù)攻關(guān)再到“實踐產(chǎn)品研制和運用，曾經(jīng)構(gòu)成良性循環(huán)，成為計算機領(lǐng)域的勝利典范。 吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界眾多的科技人員，使得數(shù)據(jù)庫研討日新月異，新技術(shù)、新系統(tǒng)層出不窮，科技隊伍也不斷壯大。第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新開展.數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展概述數(shù)據(jù)庫開展的3個階段數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展趨勢小結(jié)第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新開展.13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展概述 數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于20世紀60年代中期，到今天為止僅僅40多年的歷史，卻曾閱歷了3代演化，培育了C.W.Bachman、E.F.Codd和James Gray三位圖靈獎得主。 開展了以數(shù)據(jù)建模和DBMS中心技術(shù)為主

2、，內(nèi)容豐富的一門學(xué)科，帶動了一個宏大的軟件產(chǎn)業(yè) DBMS產(chǎn)品及其相關(guān)工具和處理方案。 這40多年可謂成就輝煌。.13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展概述 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科學(xué)技術(shù)中開展最快的領(lǐng)域之一，也是運用最廣的技術(shù)之一，目前，它已成為計算機信息系統(tǒng)與運用系統(tǒng)的中心技術(shù)和重要根底。 當今數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是一個大家族，數(shù)據(jù)模型豐富多樣，新技術(shù)內(nèi)容層出不窮，運用領(lǐng)域日益廣泛，當讀者步人數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域時，面對眾多復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)難免產(chǎn)生迷惑和混亂。.圖13.1經(jīng)過一個三維空間的視圖從數(shù)據(jù)模型、新技術(shù)內(nèi)容、運用領(lǐng)域3個方面，描畫了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開展、特點和相互關(guān)系。.13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)開展概述 數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的中

3、心和根底。按照數(shù)據(jù)模型的進展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以相應(yīng)地分為3個開展階段: 第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng); 第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)， 以及開展到今天以第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為中心的數(shù)據(jù)庫大家族。.13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段 按照數(shù)據(jù)模型的進展,數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以相應(yīng)地分為三個階段:一、 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 其代表是：1969年IBM公司研制的層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IMSInformation Management System。美國數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)言語協(xié)商會CODASYLConference On Data System Language下屬的數(shù)據(jù)庫義務(wù)組DBTGData Base Tas

4、k Group對數(shù)據(jù)庫方法進展了系統(tǒng)的研討、討論，于20世紀60年代初提出了假設(shè)干報告，稱為DBTG報告。DBTG報告確定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù)。DBTG所提議的方法是基于網(wǎng)狀構(gòu)造的。它是數(shù)據(jù)庫網(wǎng)狀模型的典型代表。. 層次數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的先驅(qū)，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫那么是數(shù)據(jù)庫概念、方法、技術(shù)的奠基。 它們是數(shù)據(jù)庫技術(shù)中研討得最早的兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 兩者的區(qū)分是以數(shù)據(jù)模型為根底，層次數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型是分層構(gòu)造的，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型是網(wǎng)狀的，它們的數(shù)據(jù)構(gòu)造都可以用圖來表示。 層次模型對應(yīng)于有根定向有序樹，而網(wǎng)狀模型對應(yīng)的是有向圖。所以，這兩種數(shù)據(jù)模型可以統(tǒng)稱為格式化數(shù)據(jù)模型。13.2

5、數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.這兩種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有以下共同特點：1. 支持三級方式的體系構(gòu)造 外方式、方式、內(nèi)方式。方式之間具有轉(zhuǎn)換或稱為映射功能。2. 用存取途徑來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡(luò) 數(shù)據(jù)之間的聯(lián)絡(luò)在層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是用存取途徑來表示和實現(xiàn)的。例如，DBTG中一對多的聯(lián)絡(luò)用系Set來表示，而系普通是用指引元的方法實現(xiàn)的，因此系值就是一種數(shù)據(jù)的存取途徑。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.3. 獨立的數(shù)據(jù)定義言語 層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有獨立的數(shù)據(jù)定義言語，用以描畫數(shù)據(jù)庫的外方式、方式、內(nèi)方式以及相互映象。諸方式曾經(jīng)定義，就很難修正。4. 導(dǎo)航的數(shù)據(jù)支配言語 層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)

6、支配言語是一次一個記錄的導(dǎo)航式的過程化言語。這類言語通常嵌入某一種高級言語如COBOL，F(xiàn)ORTRAN，PL/1中。 所謂導(dǎo)航就是指用戶不僅要了解“要干什么，而且要指出“怎樣干。用戶必需用某種高級言語編寫程序，一步一步地“引導(dǎo)程序按照數(shù)據(jù)庫中某一條預(yù)先定義的存取途徑來訪問數(shù)據(jù)庫，最終到達訪問的數(shù)據(jù)目的。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 導(dǎo)航式的數(shù)據(jù)支配言語，優(yōu)點是存取效率高，缺陷是編程繁瑣，給用戶編寫運用程序帶來了困難。 其設(shè)計在很大程度上依賴于設(shè)計者本人的閱歷和實際，因此只需具有計算機專業(yè)程度的運用程序員才干掌握和運用這類數(shù)據(jù)庫支配言語。 此外，運用程序的可移植性較差，數(shù)據(jù)的邏輯獨立性也較差

7、。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.二、 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1970年美國IBM公司San Jose研討室的研討員E.F.Codd初次提出了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的關(guān)系模型。 20世紀70年代是關(guān)系數(shù)據(jù)庫實際研討和原型開發(fā)的時代。其中以IBM公司San Jose研討室開發(fā)的System R和Berkeley大學(xué)研制的INGRES為典型代表。 經(jīng)過大量的高層次的研討和開發(fā)獲得了一系列的成果。主要是：奠定了關(guān)系模型的實際根底，給出了人們一致接受的關(guān)系模型的規(guī)范闡明。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.研討了關(guān)系數(shù)據(jù)庫言語，有關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算、SQL言語及QBE等。這些描畫性言語一改以往程序設(shè)計言語和

8、網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫言語的風格，以其易學(xué)易懂的優(yōu)點得到了最終用戶的喜歡，為20世紀80年代數(shù)據(jù)庫言語規(guī)范化打下了根底。 研制了大量的RDBMS的原型，攻克了系統(tǒng)實現(xiàn)中查詢優(yōu)化、并發(fā)控制、缺點恢復(fù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)。不僅大大豐富了DBMS實現(xiàn)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫實際，更重要的是促進了RDBMS產(chǎn)品的蓬勃開展和廣泛運用。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以關(guān)系模型為根底的。關(guān)系模型概括地講有三部分組成：1. 數(shù)據(jù)構(gòu)造 數(shù)據(jù)構(gòu)造包括域及域上定義的關(guān)系等。關(guān)系模型中，實體、實體與實體之間的聯(lián)絡(luò)都經(jīng)過關(guān)系這種單一的構(gòu)造類型來表示。2. 關(guān)系操作 關(guān)系操作的才干可用關(guān)系代數(shù) 或等價的關(guān)系演算中并

9、、交、差、廣義笛卡爾積、選擇、投影、銜接、除等操作來表示。關(guān)系操作的特點是集合操作。 3. 數(shù)據(jù)完好性 數(shù)據(jù)完好性包括實體完好性、參照完好性以及與運用有關(guān)的完好性。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 關(guān)系模型建立在嚴厲的數(shù)學(xué)概念根底上，概念簡單、明晰，易于用戶了解和運用，大大簡化了用戶的任務(wù)。關(guān)系模型具有以下主要特點：關(guān)系模型的概念單一，實體以及實體之間的聯(lián)絡(luò)都用關(guān)系來表示；以關(guān)系代數(shù)為根底，方式化根底好；數(shù)據(jù)獨立性強，數(shù)據(jù)的物理存儲和存取途徑對用戶隱蔽。關(guān)系數(shù)據(jù)庫言語是非過程化的，將用戶從編程數(shù)據(jù)庫記錄的導(dǎo)航式檢索中解脫出來，大大降低了用戶編程的難度。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.三、 新一

10、代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研討和開展 從20世紀80年代以來,數(shù)據(jù)庫技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的取大勝利刺激了其他領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)庫技術(shù)需求的迅速增長。 這些新的領(lǐng)域為數(shù)據(jù)庫運用開辟了新的天地，另一方面在運用中提出的一些新的數(shù)據(jù)管理的需求也直接推進了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研討與開展，尤其是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)Object Oriented DataBase System，簡稱OODBS的研討與開展。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.1、運用領(lǐng)域的需求 新的數(shù)據(jù)庫運用領(lǐng)域，如計算機輔助設(shè)計/管理CAD/CAM、計算機集成制造CIM、辦公信息系統(tǒng)OIS、地理信息系統(tǒng)GIS、知識庫系統(tǒng)和實時系統(tǒng)等，需求數(shù)據(jù)庫的支持，而其所需求的數(shù)據(jù)庫管理功能

11、有相當一部分是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所不能支持的。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.2、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的局限性 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的局限性主要表如今以下幾個方面：. 面向機器的語法數(shù)據(jù)模型 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中采用的數(shù)據(jù)模型強調(diào)數(shù)據(jù)的高度構(gòu)造化,是面向機器的語法數(shù)據(jù)模型。它們只能存儲離散的數(shù)據(jù)和有限的數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，語義表示才干差，無法表示客觀世界中的復(fù)雜對象，即構(gòu)造復(fù)雜、相互聯(lián)絡(luò)的語義也非常復(fù)雜的對象。從而限制了數(shù)據(jù)庫處置文本、超文本、圖形、圖像、CAD圖件、聲音等多種復(fù)雜對象，以及工程、地理、測繪等領(lǐng)域中的非格式化、非經(jīng)典數(shù)據(jù)的才干。此外，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型無法提示數(shù)據(jù)之間的深層含義和內(nèi)在聯(lián)絡(luò)，缺乏數(shù)據(jù)籠統(tǒng)。 13

12、.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 數(shù)據(jù)類型簡單、固定 傳統(tǒng)的DBMS只能了解、存儲和處置簡單的數(shù)據(jù)類型。如整數(shù)、浮點數(shù)、字符串、日期、貨幣等。傳統(tǒng)的RBMS只支持某一固定類型集，不能根據(jù)某一運用所需的特定數(shù)據(jù)類型來擴展其類型集。例如，不能定義包含三個實數(shù)分量的數(shù)據(jù)類型vector來表示三維向量。. 構(gòu)造與行為分別 從運用程序員角度來看，在某一運用領(lǐng)域內(nèi)標識的對象應(yīng)包含兩個方面的內(nèi)容：構(gòu)造表示行為規(guī)格 前者可映射到數(shù)據(jù)庫方式，而后者在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中那么完全失去了。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 阻抗失配 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)支配言語如SQL與通用程序設(shè)計言語之間的失配稱為阻抗失配。這種不匹

13、配表如今兩個方面：一是編程方式不同，描畫性的SQL言語與指令式的編程言語如C言語不同；二是類型系統(tǒng)不匹配，編程言語不能直接表示諸如關(guān)系這樣的數(shù)據(jù)庫構(gòu)造，在其界面會喪失信息。進一步地，由于使兩個類型系統(tǒng)，自動的類型檢查也成了問題。. 被動呼應(yīng) 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)只能呼應(yīng)和重做用戶要求它們做的事情，從這種意義上說，它們是被動呼應(yīng)。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 存儲、管理的對象有限 傳統(tǒng)的DBMS只存儲和管理數(shù)據(jù)，缺乏知識管理和對象管理的才干。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理中，主要進展的是數(shù)據(jù)的存儲、管理、查詢、排序和報表生成等比較簡單的、離散化的信息處置任務(wù)。數(shù)據(jù)庫中反映的是客觀世界中靜態(tài)、被動的現(xiàn)實。 傳

14、統(tǒng)的DBMS還缺乏描畫和表達知識的才干，缺乏對知識的處置才干，不具有演繹和推理的功能，因此無法滿足MIS，DSS，OA和AI等領(lǐng)域中進展高層管理和決策的要求，從而限制了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的高級運用。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段. 事務(wù)處置才干較差 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫只能支持非嵌套事務(wù)。對長事務(wù)的呼應(yīng)較慢，而且在長事務(wù)發(fā)生缺點時恢復(fù)也比較困難。13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.3、新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的特點面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對數(shù)據(jù)庫開展的影響最為深遠數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機結(jié)合面向運用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研討4、第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其根本特征為：第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)支持數(shù)據(jù)管理、對象管理和知識管理第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必需

15、堅持或承繼第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必需對其他系統(tǒng)開放13.2 數(shù)據(jù)庫開展的3個階段.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點一、數(shù)據(jù)模型的開展 數(shù)據(jù)庫的開展集中表如今數(shù)據(jù)模型的開展。從最初的層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型開展到關(guān)系數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生了宏大的飛躍。 關(guān)系模型的提出，是數(shù)據(jù)庫開展史上具有劃時代意義的艱苦事件。 關(guān)系實際研討和關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)研制的宏大勝利進一步促進了關(guān)系數(shù)據(jù)庫的開展，使關(guān)系數(shù)據(jù)模型成為具有統(tǒng)治位置的數(shù)據(jù)模型。 20世紀80年代之后，幾乎一切的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是關(guān)系的，它的運用遍及各個領(lǐng)域。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 隨著數(shù)據(jù)庫運用領(lǐng)域的擴展，數(shù)據(jù)對象的多樣化，傳統(tǒng)

16、的關(guān)系數(shù)據(jù)模型開場暴顯露許多弱點，如對復(fù)雜對象的表示才干較差，語義表達才干較弱，缺乏靈敏豐富的建模才干，對文本、時間、空間、聲音、圖像和視頻等數(shù)據(jù)類型的處置才干差等。 為此，人們提出并開展了許多新的數(shù)據(jù)模型。這些嘗試是沿著如下幾個方向進展的。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 1.對傳統(tǒng)的關(guān)系模型(1NF)進展擴展，引入了少數(shù)構(gòu)造器，使它能表達比較復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型，加強其構(gòu)造建模才干，這樣的數(shù)據(jù)模型稱為復(fù)雜數(shù)據(jù)模型。 按照它們進展擴展的偏重點，復(fù)雜數(shù)據(jù)模型可分為兩種。 一種是偏重于構(gòu)造的擴展。首先出現(xiàn)的這類模型是嵌套關(guān)系模型(NF2)。它能表達“表中表，并且表中的一個域可以是一個函數(shù)(稱為虛域)。

17、 另一種是偏重于語義的擴展，像U.C.Berkeley大學(xué)的POSTGRES系統(tǒng)。它支持關(guān)系之間的承繼，也支持在關(guān)系上定義函數(shù)和運算符，但關(guān)系的構(gòu)造依然是一張平面表。表中表只能經(jīng)過關(guān)系上定義的函數(shù)來模擬。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 2.新提出和開展的數(shù)據(jù)模型相比關(guān)系模型來說添加了全新的數(shù)據(jù)構(gòu)造器和數(shù)據(jù)處置原語，以表達復(fù)雜的構(gòu)造和豐富的語義。這類模型中比較有代表性的是函數(shù)數(shù)據(jù)模型(FDM)、語義數(shù)據(jù)模型(SDM)、RM/T模型以及E-R模型等，經(jīng)常統(tǒng)稱它們?yōu)檎Z義數(shù)據(jù)模型。 它們的特點是引人了豐富的語義關(guān)聯(lián)(如ISA、ISP)，能更自然、恰當?shù)乇磉_客觀世界中實體間的聯(lián)絡(luò)。此外，由于擁有比較豐

18、富的構(gòu)造構(gòu)造器(如TUPLE、LIST、SET等)，它們也具有了很強的構(gòu)造表達才干。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 也許是由于語義數(shù)據(jù)模型比較復(fù)雜，在程序設(shè)計言語和技術(shù)方面沒有相應(yīng)的支持，因此，它們都沒有在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)方面有艱苦的突破，只是作為數(shù)據(jù)庫設(shè)計中概念建模的一種工具(如E-R模型)。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 3.將上述語義數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法結(jié)合起來，我們提出了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型吸收了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法學(xué)的中心概念和根本思想。 一個面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型是用面向?qū)ο笥^念來描畫現(xiàn)實世界實體(對象)的邏輯組織、對象間限制、聯(lián)絡(luò)等的模型。 一系列面向?qū)?/p>

19、象中心概念構(gòu)成了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的根底。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型的結(jié)合。 它堅持了關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的非過程化數(shù)據(jù)存取方式和數(shù)據(jù)獨立性,承繼了關(guān)系數(shù)據(jù)庫已有的技術(shù),支持原有的數(shù)據(jù)管理，又能支持面向?qū)ο竽Ｐ秃蛯ο蠊芾怼?.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點4.XML數(shù)據(jù)模型 隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅速開展，Web上各種半構(gòu)造化、非構(gòu)造化數(shù)據(jù)源曾經(jīng)成為重要的信息來源，XML已成為網(wǎng)上數(shù)據(jù)交換的規(guī)范和數(shù)據(jù)界的研討熱點。 人們研討和提出了多種XML數(shù)據(jù)模型，還沒有公認的一致的XML數(shù)據(jù)模型。 W3C曾經(jīng)提出的有:XML lnformation Set、Xpa

20、th1.0 Data Model、DOM model和XML Query Data Model。這四種模型都采用樹構(gòu)造。在這些模型中，XML Query Data Model是較為完全的一種。 當前，DBMS產(chǎn)品都擴展了對XML的處置、存儲XML數(shù)據(jù)、支持XML和關(guān)系數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點二、數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其它相關(guān)技術(shù)相結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)與分布處置技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行處置技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫技術(shù)與人工智能技術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了知識庫系統(tǒng)和自動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多媒體技術(shù)結(jié)合，出現(xiàn)了多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫技術(shù)與模糊技

21、術(shù)相結(jié)合，出現(xiàn)了模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點一、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在并行機上運轉(zhuǎn)的具有并行處置才干的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行計算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 近十幾年來，數(shù)據(jù)庫運用曾經(jīng)從商業(yè)事務(wù)處置迅速拓展到諸如超大型規(guī)模數(shù)據(jù)庫檢索、數(shù)據(jù)倉庫、OLAP聯(lián)機數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)發(fā)掘等運用領(lǐng)域。這些運用領(lǐng)域的特點是數(shù)據(jù)量宏大(TB甚至PB級)、查詢計算復(fù)雜，對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的處置才干提出了非常高的要求，這些運用需求直接驅(qū)動了新一代高性能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研制。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 隨著微處置機技術(shù)和磁盤陣列技術(shù)的提高，并行計算機的開展非常迅速

22、，出現(xiàn)了像Sequent、Tandem、Teradata和曙光機這樣一些商品化的并行計算機系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)運用數(shù)個、數(shù)十個、甚至成百上千個廉價的微處置機協(xié)同任務(wù)，大大提高了性價比;而且，更為吸引人的是，這些系統(tǒng)由于廣泛地采用了磁盤陣列技術(shù)，添加了I/O的帶寬，能有效地處理運用中的I/O瓶頸問題。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研討不斷以三種并行計算構(gòu)造為根底，它們是:共享內(nèi)存(主存儲器)構(gòu)造(Shared_Memory),簡稱SM構(gòu)造;共享磁盤構(gòu)造(Shared_Disk),簡稱SD構(gòu)造;無共享構(gòu)造(Shared_Nothing),簡稱SN構(gòu)造。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點

23、 自并行數(shù)據(jù)庫的概念提出以來，國外的許多研討機構(gòu)相繼研制出了各種構(gòu)造平臺上的并行數(shù)據(jù)庫原型系統(tǒng)，例如加州Berkeley大學(xué)的XPRS系統(tǒng)、Colorado大學(xué)的Volcano系統(tǒng)、Wisconsin大學(xué)的Gamma系統(tǒng)等。 這些系統(tǒng)討論了并行數(shù)據(jù)庫實際和實現(xiàn)中的假設(shè)干重要問題，為并行數(shù)據(jù)庫的進一步開展奠定了堅實的基。與此同時，Teradata、Tandem以及Oracle、Sybase、Informix等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫廠商都正在或曾經(jīng)開發(fā)出本人的并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 國內(nèi)中國人民大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等單位開展了對并行數(shù)據(jù)庫實際和系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)的研討，開發(fā)了并行數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展

24、的特點二、自動數(shù)據(jù)庫 自動數(shù)據(jù)庫(Active DataBase)是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫根底上，結(jié)合人工智能技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)。 相對于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的被動性而言，許多實踐的運用領(lǐng)域，如計算機集成制造系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)、辦公室自動化系統(tǒng)中經(jīng)常希望數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在緊急情況下能根據(jù)數(shù)據(jù)庫的當前形狀，自動適時地做出反響，執(zhí)行某些操作，向用戶提供有關(guān)信息。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是被動的系統(tǒng)，它只能被動地按照用戶給出的明確懇求執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫操作，很難充分順應(yīng)這些運用的自動要求。自動數(shù)據(jù)庫的主要目的是提供對緊急情況及時反響的才干。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點 自動數(shù)據(jù)庫通常采用的方法是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中

25、嵌人ECA，即事件-條件-動作規(guī)那么，在某一事件發(fā)生時引發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)去檢測數(shù)據(jù)庫當前形狀，看能否滿足設(shè)定的條件，假設(shè)條件滿足，便觸發(fā)規(guī)定動作的執(zhí)行。 為了有效地支持ECA規(guī)那么，自動數(shù)據(jù)庫的研討主要集中于處理以下問題。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點1.自動數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型和知識模型。即如何擴展傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫模型，使之能描畫、存儲、管理規(guī)那么，順應(yīng)自動數(shù)據(jù)庫的要求。2.執(zhí)行模型。即規(guī)那么的處置和執(zhí)行方式，是對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務(wù)模型的開展和擴展。3.條件檢測。是自動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于條件復(fù)雜，如何高效地對條件求值對提高系統(tǒng)效率有很大的影響。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點4.事

26、務(wù)調(diào)度。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)調(diào)度不同，它不僅要滿足并發(fā)環(huán)境下的可串行化要求，而且要滿足對事務(wù)時間方面的要求，研討對執(zhí)行時間估計的代價模型。5.體系構(gòu)造。目前，自動數(shù)據(jù)庫的體系構(gòu)造大多是在傳統(tǒng)DBMS根底上，擴展事務(wù)管理部件和對象管理部件以支持執(zhí)行模型和知識模型，并添加事件偵測部件、條件檢測部件和規(guī)那么管理部件。6.系統(tǒng)效率。系統(tǒng)效率是自動數(shù)據(jù)庫研討中的一個重要問題，是設(shè)計各種算法和選擇體系構(gòu)造時應(yīng)主要思索的設(shè)計目的。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點三、面向運用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)被運用到特定的領(lǐng)域中，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、科學(xué)數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫，使數(shù)

27、據(jù)庫領(lǐng)域的運用范圍不斷擴展。 這些數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都明顯地帶有某一領(lǐng)域運用需求的特征。由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有局限性，無法直接運用當前DBMS市場上銷售的通用的DBMS來管理和處置這些領(lǐng)域內(nèi)的數(shù)據(jù)對象，因此寬廣數(shù)據(jù)庫任務(wù)者針對各個領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫特征探求和研制了各種特定的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，獲得了豐盛的成果，不僅為這些運用領(lǐng)域建立了可供運用的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，有的已適用化，而且為新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開展做出了奉獻。.13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開展的特點一、數(shù)據(jù)倉庫Data Warehouse 是建立決策支持系統(tǒng)DSS的根底。二、工程數(shù)據(jù)庫Engineering Data Base 是一種能存儲和管理工程設(shè)計圖形和工程設(shè)計文檔，并能為工程設(shè)計提供各種效力的數(shù)據(jù)庫。三、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫Statistical Data Base 統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫是一種用來對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進展存儲、統(tǒng)計、分析的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。四、空間數(shù)據(jù)庫Spatial Data Base 空間數(shù)據(jù)是用于表示空間物體的位置、外形、大小和分布特征等諸方面信息的數(shù)據(jù)，適用于描畫一切二維、三維和多維分布的關(guān)于區(qū)域的景象。 空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是描畫、存儲和處置空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。.13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的開展趨勢 數(shù)據(jù)、運用需求和計算機相關(guān)技術(shù)是推進數(shù)據(jù)庫開展的3個主要動力或3個重要要素。 一、信息特性和來源的變化 Internet、Web、科技、電子商務(wù)等曾經(jīng)成為信息和