淺析數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展

1、首都師范大學(xué)信息工程學(xué)院2004-2005學(xué)年第二學(xué)期 碩士研究生班期末考試試卷課程名稱(chēng)數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)考試形式撰寫(xiě)論文考試時(shí)間2005.7.20考試對(duì)象05級(jí)研究生姓名 朱金紅學(xué)號(hào)08E-mail： HYPERLINK mailto:jinhongt_123 jinhongt_123所在單位：北京現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院任課教師關(guān)永成績(jī)淺析數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展朱金紅 （首都師范大學(xué)北京現(xiàn)代職業(yè)技術(shù)學(xué)院北京100037） 摘要：隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)已日漸成熟。了解數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的過(guò)去，總 結(jié)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的當(dāng)前，展望數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的未來(lái)，是我們計(jì)算機(jī)工作者必不可少的知識(shí)。為了 適應(yīng)未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，

2、還需要我們?nèi)ゲ粩嗵剿?、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)。關(guān)鍵字：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)（0OOB）；分布式數(shù)據(jù)庫(kù)（DDB）技術(shù)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)（MDB） 技術(shù)；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)；數(shù)據(jù)挖掘中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.131文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)自46年計(jì)算機(jī)誕生以來(lái)，就一直運(yùn)用于數(shù)值計(jì)算，隨著技術(shù)的發(fā)展，需要處理的各類(lèi) 數(shù)據(jù)越來(lái)越大，越來(lái)越多，而且從分散狀態(tài)，逐步集中起來(lái)，于是有了管理數(shù)據(jù)的需求，由 此，計(jì)算機(jī)技術(shù)的分支一一數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)據(jù)庫(kù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快，應(yīng)用最廣泛的重要分支之一，它已成為計(jì)算機(jī)信 息系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的重要技術(shù)基礎(chǔ)和支柱，它也是科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)及其信息系統(tǒng)建設(shè)的重 要技術(shù)基礎(chǔ)和支柱。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

3、及其應(yīng)用系統(tǒng)最早出現(xiàn)于60年代中期，當(dāng)時(shí)只是基于層次數(shù)據(jù)模型，典型 的代表是1969年IBM公司研制、開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的商品化軟件IMS （Information Management System ）； 60年代末至70年代初，美國(guó)數(shù)據(jù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)商會(huì) CODASYL （Conference On Data System Language） 下屬的任務(wù)組 DBTG （Data Base Task Group）對(duì)數(shù) 據(jù)庫(kù)方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究、討論，并提出若干報(bào)告，稱(chēng)DBTG報(bào)告。DBTG報(bào)告確定并 建立了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù)，它是數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)和典型代表； 1970年I

4、BM公司San Jose研究實(shí)驗(yàn)室的研究員E.F. Codd發(fā)表了題為“大型共享數(shù)據(jù) 庫(kù)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型”論文，提出了數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型，開(kāi)創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系方法和關(guān)系數(shù)據(jù)理 論的研究，為數(shù)據(jù)庫(kù)奠定了理論基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)做出了創(chuàng)造性的貢獻(xiàn)，從而使其于1981 年獲ACM圖靈獎(jiǎng)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論和技術(shù)在70至80年代得到長(zhǎng)足的發(fā)展和廣泛而有效的應(yīng)用。首先，數(shù)據(jù)庫(kù)方法，特別是DBTG方法和思想應(yīng)用于各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，出現(xiàn)了許許多 多商品化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它們大都是基于網(wǎng)狀和層次模型的。其次，這些商用系統(tǒng)的運(yùn)行使數(shù) 據(jù)庫(kù)技術(shù)日益廣泛地應(yīng)用到企業(yè)管理、交通運(yùn)輸、情報(bào)檢索、軍事指揮、政府管理和輔助決 策等各個(gè)方面，深

5、入到人類(lèi)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)成為實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化信息系統(tǒng)的 基本技術(shù)。第三，關(guān)系方法的理論研究和軟件系統(tǒng)的研制取得了很大成果。IBM公司先后 研制了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)System R和SQL/DS等產(chǎn)品，美國(guó)加州大學(xué)也研制了 INGRES關(guān)系 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，使關(guān)系方法從實(shí)驗(yàn)室走向社會(huì)。因此，在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，有人把70年代稱(chēng)為 數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)代。80年代，幾乎所有的新開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)均是關(guān)系的。微機(jī)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 也越來(lái)越豐富，性能越來(lái)越強(qiáng)。它的應(yīng)用遍及各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)科的研究主要集中在三個(gè) 領(lǐng)域：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件的研制；數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)庫(kù)理論。2.當(dāng)今數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用

6、需求的拓寬，80年代以來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到了 極大的發(fā)展，其特征表現(xiàn)在：一方面是各種學(xué)科技術(shù)的內(nèi)容與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，從而使數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中新內(nèi)容、 新應(yīng)用、新技術(shù)層出不窮，形成了當(dāng)今數(shù)據(jù)庫(kù)家族：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)；分布式數(shù)據(jù)庫(kù)；工程 數(shù)據(jù)庫(kù)；演繹數(shù)據(jù)庫(kù)；知識(shí)庫(kù)；模糊數(shù)據(jù)庫(kù)；時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)；空間數(shù)據(jù)庫(kù)；科學(xué) 數(shù)據(jù)庫(kù)；文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)；并行數(shù)據(jù)庫(kù)；多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)等都是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)家族中的成員。它們都 繼承了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的理論和技術(shù)，但又不是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)了。數(shù)據(jù)庫(kù)家族的出現(xiàn)源于新技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用需求的驅(qū)動(dòng)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)可以 涉及到兩種源動(dòng)力。一種是方法論的發(fā)展，另一種是與多種技術(shù)的結(jié)合。方法論的發(fā)展

7、較典 型的代表是：面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)(OOOB)；分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(DDB)技術(shù)和多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)(MDB) 技術(shù)的發(fā)展和形成。面向?qū)ο蠓椒ㄆ鹪从诔绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，以客觀世界中一種穩(wěn)定的客觀存在實(shí)體對(duì)象為基 本元素，并以類(lèi)和繼承來(lái)表達(dá)事物間具有的共性和它們之間存在的內(nèi)在關(guān)系。面向?qū)ο蟮南?關(guān)概念與程序設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，形成了計(jì)算機(jī)技術(shù)中當(dāng)今的一種風(fēng)范。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)是面 向?qū)ο蠓椒ㄔ跀?shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，所以面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它應(yīng)該是一個(gè)面向?qū)ο蟮?系統(tǒng)，同時(shí)又是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，即具有面向?qū)ο箫L(fēng)范的數(shù)據(jù)系統(tǒng)。當(dāng)前，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在概念和原理上都還未取得一致的理解。下述基本概念是 面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)所應(yīng)該具有的

8、：對(duì)象(Object)、類(lèi)(Class)、繼承(Inherirance)、封裝 (Encapsulation )等。面向?qū)ο蠓椒ň哂泻軓?qiáng)的描述現(xiàn)實(shí)世界中復(fù)雜對(duì)象的能力及高效率開(kāi) 發(fā)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)軟件復(fù)用的能力，并已有成功的、商品化的面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)推向市 場(chǎng)，盡管它們的工具和環(huán)境尚待進(jìn)一步豐富和完善。當(dāng)前有影響的OODBMS有URION， IRIS，ONTOS，ObjectStore,O2 等。分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是分布式技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的結(jié)合，在數(shù)據(jù)庫(kù)研究領(lǐng)域中憶有多年 的歷史。從概念上講，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是物理上分散在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)上，而邏輯上屬于同 一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集合。它具有數(shù)據(jù)的分布性和

9、數(shù)據(jù)庫(kù)間的協(xié)調(diào)性?xún)纱筇攸c(diǎn)。系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)結(jié)點(diǎn)的 自治性而不強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的集中控制，且系統(tǒng)保持?jǐn)?shù)據(jù)的分布透明性，使應(yīng)用程序編寫(xiě)時(shí)可完全 不考慮數(shù)據(jù)的分布情況。其技術(shù)基礎(chǔ)除計(jì)算機(jī)硬、軟件技術(shù)支持外，計(jì)算機(jī)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 當(dāng)然是其最重要的基礎(chǔ)。廣義的理解，Client/Server(C/S)也是一種分布式結(jié)構(gòu)，執(zhí)照C/S結(jié) 構(gòu)，一個(gè)數(shù)據(jù)算是任務(wù)至少是頒在兩個(gè)不同的部件上完成。C/S結(jié)構(gòu)把任務(wù)分成兩部分，一 部分是由前端(Front-end，即Client)運(yùn)行應(yīng)用程序，提供用戶(hù)接口，而另一部分是由后端 (Back-end，即Server)提供特定服務(wù)，包括數(shù)據(jù)庫(kù)或文件服務(wù)、通信服務(wù)等?？蛻?hù)機(jī)通過(guò) 遠(yuǎn)程調(diào)用或直

10、接請(qǐng)求應(yīng)用程序提供服務(wù)，服務(wù)器執(zhí)行所要求的功能后，并將結(jié)果返回客戶(hù)機(jī)， 客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作C/S結(jié)構(gòu)是一種具有：性能優(yōu)越、保護(hù)投資、易 于擴(kuò)展和保證數(shù)據(jù)完整性?xún)?yōu)點(diǎn)。Sybase是較典型的代表。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)是計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的結(jié)合，它是當(dāng)前最有吸引力的一種 技術(shù)。多媒體技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，即在對(duì)數(shù)字、字符、文字、圖形、圖像、語(yǔ)音 處理技術(shù)及影視處理技術(shù)的結(jié)合繼承的基礎(chǔ)上所形成的新計(jì)算機(jī)集成新技術(shù)。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù) 技術(shù)正是研究并實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體數(shù)據(jù)的綜合管理，即對(duì)多媒體對(duì)象的建模，對(duì)各種媒體數(shù)據(jù)的 獲取、存儲(chǔ)、管理和查詢(xún)。另一方面是與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念和技術(shù)相比，當(dāng)今數(shù)據(jù)庫(kù)的整體概念、技術(shù)內(nèi)容、應(yīng) 用領(lǐng)域，甚至基本原理都有了重大的發(fā)展和變化，從而使得傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，即面向商業(yè)與事 務(wù)處理的數(shù)據(jù)庫(kù)僅僅成為當(dāng)今數(shù)據(jù)庫(kù)家庭中的一個(gè)成員。當(dāng)然，也是在理論和技術(shù)上發(fā)展得 最為成熟的、應(yīng)用效果最好的、應(yīng)用面最廣泛的成員。其核心技術(shù)、基本原理，設(shè)計(jì)方法和 應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)等仍然是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展用應(yīng)用開(kāi)發(fā)的指導(dǎo)和基礎(chǔ)。3未來(lái)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)3. 1千萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的聯(lián)合未來(lái)的10年，數(shù)以?xún)|記的Web用戶(hù)將訪(fǎng)問(wèn)千萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。企事業(yè)單位會(huì)建