數(shù)據(jù)庫(kù)教學(xué)課件：第1章 緒論

第1章緒論1.1基本概念1.2數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1.3數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展方向1.1基本概念數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)(DataBase,DB)是長(zhǎng)期儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述和儲(chǔ)存，具有較小的冗余度，較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享數(shù)據(jù)庫(kù)通常，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，至少在大型系統(tǒng)中，既是集成的，又是共享的集成是指數(shù)據(jù)庫(kù)在邏輯上可以被當(dāng)作幾個(gè)不同的文件的合并，數(shù)據(jù)庫(kù)至少可以部分消除文件之間的冗余共享是指數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可以被不同的用戶共享，每個(gè)用戶可以因不同的目的而訪問(wèn)相同的數(shù)據(jù)，甚至可以同時(shí)訪問(wèn)同一數(shù)據(jù)(并發(fā)訪問(wèn))數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)集成和共享帶來(lái)的一個(gè)結(jié)果是任一用戶都只需關(guān)心整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中的一部分，而且不同用戶所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)以各種方式重疊換句話說(shuō)，對(duì)于一個(gè)指定的數(shù)據(jù)庫(kù)，不同用戶會(huì)以許多不同的方式來(lái)觀察數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(DATABASEMANAGEMENTSYSTEM，簡(jiǎn)稱DBMS)是位于用戶與操作系統(tǒng)之間的一層數(shù)據(jù)管理軟件DBMS的主要功能包括以下幾個(gè)方面：1.數(shù)據(jù)定義功能2.數(shù)據(jù)操縱功能3.數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行管理4.數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和維護(hù)功能FunctionsofaDBMS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新(DataStorage,RetrievalandUpdate)Mustfurnishuserswiththeabilitytostore,retrieve,andupdatedatainthedatabase用戶可訪問(wèn)的系統(tǒng)目錄(Catalog)MustfurnishacataloginwhichdescriptionsofdataitemsarestoredandwhichisaccessibletousersFunctionsofaDBMS事務(wù)處理(TransactionProcess)Mustfurnishamechanismtoensurethateitheralltheupdatescorrespondingtoagiventransactionaremadeorthatnoneofthemaremade.并發(fā)控制(ConcurrencyControl)MustfurnishamechanismtoensurethatdatabaseisupdatedcorrectlywhenmultipleusersareupdatingthedatabaseconcurrentlyFunctionsofaDBMS恢復(fù)(Recovery)Mustfurnishamechanismforrecoveringthedatabaseintheeventthatthedatabaseisdamagedinanyway授權(quán)/安全性(Authorization/Security)MustfurnishamechanismtoensurethatonlyauthorizeduserscanaccessthedatabaseFunctionsofaDBMS數(shù)據(jù)通信(DataCommunication)Mustbecapableofintegratingwithcommunicationsoftware完整性(Integrity)MustfurnishameanstoensurethatboththedatainthedatabaseandchangestothedatafollowcertainrulesFunctionsofaDBMS數(shù)據(jù)獨(dú)立性(DataIndependence)Mustincludefacilitiestosupporttheindependenceofprogramsfromtheactualstructureofthedatabase.實(shí)用工具(Utility)Shouldprovideasetofutilityservices.Eg.Import/Export,LOAD,etc..數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(DATABASESYSTEM簡(jiǎn)稱DBS)是一個(gè)基于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)記錄系統(tǒng)，即，它是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的目標(biāo)是存儲(chǔ)信息并且支持用戶檢索和更新所需要的信息DBS一般由數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(及其實(shí)用工具)、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)和用戶構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行的軟、硬件環(huán)境用戶硬件平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫(kù)由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)量都很大，加之DBMS豐富的功能使得自身的規(guī)模也很大，因此整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)硬件資源提出了較高的要求：(1)要有足夠大的內(nèi)存，存放操作系統(tǒng)，DBMS的核心模塊，數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和應(yīng)用程序(2)有足夠的大的磁盤(pán)等直接存取設(shè)備存放數(shù)據(jù)庫(kù)，有足夠的磁帶作數(shù)據(jù)備份(3)要求系統(tǒng)有較高的I/O通道能力，以提高數(shù)據(jù)傳送率數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的軟件(1)OS：支持DBMS運(yùn)行的操作系統(tǒng)(2)DBMS：DBMS是為數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、使用和維護(hù)配置的軟件(3)具有與數(shù)據(jù)庫(kù)接口的高級(jí)語(yǔ)言及其編譯系統(tǒng)，便于開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序(4)以DBMS為核心的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具(5)為特定應(yīng)用環(huán)境開(kāi)發(fā)的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用戶開(kāi)發(fā)、管理和使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的人員主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DBA)、系統(tǒng)分析員和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)員、應(yīng)用程序員和最終用戶不同的人員涉及不同的數(shù)據(jù)抽象級(jí)別，具有不同的數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用戶數(shù)據(jù)庫(kù)管理員(DataBaseAdministrator簡(jiǎn)稱DBA)的具體職責(zé)包括：(1)決定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息內(nèi)容和結(jié)構(gòu)(2)決定數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取策略(3)定義數(shù)據(jù)的安全性要求和完整性約束條件(4)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的使用和運(yùn)行(5)數(shù)據(jù)庫(kù)的改進(jìn)和重組重構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用戶系統(tǒng)分析員負(fù)責(zé)應(yīng)用系統(tǒng)的需求分析和規(guī)范說(shuō)明，他們要和用戶及DBA相結(jié)合，確定系統(tǒng)的硬軟件配置并參與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)員負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的確定、數(shù)據(jù)庫(kù)各級(jí)模式的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員必須參加用戶需求調(diào)查和系統(tǒng)分析，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)。在很多情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)人員就由數(shù)據(jù)庫(kù)管理員擔(dān)任數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用戶應(yīng)用程序員負(fù)責(zé)編寫(xiě)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序使用某些程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言如COBOL，PL/I，C++，Java或某種高級(jí)的第四代語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)應(yīng)用程序這些程序通過(guò)向DBMS發(fā)出SQL語(yǔ)句請(qǐng)求來(lái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)這些程序通?？梢允桥幚響?yīng)用程序，或聯(lián)機(jī)應(yīng)用程序，目的是允許最終用戶通過(guò)聯(lián)機(jī)工作站或終端訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的用戶最終用戶(EndUser)通過(guò)在前面提到的聯(lián)機(jī)應(yīng)用程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，或者使用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)軟件提供的界面常用的界面方式有瀏覽器、菜單驅(qū)動(dòng)、表格操作、圖形顯示、報(bào)表書(shū)寫(xiě)等數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)三級(jí)模式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)6字節(jié)的前綴（包括類(lèi)似指針、標(biāo)記這樣的控制信息）三級(jí)結(jié)構(gòu)舉例數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)概念模式是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述，是全體用戶的公共數(shù)據(jù)視圖，這種描述是一種抽象描述，不涉及具體硬件平臺(tái)與軟件環(huán)境。概念模式主要描述數(shù)據(jù)的概念記錄類(lèi)型和它們之間的關(guān)系，還包括一些數(shù)據(jù)間的語(yǔ)義約束。外模式是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的接口，反映了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)際要求。外模式是與某一具體應(yīng)用有關(guān)的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征描述。概念模式給出系統(tǒng)全局的數(shù)據(jù)描述，外模式則給出每個(gè)用戶的局部描述，即外模式為用戶所見(jiàn)到的概念模式的一個(gè)部分。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)內(nèi)模式：是數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)方式的描述，即數(shù)據(jù)庫(kù)的“內(nèi)部視圖”。內(nèi)部視圖是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的底層表示，它由內(nèi)部記錄型中各個(gè)類(lèi)型的值組成。內(nèi)模式定義了數(shù)據(jù)庫(kù)中的各種存儲(chǔ)記錄、存儲(chǔ)記錄的物理表示、存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與物理存取方法，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的文件結(jié)構(gòu)、索引、集簇等存取方式和存取路徑等。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)只有一個(gè)內(nèi)模式。在文件和操作系統(tǒng)級(jí)上，不深入到設(shè)備級(jí)。數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)三級(jí)模式的對(duì)比內(nèi)模式數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)物理結(jié)構(gòu)中的實(shí)際存儲(chǔ)形式概念模式全體用戶的公共數(shù)據(jù)視圖外模式反映了用戶對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)際要求數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)三級(jí)體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)提供了物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性，減輕了各種用戶使用數(shù)據(jù)庫(kù)的負(fù)擔(dān)（使用、修改）；對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)物理結(jié)構(gòu)的改變，如果概念模式保持不變，系統(tǒng)就提供了物理獨(dú)立性.對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯結(jié)構(gòu)的改變(在概念或邏輯概念層的改變)如果用戶和用戶的應(yīng)用程序能保持不變，系統(tǒng)就提供了邏輯獨(dú)立性.概念模式/內(nèi)模式映射是物理獨(dú)立性的關(guān)鍵；外模式/概念模式映射就是邏輯獨(dú)立性的關(guān)鍵。1.2數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史2004年4月《ComputerWorld》刊登的一輯關(guān)于數(shù)據(jù)管理的特別報(bào)道，內(nèi)容包含了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、商業(yè)發(fā)展、應(yīng)用等各個(gè)方面，還包括了不少案例論壇由咨詢師和作家，《Dr.Dobb'sJournal》XML

與WebServices技術(shù)頻道的編輯KenNorth主持，與會(huì)的有六位大師：RickCattell，DonChamberlin，DanielaFlorescu，JimGray，和JimMelton數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1951:TheUnivacuses

magnetictapeaswellas

punchedcardsfordata

storage1956:IBMintroducesfirst

magneticharddiskdrivein

itsModel305RAMAC1961:CharlesBachmanat

GEdevelopsthefirst

databasemanagement

system,IDS數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1961-NorthAmericanRockwell，阿波羅計(jì)劃的合同商，委托IBM開(kāi)發(fā)一個(gè)處理大量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)1964-IBM開(kāi)發(fā)了

GeneralizedUpdateAccessMethod(GUAM)1965

-GeneralElectric開(kāi)發(fā)了

IntegratedDataStore(IDS),這是CODASYL系統(tǒng)的先驅(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1969-IBM公司研制的層次模型的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)IMS(Information

ManagementSystem)60年代末70年代初-美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)商會(huì)CODASYL下屬的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組DBTG(DataBaseTaskGroup)提出了若干報(bào)告，稱為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)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1970:DrFredCodd

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，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)1974-1980:

IBM

開(kāi)發(fā)了RDB原型系統(tǒng)SystemR數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史1981

:商業(yè)版的

SystemR:DB2開(kāi)發(fā)成功1982以后

:涌現(xiàn)出大量商品化的

RDBs

，主要有：

Oracle，DB2，Ingres，Informix,Sybase，MSSQLServer……數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展造就了C.W.Bachman、E.F.Codd和JamesGray三位圖靈獎(jiǎng)得主；產(chǎn)生并帶動(dòng)了一個(gè)巨大的軟件產(chǎn)業(yè)多方位迅速發(fā)展DatabaseTuringAwards1973

CharlesW.Bachman1981

EdgarF.Codd1998

JamesGray數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展與數(shù)據(jù)處理技術(shù)發(fā)展密切相關(guān),兩者的發(fā)展相輔相成，一般認(rèn)為,數(shù)據(jù)處理技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了4個(gè)階段:手工處理文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)高級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)，因此，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展階段的劃分一般以數(shù)據(jù)模型的發(fā)展演變作為主要依據(jù)和標(biāo)志數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史數(shù)據(jù)模型的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段:層次模型(IMS)網(wǎng)狀模型(DBTG)關(guān)系模型(SQL)語(yǔ)義數(shù)據(jù)模型對(duì)象與對(duì)象關(guān)系模型(OODBMS)半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型(XML)…..數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展史包括網(wǎng)狀和層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，因?yàn)樗鼈兊臄?shù)據(jù)模型雖然分別為層次和網(wǎng)狀模型，但實(shí)質(zhì)上層次模型只是網(wǎng)狀模型的特例而已二者都是格式化數(shù)據(jù)模型，都是在60年代后期研究和開(kāi)發(fā)的，不論是體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，還是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)管理，都具有共同特征，所以它們應(yīng)該劃分為一代

第一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)層次模型和網(wǎng)狀模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以有向圖為基礎(chǔ)一次一個(gè)記錄的存取過(guò)程化的存取方法科室醫(yī)生病房病人支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)具有形式基礎(chǔ)好、數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)、數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言非過(guò)程化等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展到了第二代的顯著標(biāo)志雖然關(guān)系數(shù)據(jù)模型描述了現(xiàn)實(shí)世界數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和一些重要的相互聯(lián)系，但是仍然不足以抓住和表達(dá)數(shù)據(jù)對(duì)象所具有的豐富而重要的語(yǔ)義，因而它屬于語(yǔ)法模型

第二代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系模型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以集合代數(shù)為基礎(chǔ)一次一個(gè)集合的存取非過(guò)程化的存取方法關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)系統(tǒng)而嚴(yán)格地提出關(guān)系模型的是美國(guó)IBM公司的E.F.CoddCodd是一位數(shù)學(xué)家，他的心愿是為數(shù)據(jù)庫(kù)建立一個(gè)嚴(yán)格而優(yōu)美的數(shù)學(xué)模型關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)關(guān)系代數(shù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)E.F.Codd,“ARelationalModelofDataforLargeSharedDataBanks”,《CommunicationoftheACM》,1970,65pagesThispaperisnowgenerallyacceptedasalandmarkin

databasesystems,althoughaset-orientedmodelhadbeen

proposedpreviously(Childs,1968)1974,IBM“SystemR”=>SQLUCBerkely,“Ingres”=>QUEL兩系統(tǒng)雙雙獲得ACM的1988年“軟件系統(tǒng)獎(jiǎng)”關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)ThestoryfromIBM1977,IBM完成SystemR原型1982，IBM推出第一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品IBM產(chǎn)品化步伐緩慢的三個(gè)原因IBM重視信譽(yù)，重視質(zhì)量，盡量減少故障IBM是大公司，官僚體系龐大IBM內(nèi)部已經(jīng)有層次數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品，相關(guān)人員不積極，甚至反對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)ThestoryfromOracleOracle前身叫SDL,由LarryEllison和另兩個(gè)編程人員在1977創(chuàng)辦開(kāi)發(fā)自己的拳頭產(chǎn)品，在市場(chǎng)上大量銷(xiāo)售關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品做事方法三個(gè)要點(diǎn)第一，不做研究，只做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)第二，以盡快推出產(chǎn)品為第一目標(biāo)第三，產(chǎn)品要能夠在銷(xiāo)量較大的平臺(tái)上運(yùn)行關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)ThestoryfromIngresINGRES(InteractiveGraphicsRetrievalSystem)

projectattheUniversityofCaliforniaatBerkelyat

aboutthesametimeasSystemRLedtoanacademicversionofINGRESSpawnedthecommercialproductsINGRES(nowINGRESIIfromComputerAssociates)Ingres創(chuàng)始人不愿將QUEL語(yǔ)言交給標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)由來(lái)1970年以后，E.F.Codd繼續(xù)完善和發(fā)展關(guān)系理論1972，提出關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算，定義了關(guān)系的并、交、差、投影、選擇、連接的各種基本運(yùn)算創(chuàng)辦了一個(gè)研究所：TheRelationalInstitute和一個(gè)公司Codd&Associations1990年，出版專(zhuān)著《TheRelationalModelfor

DatabaseManagementVersion2》1981年11月9日在洛杉磯在召開(kāi)的ACM年會(huì)上，獲圖靈獎(jiǎng)，演講題目為“RelationalDatabase:APractical

FoundationforProductivity”關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展歷史RDBMS發(fā)展歷史大致可以分為三個(gè)階段第一階段從E.F.codd1970年提出關(guān)系模型后，七十年代對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論研究和原型開(kāi)發(fā)，這一時(shí)期奠定了關(guān)系模型的理論基礎(chǔ)，研究了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)出了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的一些原型，以IBM公司的SYSTEMR和barklay大學(xué)的Ingres為代表關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展歷史第二階段是從七十年代后期開(kāi)始，RDBMS的實(shí)用階段。這一時(shí)期一方面從理論上攻克了諸如查詢優(yōu)化，并發(fā)控制，完整性機(jī)制和故障恢復(fù)等一系列重大技術(shù)問(wèn)題，使得數(shù)據(jù)庫(kù)走向?qū)嵱没?、商業(yè)化這一時(shí)期開(kāi)發(fā)了大量的商業(yè)RDBMS產(chǎn)品以O(shè)RACLE,DB2,Infomix,Ingress,RDB等為代表關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)展歷史第三階段是從八十年代以來(lái)，微機(jī)在性/價(jià)比上的提高，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟并實(shí)用化，計(jì)算機(jī)進(jìn)入各個(gè)領(lǐng)域，大量的大規(guī)模的信息系統(tǒng)的建立，要求計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域由集中到分布，由單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)，由信息管理，輔助決策到聯(lián)機(jī)事務(wù)處理，到企業(yè)級(jí)的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理這一時(shí)期以客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)出現(xiàn)為標(biāo)志表一RDBMS發(fā)展的三個(gè)階段第一階段第二階段第三階段對(duì)關(guān)系模型的支持表結(jié)構(gòu)√√√關(guān)系操作◎√√完整性×◎√運(yùn)行環(huán)境單機(jī) 單用戶√多用戶√多種應(yīng)用平臺(tái)√網(wǎng)絡(luò)單機(jī)聯(lián)網(wǎng)√√分布數(shù)據(jù)庫(kù)×√√客戶/服務(wù)器計(jì)算環(huán)境××√開(kāi)放網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下異質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作××√系統(tǒng)構(gòu)成RDBMS核心√√√對(duì)應(yīng)用的支持信息管理與信息決策/OLAP◎√√聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP×√√整個(gè)企業(yè)/行業(yè)的OLTP×◎√對(duì)關(guān)系模型的支持1)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表結(jié)構(gòu)是其核心的基礎(chǔ)，任何關(guān)系模型都支持表結(jié)構(gòu)。對(duì)關(guān)系模型的支持2)關(guān)系操作基于關(guān)系代數(shù)和關(guān)系演算的SQL語(yǔ)言是關(guān)系模型的又一個(gè)核心基礎(chǔ)早期的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)支持SQL語(yǔ)言的核心部分(插入、刪除、修改、查詢)1989年公布的SQL89標(biāo)準(zhǔn)成為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言1992年公布SQL92(SQL2)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)SQL增加了許多新的特征。諸如補(bǔ)充了數(shù)據(jù)類(lèi)型定義語(yǔ)言，擴(kuò)充數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言的功能，增加民族字符處理功能，模式操作語(yǔ)言，動(dòng)態(tài)SQL等，它分成幾個(gè)順序級(jí)別：Enter(代表SQL89的最小擴(kuò)展集)、Intermediate、Full完成于一九九九年的SQL99(SQL3)修訂本具有更高級(jí)的特征，包括對(duì)象-關(guān)系(O-R)特征對(duì)關(guān)系模型的支持3)數(shù)據(jù)完整性關(guān)系完整性分為三類(lèi)：實(shí)體完整性、參照完整性、用戶定義完整性早期RDBMS以主鍵部分實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的實(shí)體完整性控制，以后，通過(guò)外圍工具，或者說(shuō)在應(yīng)用中處理完整性控制問(wèn)題，但存在“旁路”(bypass)問(wèn)題完整性理論在第二階段已經(jīng)得到充分的研究，但由于效率問(wèn)題在商業(yè)RDBMS中未得到充分的實(shí)現(xiàn)第三階段，大大地加強(qiáng)了對(duì)完整性的支持，多數(shù)RDBMS提供在系統(tǒng)層(核心層)解決各種完整性控制問(wèn)題

RDBMS系統(tǒng)構(gòu)成

1)RDBMS的核心功能數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的支持：數(shù)據(jù)庫(kù)定義語(yǔ)言(DDL)、數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言(DML)、數(shù)據(jù)庫(kù)控制語(yǔ)言(DCL)事務(wù)管理功能：如并發(fā)控制、故障恢復(fù)、完全性、完整性問(wèn)題等數(shù)據(jù)庫(kù)的重組和重構(gòu)RDBMS系統(tǒng)構(gòu)成2)將應(yīng)用軟件工具與DBMS核心功能集成RDBMS的設(shè)計(jì)目標(biāo)不只是解決數(shù)據(jù)處理的問(wèn)題，RDBAS主要是解決數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、組織、獲取方法及事務(wù)處理等目前絕大部分RDBMS廠家都提供對(duì)軟件開(kāi)發(fā)生命周期各階段開(kāi)發(fā)工具的支持,如:ORACLE:SQL*FORM、REPORTWRITESQL*MENU,Sybase:APT、S_DESIGN(PwerdesignER)Informix:informix_4GL有的專(zhuān)家預(yù)言：純數(shù)據(jù)庫(kù)市場(chǎng)的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返，今后將是集成系統(tǒng)的天下

RDBMS運(yùn)行環(huán)境隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域普及到各個(gè)領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸成熟和實(shí)用化，數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行環(huán)境也由單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)，由集中到分布，由封閉到開(kāi)放

RDBMS運(yùn)行環(huán)境1)分布數(shù)據(jù)分布：數(shù)據(jù)物理地分布在網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)上，各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)是一個(gè)統(tǒng)一的整體，由系統(tǒng)的用戶共享功能分布：client/server體系結(jié)構(gòu)下，對(duì)數(shù)據(jù)管理功能分散在客戶端和服務(wù)器端完成處理分布(分布式處理)：任務(wù)不再是簡(jiǎn)單的由一臺(tái)機(jī)器完成，而是各計(jì)算機(jī)合作協(xié)調(diào)來(lái)完成某一任務(wù)

RDBMS運(yùn)行環(huán)境2)開(kāi)放開(kāi)放的硬件平臺(tái)：即能在各種硬件平臺(tái)上運(yùn)行開(kāi)放的支撐軟件：在多種OS環(huán)境下運(yùn)行開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)支持：支持各種重要的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議開(kāi)放的用戶界面：即提供給用戶統(tǒng)一的語(yǔ)言界面和可移植的應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具異質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的互連，互操作：解決異質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的通訊和存取

RDBMS運(yùn)行環(huán)境3)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理(OLTP)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理指實(shí)時(shí)、連續(xù)的一類(lèi)事務(wù)處理，它要求較短的事務(wù)處理響應(yīng)時(shí)間特點(diǎn):事務(wù)吞吐量大，同一時(shí)刻有大量的并發(fā)事務(wù)高可靠性和高可用性(365*24)——系統(tǒng)不能停機(jī)，需要強(qiáng)有力的故障恢復(fù)能力，聯(lián)機(jī)處理故障能力數(shù)據(jù)完整性要求較高典型的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理包括：訂票系統(tǒng)和金融交易系統(tǒng)

RDBMS運(yùn)行環(huán)境4)企業(yè)級(jí)聯(lián)機(jī)事務(wù)處理——大規(guī)模聯(lián)機(jī)事務(wù)處理企業(yè)級(jí)的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理是更大范圍的聯(lián)機(jī)事務(wù)處理，由部門(mén)級(jí)擴(kuò)大到整個(gè)企業(yè)、行業(yè)除了聯(lián)機(jī)事務(wù)處理一般的特征外，有自己的特殊性場(chǎng)地分散——運(yùn)行環(huán)境的分布，計(jì)算機(jī)分布在不同的地點(diǎn)，跨地域，跨國(guó)，可對(duì)全球范圍聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)環(huán)境的異構(gòu)——硬件，操作系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的復(fù)雜性——功能的變化，增減，規(guī)模的擴(kuò)大、減少，場(chǎng)地的變遷，用戶量的變化等資源保護(hù)——這類(lèi)應(yīng)用不是從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)，而是在原系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步擴(kuò)充，開(kāi)發(fā)，集成而來(lái)，原有系統(tǒng)的資源能被繼續(xù)使用，這些資源包括：硬件資源，軟件資源，應(yīng)用開(kāi)發(fā)成果，信息資源。這其中信息資源更是首當(dāng)其沖

RDBMS運(yùn)行環(huán)境5)信息管理/輔助決策數(shù)據(jù)庫(kù)是信息管理的核心技術(shù)，其主要目標(biāo)是將數(shù)據(jù)管理的核心功能：數(shù)據(jù)存貯，供給，存取訪問(wèn)，事務(wù)管理等交由一個(gè)統(tǒng)一的RDBMS完成數(shù)據(jù)庫(kù)在信息管理領(lǐng)域的巨大成功，刺激了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在其他領(lǐng)域上的應(yīng)用特征是數(shù)據(jù)模型更加豐富，數(shù)據(jù)管理功能更為強(qiáng)大，能夠支持傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)難以支持的新的應(yīng)用需求第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)1.3數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展方向數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)新的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品及工具的發(fā)展面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)新的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)20世紀(jì)60年代中后期至今，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展速度之快，應(yīng)用范圍之廣，是其他許多技術(shù)遠(yuǎn)不能及的面臨的挑戰(zhàn)：應(yīng)用需求日益復(fù)雜數(shù)據(jù)量急劇增加計(jì)算環(huán)境快速發(fā)展與其他相關(guān)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)形式多樣的計(jì)算InternetWebe-ApplicationsUbiquitouscomputingP2PcomputingWearablecomputingothertrendsrevolutionizecomputingAllisaccompaniedbyanexplosivegrowthofdataandtransactionvolumes……數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)形式多樣的應(yīng)用數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、OLAP、數(shù)據(jù)挖掘數(shù)字圖書(shū)館、電子出版物電子商務(wù)、Web醫(yī)院、遠(yuǎn)程教育、虛擬現(xiàn)實(shí)

WorkflowmanagementIntegratingdistributedinformationresourcesMobiledatabases......數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)大量新應(yīng)用的出現(xiàn)，如：多媒體信息CIMS(下一代飛機(jī)零部件達(dá)1500萬(wàn)個(gè))商業(yè)智能(用作分析的數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模達(dá)幾十TB)、股票證卷生物DNA分析(一個(gè)DNA樣本數(shù)據(jù)量達(dá)1TB)醫(yī)學(xué)X光切片GIS…都要求大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)容量急劇增長(zhǎng)全球衛(wèi)星每年返回1015字節(jié)數(shù)據(jù)高能物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)每年達(dá)10000盤(pán)30-GB磁帶全球數(shù)字圖書(shū)館數(shù)據(jù)每年增長(zhǎng)1015字節(jié)……高于1015字節(jié)(1PB)DB將成為常見(jiàn)DB注：103=1K106=1M109=1G1012=1T1015=1P…數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)急劇增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)容量一方面由于MIS常年運(yùn)行積累了越來(lái)越多的數(shù)據(jù)例如：蘇格蘭保險(xiǎn)公司文檔數(shù)據(jù)庫(kù)，2005年的數(shù)據(jù)量已達(dá)1P=1015數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)另一方面，是由于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中事務(wù)處理量迅速增長(zhǎng)80年代平均吞吐量為每秒100個(gè)目前平均吞吐量最高可達(dá)每秒5000個(gè)大型企業(yè)事務(wù)處理的增長(zhǎng)速度是每年增加1-2倍(摩爾定律)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)數(shù)據(jù)內(nèi)容和表現(xiàn)形式迅速增加復(fù)雜結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)(工程對(duì)象、知識(shí)、時(shí)間序列、矩陣、生物基因等)多媒體數(shù)據(jù)(文本、圖形、圖象、視頻、聲頻等)行為型數(shù)據(jù)(過(guò)程、規(guī)則、程序等)……數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)豐富的處理對(duì)象如圖象、圖形、音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)、三維空間數(shù)據(jù)、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)、超文本、復(fù)雜對(duì)象和知識(shí)等，要求更豐富的數(shù)據(jù)表示能力大型企業(yè)級(jí)應(yīng)用本質(zhì)上的分布性、開(kāi)放性要求數(shù)據(jù)、處理、控制的分布性和異質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的互連及互操作

數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展

DataTypeSimpleComplexstructuredComplexunstructuredDataLocationSingleserver(known)Distributedservers(known)Distributedservers(unknown)ApplicsQueryonlyQueryandUpdatesComplexdataanalysis數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)Relationalsystems數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)DataTypeSimpleComplexstructuredComplexunstructuredDataLocationSingleserver(known)Distributedservers(known)Distributedservers(unknown)ApplicsQueryonlyQueryandUpdatesComplexdataanalysisWarehousingDistributedDBsTextDBsSpatialDBsWebDBSEmergingeffortsMulti-mediaDBs數(shù)據(jù)庫(kù)新技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的主要內(nèi)容數(shù)據(jù)庫(kù)理論數(shù)據(jù)模型應(yīng)用領(lǐng)域其他相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)理論數(shù)據(jù)庫(kù)理論是計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要分支，是研究數(shù)據(jù)庫(kù)建模、查詢優(yōu)化算法、事務(wù)處理及其可計(jì)算性和計(jì)算復(fù)雜性理論的學(xué)科其研究目標(biāo)是為數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和指導(dǎo)數(shù)據(jù)庫(kù)理論數(shù)據(jù)庫(kù)理論在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展的幾個(gè)歷史轉(zhuǎn)折點(diǎn)都起到至關(guān)重要的作用如：關(guān)系數(shù)據(jù)理論；數(shù)據(jù)模型(面向?qū)ο竽Ｐ汀⒄Z(yǔ)義數(shù)據(jù)模型、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)模型、XML數(shù)據(jù)模型、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)模型…)；數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、OLAP、數(shù)據(jù)挖掘建模與優(yōu)化；語(yǔ)義Web搜索等方面數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的分支文件系統(tǒng)層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)充知識(shí)庫(kù)+DM對(duì)象關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)Web數(shù)據(jù)庫(kù)嵌入式與移動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)安全數(shù)據(jù)庫(kù)面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)圖形數(shù)據(jù)庫(kù)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)并行數(shù)據(jù)庫(kù)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)知識(shí)庫(kù)各階段數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的主要研究成果六十年代及之前–文件處理階段七十年代–DBMS層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)建模工具–ER模型等查詢語(yǔ)言–SQL查詢優(yōu)化，索引技術(shù)等事務(wù)管理：并發(fā)控制和恢復(fù)OLTP各階段數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的主要研究成果八十年代中期至今：高級(jí)(Advanced)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)高級(jí)數(shù)據(jù)模型：擴(kuò)充關(guān)系，OO，對(duì)象-關(guān)系，….面向領(lǐng)域的研究：空間，時(shí)間，多媒體，主動(dòng)，科學(xué)，生物基因，知識(shí)庫(kù)，...八十年代后期至今:數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)和數(shù)據(jù)挖掘DW，OLAP，DM，KDD九十年代至今:基于Web的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)與XML數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)Web搜索和挖掘…數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合分布式數(shù)據(jù)庫(kù)(分布處理技術(shù)+數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù))是分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)的集合具有數(shù)據(jù)的物理分布性、數(shù)據(jù)的邏輯整體性、數(shù)據(jù)的分布透明性、場(chǎng)地自治和協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)的冗余及冗余透明性等特點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合并行數(shù)據(jù)庫(kù)(并行處理技術(shù)+數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù))利用多處理器平臺(tái)的能力，通過(guò)多種并行性，提供優(yōu)化的響應(yīng)時(shí)間與事務(wù)吞吐量。多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)(多媒體處理技術(shù)+數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù))實(shí)現(xiàn)對(duì)格式化和非格式化的多媒體數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理和查詢。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合主動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)(人工智能技術(shù)+數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù))要求數(shù)據(jù)庫(kù)反映能力上具有主動(dòng)性、快速性和智能化的特點(diǎn)如在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中嵌入ECA(事件-條件-動(dòng)作)規(guī)則，提供對(duì)緊急情況及時(shí)反映的能力數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其它計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)(關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)+面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù))兼有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)兩方面的特征；面向?qū)ο筇卣骼^承復(fù)合(引用)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)(DW)面向主題的、集成的、穩(wěn)定的、不同時(shí)間的數(shù)據(jù)集合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)主要支持聯(lián)機(jī)事物處理(OLTP)應(yīng)用，而數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)可支持聯(lián)機(jī)分析處理(OLAP)應(yīng)用，面向DSS(決策支持系統(tǒng))應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究地理數(shù)據(jù)庫(kù)(空間數(shù)據(jù)庫(kù))以描述空間位置和點(diǎn)、線、面、體特征的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的位置數(shù)據(jù)及描述這些特征的性能的屬性數(shù)據(jù)為對(duì)象的數(shù)據(jù)庫(kù)；應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究工程數(shù)據(jù)庫(kù)(CAD/CAM/CAT)是一種能存儲(chǔ)和管理各種工程圖形，并能為工程設(shè)計(jì)提供各種服務(wù)的數(shù)據(jù)庫(kù)主要適用于CAD/CAM、計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)等通稱為CAx的工程應(yīng)用領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)是一種用來(lái)對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)、分析的數(shù)據(jù)庫(kù)下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的局限性新的應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)趨勢(shì)、相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作等的推動(dòng)開(kāi)展新的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的必然性傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的局限性面向機(jī)器的語(yǔ)法數(shù)據(jù)模型高度結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與其外部對(duì)象之間不是一一對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型簡(jiǎn)單、固定結(jié)構(gòu)與行為分離阻抗失配程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與SQL語(yǔ)言不一致(編程方式與類(lèi)型系統(tǒng)不一致)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的局限性被動(dòng)響應(yīng)存儲(chǔ)管理的對(duì)象有限只能管理數(shù)據(jù)，不能管理知識(shí)與對(duì)象只能查詢，不能演繹和推理事務(wù)處理能力較差只支持短事務(wù)和平坦(非嵌套)事務(wù)，不能支持長(zhǎng)事務(wù)和嵌套事務(wù)下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)新的應(yīng)用領(lǐng)域、技術(shù)趨勢(shì)、相關(guān)領(lǐng)域的協(xié)作等是推動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)繼續(xù)發(fā)展的外部動(dòng)因，包括：信息特性和來(lái)源的變化Internet、Web、科技、電子商務(wù)廉價(jià)的微型傳感器技術(shù)下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)新的應(yīng)用領(lǐng)域跨企業(yè)間的Internet應(yīng)用需要對(duì)安全和信息集成有更有力的保障科學(xué)研究領(lǐng)域物理、生物、生命科學(xué)和工程學(xué)等大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)：包括對(duì)操作過(guò)程中所產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)產(chǎn)品的管理信息集成機(jī)制：與廣域數(shù)據(jù)網(wǎng)格的集成下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)DBMS研究?jī)?nèi)容的變化數(shù)據(jù)模型存取方法查詢處理算法并發(fā)控制恢復(fù)查詢語(yǔ)言用戶操作界面……下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)技術(shù)的成熟數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)Web搜索引擎人工智能技術(shù)能夠處理類(lèi)似語(yǔ)音、自然語(yǔ)言、不確定性推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等問(wèn)題下一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì)上述問(wèn)題的解決需要一個(gè)全新的信息管理架構(gòu)下面是有關(guān)這一新的基礎(chǔ)架構(gòu)的不同組成部分的討論，也可以看成是國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)界對(duì)新一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)研究發(fā)展方向的展望和希冀對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展方向的思考JimGray在SIGMOD2004年會(huì)的主題發(fā)言數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)面臨革命性變革

數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)面臨革命性變革

DBSystemsevolvedtobecontainersforinformationservicesdevelop,deploy,andexecutionenvironmentNewChallengesinDatabasesTraditionalRelationalDataTraditionalRDBMSFunctionsTraditionalUsersNewUsers?NewDataType?NewData/InfoManagementFunctions?NewKindsofDataTextdataMultimediadataScientificdataSensordataLogdataPersonaldataWeb/Email/Blog...RankinginDB“SchemaLean/Last”(Semi-structureddatamodel)ComplexobjectindexingStreamdataDataminingDataintegrationInternetcomputingapplicationsNewUsersEveryone?NewFunctionsInformationintegrationNavigationRankingPatternfinding(datamining)DecisionsupportNew/MoregeneralDataModel/Architecture?(Object-Oriented)NewAlgorithmsAddingintelligencetoDBNewComputingEnvironmentDistributedcomputing/Networks(Internet)Mobiledevices(cellphones,PDAs)DistributedDBPeer-to-Peer(P2P)DBMobileDB?WebChangesEverythingObservations:PublishingofdataisalmostfreemanyaresimultaneouslyproducerandconsumerWebisbecomingahugedatabaseofdistributeddataonline(publishedbyeveryone)ofautonomousdatabasesonlineTrends:staticHTMLpages-->dynamicpagespresentingDBHTML-->XMLforbetterdescribingstructureddataWebChangesEverythingWhatareneeded:Contentproducers:toolsforbuildinghugedatastoreContentconsumers:toolsfordiscoveringandqueryinginfo.onthewebDatabaseTechnologyTimelineEarly80sLate80sEarly-Mid90sLate90s-21stCPre-relationalEarly

RelationalClient-serverRelationalEnterprise

-capableRelationalInternetComputingSimpleOLTPActiveDatabaseDataWarehouse&Hi-endOLTPPackaged&VerticalApplicationsSimpletransactions,on-linebackup&recoveryStoredprocedures,triggersScaleableOLTP,parallelquery,partitioning,clustersupport,row-levellocking,highavailabilityMiddleware(messaging,queues,events)Java,CORBA,WebinterfacesSupportforalltypesofdata,extensibility,objectsSimpleDataManagementGlobalEnterpriseManagementCurrentStateofDBMSsOLTPapplicationsLargeamountsofdataSimpledata,simplequeriesandupdatesUpdatestatementfromdebit/credittransaction:

UPDATEaccounts

SETabalance=abalance+:delta

WHEREaid=:aid;TypicallyupdateintensiveLargenumberofconcurrentusers(transactions)CurrentStateofDBMSsDatawarehousingapplicationsLargeamountsofdataSimpledatabutcomplexqueryingTypicallyreadintensiveLargenumberofusersCurrentStateofDBMSsTheseapplicationsrequire:Largeusers/transactionsHighperformanceHighavailability(7x24operations)ScalabilityHighlevelsofsecurityAdministrativesupportGoodutilitiesSlidefromAnilNori’spresentationApplications:ChallengesTerabytesGigabytesImmediateBatchUsageBusiness-

CriticalUsefulImportanceEveryEmployeeAnalystsUsersSizeSelf-ServiceTrainedLargerUserPopulationsIntegratedIndependentNetworkSystemsIntelligentSimpleSystemsManagementGlobal

LocalOperationsHoursTransactionProcessingDataWarehousingApplications:ChallengesHeterogeneousTabularTypePersonalizedGenericDeliveryLotsofread-onlyRead/writeAccessInformationManagementSearch

DirectContentOpenProprietaryAPIsIntegratedStandaloneE-commerce/AppsApplicationsLowTCO,MissionCriticalManagement24X7OccasionalAvailabilitySiteOperation國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特別研究報(bào)告每隔幾年，國(guó)際上一些資深的數(shù)據(jù)庫(kù)專(zhuān)家就會(huì)聚集一堂，探討數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和未來(lái)需要關(guān)注的新的技術(shù)焦點(diǎn)國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特別研究報(bào)告1989：DBMS未來(lái)的研究方向(FutureDirectionsinDBMSResearch-TheLagunaBeachParticipants)SIGMODRecord,1989,18(1):17~26

1990：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：成就和機(jī)遇(DatabaseSystems:AchievementsandOpportunities)CACM,1991,34(10):110~120

國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特別研究報(bào)告1995：數(shù)據(jù)庫(kù)研究：成就和21世紀(jì)的機(jī)遇(DatabaseResearch;AchievementsandOpportunitiesintothe21stCentury)SIGMODRecord,1996,25(1):52~631996：數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的戰(zhàn)略發(fā)展方向—沖破束縛(StrategicDirectionsinDatabaseSystems-BreakingOutoftheBox)ACMComputingSurveys,1996,28(4):764~778

國(guó)際數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特別研究報(bào)告1998：Asilomar數(shù)據(jù)庫(kù)研究報(bào)告(TheAsilomarReportonDatabaseResearch)SIGMODRecord,1998,27(4):74~80數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀和研究方向

Lowell報(bào)告2003年的聚會(huì)于5月初在Lowell舉行，共有25位國(guó)際資深數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)者參加他們來(lái)自不同國(guó)家和地區(qū)，有著不同的研究興趣。集中討論了信息存儲(chǔ)、組織、管理和訪問(wèn)等問(wèn)題下面的內(nèi)容摘自本次數(shù)據(jù)庫(kù)特別研討會(huì)的報(bào)告

http:///~gray/lowell/.文本、數(shù)據(jù)、代碼和數(shù)據(jù)流的集成(IntegrationofText,Data,CodeandStream)現(xiàn)有的解決方法擴(kuò)充復(fù)雜數(shù)據(jù)類(lèi)型及其處理函數(shù)(OO以及O-R數(shù)據(jù)庫(kù))觸發(fā)器新的應(yīng)用需求：數(shù)據(jù)流微型傳感器的出現(xiàn)及其應(yīng)用科學(xué)研究數(shù)據(jù)的組織與分析分布網(wǎng)格計(jì)算環(huán)境Lowell報(bào)告新DBMS架構(gòu)的特性結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)文本、空間、時(shí)間、圖像和多媒體數(shù)據(jù)程序數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)類(lèi)型和處理這些數(shù)據(jù)的方法觸發(fā)器數(shù)據(jù)流和隊(duì)列建議建立新的DBMS架構(gòu)不只是在已有的架構(gòu)上進(jìn)行擴(kuò)展，如：對(duì)SQL，XMLSchema或者Xquery等的擴(kuò)展Lowell報(bào)告信息融合(InformationFusion)現(xiàn)有數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的解決方法抽取操作型數(shù)據(jù)，將抽取結(jié)果轉(zhuǎn)換成一個(gè)公共模式，然后將抽取的數(shù)據(jù)載入數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)供后續(xù)查詢新的應(yīng)用需求跨企業(yè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)抽取傳感器網(wǎng)絡(luò)和新的科學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)的要求能及時(shí)完成數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的信息源的集成Lowell報(bào)告Web信息集成早期的聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫(kù)主要解決數(shù)據(jù)集成中的語(yǔ)義異構(gòu)問(wèn)題Web