數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展與展望

數(shù)據(jù)庫的發(fā)展與展望數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一，它是計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)與應(yīng)用程序的核心技術(shù)和重要基礎(chǔ)。自從20世紀(jì)50年代中期計(jì)算機(jī)的應(yīng)用由科學(xué)計(jì)算擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的重要性也日益被人們所認(rèn)識。時(shí)至今日，數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)形成了比較完善的理論體系和實(shí)用技術(shù)，成為計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要分支。接下來我就簡要闡述數(shù)據(jù)庫的發(fā)展及其展望。數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展1.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段隨著使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)經(jīng)歷了人工管理、文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和Internet時(shí)代四個(gè)發(fā)展階段。1.1.1人工管理階段時(shí)代背景：20世紀(jì)40年代至50年代中期，計(jì)算機(jī)外部設(shè)備只有磁帶機(jī)、卡片機(jī)和紙帶穿孔機(jī)，而沒有直接存取的磁盤設(shè)備，也沒有操作系統(tǒng)，只有匯編語言，計(jì)算機(jī)主要用于主要科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理采取批處理的方式。人工管理數(shù)據(jù)的特點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)不保存因?yàn)楫?dāng)時(shí)數(shù)據(jù)主要用于科學(xué)計(jì)算，數(shù)據(jù)管理規(guī)模小，加上計(jì)算機(jī)硬件、軟件條件有限，一般不需要將數(shù)據(jù)長期保存，計(jì)算完畢后就將數(shù)據(jù)撤走。2）沒有專門的軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理由于沒有專門的軟件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。因此應(yīng)用程序設(shè)計(jì)者不但要規(guī)定數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，而且還要設(shè)計(jì)物理結(jié)構(gòu)，即要設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、存取方法和輸入輸出方法等。3）數(shù)據(jù)不共享數(shù)據(jù)面向應(yīng)用程序，一組數(shù)據(jù)只能對應(yīng)一個(gè)程序，多個(gè)應(yīng)用程序涉及某些相同的數(shù)據(jù)時(shí)，也必須各自定義，造成程序間的大量冗余。4）數(shù)據(jù)不獨(dú)立數(shù)據(jù)和程序之間不具有獨(dú)立性，如果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)變化，則程序需要做相應(yīng)的修改。1.1.2文件系統(tǒng)階段時(shí)代背景：從20世紀(jì)50年代中期到69年代中期，計(jì)算機(jī)不僅用于科學(xué)計(jì)算，同時(shí)也開始用以信息處理，硬件方面有了很大改進(jìn)，出現(xiàn)了磁盤、磁鼓等直接存儲(chǔ)設(shè)備。軟件方面出現(xiàn)了高級語言和操作系統(tǒng)，且操作系統(tǒng)中出現(xiàn)了專門的數(shù)據(jù)管理軟件。優(yōu)點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)以文件形式可長期保存下來2）由文件系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)3）文件形式多樣化4）程序與數(shù)據(jù)間有一定獨(dú)立性由專門的軟件即文件系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，程序和數(shù)據(jù)間由軟件提供的存取方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)發(fā)生變化不一定影響程序的運(yùn)行。缺點(diǎn)：1）數(shù)據(jù)冗余度大2）數(shù)據(jù)獨(dú)立性差3）數(shù)據(jù)一致性差

1.1.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段時(shí)代背景：進(jìn)入20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)軟件、硬件技術(shù)得到了飛速發(fā)展。1969年IBM公司研發(fā)的層次性信息管理系統(tǒng)(IMS系統(tǒng))、美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)庫任務(wù)組關(guān)于網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫的報(bào)告以及1970年IBM公司的研究員E.F.Codd在發(fā)表的論文“大型共享數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的關(guān)系模型〃中提出的“關(guān)系模型〃是數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展史上具有里程碑意義的重大事件，這些研究成果大大促進(jìn)了數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。特點(diǎn)：1)數(shù)據(jù)高度結(jié)構(gòu)化統(tǒng)整體2)3)統(tǒng)整體2)3)4)較小的數(shù)據(jù)冗余，共享性高。數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序相互獨(dú)立。通過DBMS進(jìn)行數(shù)據(jù)安全性和完整性控制數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS可以有效地防止數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)被非法使用或修改。對于完整性控制，DBMS提供了數(shù)據(jù)完整性定義方法和進(jìn)行數(shù)據(jù)完整性檢驗(yàn)的功能。1.1.4Internet時(shí)代自20世紀(jì)80年代以來，以分布式數(shù)據(jù)庫和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)為代表，使數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)入了高級數(shù)據(jù)庫階段。20世紀(jì)90年代以來，涌現(xiàn)了一大批新一代數(shù)據(jù)庫，如數(shù)據(jù)倉庫、OLAP分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字圖書館、電子出版物、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、Web上得數(shù)據(jù)管理和信息檢索等。1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的演化圖1.2數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的演化圖1.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)的演化1.2.1第一代網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫模型和層次數(shù)據(jù)庫模型1.2.2第二代關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型1.2.3第三代以面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模型的主要特征的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.2.4多維數(shù)據(jù)庫模型對數(shù)據(jù)庫的展望20世紀(jì)90年代以來，涌現(xiàn)了一大批新一代數(shù)據(jù)庫，如數(shù)據(jù)倉庫、OLAP分析、數(shù)據(jù)挖掘、數(shù)字圖書館、電子出版物、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育、Web上得數(shù)據(jù)管理和信息檢索等。新一代數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用大大地激發(fā)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究和開發(fā)，出現(xiàn)了一大批具有Internet時(shí)代特征的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如Web信息檢索技術(shù)與系統(tǒng)，Web數(shù)據(jù)集成和共享技術(shù)與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)流技術(shù)與系統(tǒng)、、電子商務(wù)和電子政務(wù)技術(shù)與系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫圖書館技術(shù)與系統(tǒng)、安全數(shù)據(jù)庫技術(shù)與系統(tǒng)等，是數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用發(fā)展到了一個(gè)新的階段。未來的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)將更快更強(qiáng)大。通過開放協(xié)議、Web服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)（計(jì)算）和XML，它們能夠?qū)Χ鄠€(gè)異構(gòu)資源進(jìn)行集成數(shù)據(jù)并通過應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫交互。它們將成為自我管理、自我協(xié)調(diào)、高度自主的系統(tǒng)。盡管全面的開發(fā)和部署將是尚需時(shí)日，為實(shí)現(xiàn)這些特性的首要步驟目前