第13章數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展概述

第13章數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展概述應(yīng)用需求和計(jì)算機(jī)技術(shù)推動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展。速度快、熱點(diǎn)多、新技術(shù)層出不窮。要求了解數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展基本情況，同時(shí)對(duì)分布式數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、WEB數(shù)據(jù)庫、新一代關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、多媒體數(shù)據(jù)庫作較深了解。主要內(nèi)容：13.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展回顧13.2數(shù)據(jù)庫發(fā)展的三個(gè)階段13.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的新特點(diǎn)13.1數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展回顧數(shù)據(jù)庫技術(shù)產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代中期，只有40多年的歷史，但發(fā)展速度快，應(yīng)用范圍廣。在應(yīng)用需求的推動(dòng)下，從第一代網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫，第二代關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以展到了第三代以面向?qū)ο鬄橹饕卣鞯臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)、并行計(jì)算機(jī)技術(shù)等相互滲透結(jié)合，構(gòu)成了當(dāng)前數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的主要特征。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)模型的發(fā)展經(jīng)歷了格式化數(shù)據(jù)模型（包括層次模型和網(wǎng)狀模型）、關(guān)系模型，正走向面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型等非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型。13.2數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段按數(shù)據(jù)模型的進(jìn)展，數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展分為三個(gè)階段：第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持網(wǎng)狀和層次模型。第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持關(guān)系模型，以關(guān)系代數(shù)和關(guān)系理論為基礎(chǔ)，具有形式基礎(chǔ)好，數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)，語言非過程化等特點(diǎn)。第三代（新一代）數(shù)據(jù)庫技術(shù)以提供更豐富的數(shù)據(jù)模型和更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能為特征，主要發(fā)展方向是面向?qū)ο蠛椭С諭nternet。三代數(shù)據(jù)庫比較第一代DBS第二代DBS新一代DBS(OODBS)數(shù)據(jù)模型層次網(wǎng)狀（格式化）關(guān)系模型支持面向?qū)ο竽Ｐ吞卣髦С秩?jí)模式結(jié)構(gòu)。用存取路徑表示數(shù)據(jù)間聯(lián)系。獨(dú)立的數(shù)據(jù)定義語言。導(dǎo)航的數(shù)據(jù)操縱語言。概念單一，實(shí)體及實(shí)體之間的聯(lián)系用關(guān)系表示。以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)形式化基礎(chǔ)好。數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)，數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)和存取路徑對(duì)用戶隱蔽。關(guān)系語言非過程化，面向集合操作。對(duì)象標(biāo)識(shí)。封裝。類和類層次。繼承。代表IMS層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、DBTG網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。FOX、FOXPRO、ORACLE7.3等。VFP、ORACLE高級(jí)版本。實(shí)際應(yīng)用需求和硬件平臺(tái)的發(fā)展是推動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的原動(dòng)力。數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)用到特定領(lǐng)域中，推動(dòng)了新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。出現(xiàn)了：數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)都帶有OO模型的特征，是對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的擴(kuò)充和革新，它要求具有更高的造模能力，能適合各種應(yīng)用需求，具有更高的可擴(kuò)充性。13.3數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的新特點(diǎn)與其他計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其它相關(guān)技術(shù)相結(jié)合，形成了：分布式數(shù)據(jù)庫（網(wǎng)絡(luò)技術(shù)）并行數(shù)據(jù)庫（并行技術(shù)）多媒體數(shù)據(jù)庫（多媒體技術(shù)）對(duì)象-關(guān)系數(shù)據(jù)庫（面向?qū)ο蠹夹g(shù)）分布式數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)具有物理分布性。即數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是集中存儲(chǔ)在一個(gè)地區(qū)的一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，而是分布在不同場地的計(jì)算機(jī)上。數(shù)據(jù)邏輯整體性。雖然數(shù)據(jù)庫物理上是分布的，但在邏輯上卻是一個(gè)相互聯(lián)系的整體。數(shù)據(jù)具有分布獨(dú)立性。場地自治與協(xié)調(diào)。系統(tǒng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都具有獨(dú)立性，能執(zhí)行局部應(yīng)用，同時(shí)每個(gè)結(jié)點(diǎn)又是整個(gè)系統(tǒng)的一部分，可通過網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行全局應(yīng)用。數(shù)據(jù)具有一定的冗余，冗余是透明性。

分布式數(shù)據(jù)庫的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):分布式控制。數(shù)據(jù)共享。可靠性和可用性得到加強(qiáng)。性能得到改善。可擴(kuò)充性好。缺點(diǎn):更復(fù)雜。系統(tǒng)開銷大。DDBS的體系結(jié)構(gòu)并行數(shù)據(jù)庫并行處理技術(shù)是利用多個(gè)處理器來共同完成一項(xiàng)任務(wù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)一個(gè)重要的發(fā)展方向。并行數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Paralleldatabasesystem)以高性能（線性加速比）、高可用性與高擴(kuò)充性（線性伸縮比）為目標(biāo)，充分利用多處理器平臺(tái)的能力，通過多種并行性，在聯(lián)機(jī)事務(wù)處理與決策支持應(yīng)用兩種典型環(huán)境中提供優(yōu)化的響應(yīng)時(shí)間與事務(wù)吞吐量。多媒體數(shù)據(jù)庫數(shù)字、字符等稱為格式化數(shù)據(jù)，文本、圖形、圖象、聲音、視象等稱為非格式化數(shù)據(jù)。非格式化數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)量、處理復(fù)雜等特點(diǎn)。多媒體數(shù)據(jù)庫（multimediadatabase）就是能實(shí)現(xiàn)對(duì)格式化和非格式化的多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、管埋和查詢等處理的數(shù)據(jù)庫。

主要特征：能夠表示多種媒體的數(shù)據(jù)；能夠協(xié)調(diào)處理各種媒體數(shù)據(jù)；提供非格式化數(shù)據(jù)查詢的搜索功能；提供特種事務(wù)處理與版本管理能力。

工程數(shù)據(jù)庫工程數(shù)據(jù)庫是一種能存儲(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。工程數(shù)據(jù)庫適用于CAD/CAM、CIM等工程應(yīng)用領(lǐng)域，能處理結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工程對(duì)象。工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是用于支持工程數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有很大不同。主要應(yīng)具有以下功能：支持復(fù)雜多樣的工程數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和集成管理；支持復(fù)雜對(duì)象的表示和處理；支持變長結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)實(shí)體的處理；支持多種工程應(yīng)用程序；支持模式的動(dòng)態(tài)修改和擴(kuò)展；支持設(shè)計(jì)過程中多個(gè)不同數(shù)據(jù)庫版本的存儲(chǔ)和管理；支持工程長事務(wù)和嵌套事務(wù)的處理和恢復(fù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫是一種用來對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)（如平均值、最大值、最小值、總和等）、分析的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn)：多維結(jié)構(gòu)是最基本特點(diǎn)；是一定時(shí)間期未產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，具有“大進(jìn)大出”特點(diǎn)；時(shí)間向量性；隨著用戶對(duì)所關(guān)心的問題的觀察角度不同，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)查詢出后常有轉(zhuǎn)置的要求?？臻g數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫是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?？臻g數(shù)據(jù)庫研究始于20世紀(jì)70年代的地圖制圖和遙感圖象處理領(lǐng)域，目前主要在GIS中應(yīng)用。位置數(shù)據(jù)為空間數(shù)據(jù)，是用于表示空間物體的位置、