数据库发展概述

数据库技术发展概述

蔡晓

(湛江师范学院信息科学与技术学院，湛江，524048)

摘 要：从数据模型方面回顾了数据库技术的发展。指出新一代数据库的研究状况。并从中探讨分析了数据库技术的发展趋势，指出数据库技术的研究热点。

关键词：数据库；数据库技术；数据挖掘

Overview of the Development of Database Technology

CAI Xiao

Abstract：This paper reviews the development of database technology from the aspect of data model , points out the situation of the research on the new generation of database , and analyzes the developing tendency of database technology , and points out the hot topics of the research on database technology．

Key words：database ; database technology ; data mining

数据库技术从20世纪60年代开始兴起，已经40余年的历史。所谓数据库。是指长期储存在计算机内、有组织的、可共享的数据集合。而数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，它和操作系统一样是计算机的基础软件，也是一个大型复杂的软件系统。数据库是数据管理的最新技术，是计算机科学的重要分支。随着技术的发展，数据库管理系统已从专用的应用程序包发展成为通用的系统软件。由于数据库具有永久储存、较小冗余度、有组织、较高数据独立性和易扩展性等优点，许多庞大的信息系统都是以数据库为基础设计的。作为计算机科学的一个蕈要分支。一直备受关注的数据库技术已被广泛应用于各行各业中，成为现代计算机信息系统和应用系统开发的核心技术和重要基础。

l、数据库发展的3个阶段

1.1 第一代数据库系统

在数据库出现以前，计算机用户是用数据文件来存储数据的。常见的格式是—个文件有N个“记录”，当中的一个记录又含有M个“数据”，用户通过访问文件，获取记录。进而实现数据存取。然而这种使用管理方式造成数据大量重复，浪费资源。因此将数据集中存储、统一管理的数据库管理系统应运而生，数据库技术也随之出现。

第一代数据库系统的代表是1969年由IBM公司研制的IMS层次数据库和美国数据库系统语言协商会CODASYI。设计的DBTG网状数据库。DBTG系统确立了数据库系统的许多概念、方法和技术。

可以说，层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠

基者。以网状捌和层次犁数据库为代表的第一代数据库系统，实现了数据的集中控制和数据的共享，提高了数据独立性，很大程度上减少了数据冗余。

1.2 第二代数据库系统

1970年,IBM公司的研究员E.F.Codd发表了一篇论文——《大型共享数据库数据的关系模型》,提出了一种新模理——关系模型，开创了关系数据理论和数据库关系方法的研究，为父系数据库技术奠定了理论基础。为此。E.F.Codd荣获计算机界的最高奖——ACM图灵奖。 20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代。人们经过高层次研究和开发取得了包括关系数据语言、查询优化等几方面的主要成果。以父系捌数据库为代表的第二代数据库系统，由于具有颦实的理论基础，结构较简单，易于操作，并且在提高查询效果以及改善关系数据库性能方面取得了空前的进展而得以迅速发展，是数据库技术得以全面发展并逐步走向成熟的时期。

1.3 新一代数据库系统

20世纪80年代末，随着信息时代的发展，人们对数据库提出了许多新的期望和要求，除了处理常规数据外，还要求对图形、图像、声音、视频等多媒体数据、时态数据、空间数据知识信息以及各种复杂对象等非常规数据提供有效的数据处理功能。原有的父系数据库语义表达能力不强、缺乏推理能力等，在这些问题上显得无能为力，因此，为适应不同领域需要，人们在原有的关系数据模型基础上进行改造，构造出了数据仓库、工程数据库、统计数据库、空间数据库、科学数据库等多种数据库。

近年来，硬件的发展为新一代数据库技术的发展奠定了物质技术基础，例如光盘、磁盘组、光纤和高速传输网、大规模并行处理技术、人丁智能、面向对象的程序设计。这些新技术与数据库的广泛应用相结合，形成了当代数据库的几个有代表性的新方向。 1.3.1 分布式数据库

分布式数据库(Distributed Data Base,DDB)是一组逻辑相关的分布在计算机网络上的多个数据库的组合，网络中的每个站点逻辑上由单个计算机组成，位于站点上的数据库被称为局部数据库。分布式数据库系统的主要优点是：灵活的体系结构；数据共享：可靠性高，可用性好；性能得到改善；可扩充性好；提高资源利用率。但也存在复杂、系统开销大、数据安全性和保密性难处理等缺点。 1.3.2 并行数据库

并行数据库系统是以并行计算机为基础，以高性能和可扩性为目标，利用多处理器结构比大刭机具有高得多的性能价格比和可用性。并行数据库系统是数据库技术与并行计算技术相结合的产物。近十几年来，数据库应用已经从商j№事务处理迅速拓展到诸如超大型规模数据库检索、数据仓库、数据挖掘、OLAP联机数据分析等应用领域，这些应用领域的特点是数据垣巨大、查询计算复杂，对数据库系统的处理能力提出了非常高的要求，这些应用需求直接驱动了新一代高性能数据库系统——并行数据库系统的研制。 1.3.3 主动数据库

主动数据库(Active Data Base)是在传统数据库基础上，结合人工智能技术和面向对象技术产生的数据库新技术，它是一种能根据各种事件的发生或环境的变化主动地给用户提供相应信息服务的数据库系统。主动数据库是相对于传统数据库的被动性而言的。传统的数据库系统只能根据用户或应用程序的服务请求对数据库进行存储、检索等操作，而不能根据发生的事件或数据库

的状态主动作出反应。主动数据库通常采用的方法是在传统数据库系统中嵌入事件一条件一动作(ECA)规则，目标是在紧急情况下能提供及时反应。 1.3.4 空间数据库

空间数据库系统是描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。空间数据库是随着地理信息系统的开发和应用而发展起来的数据库新技术。它的研究始于20世纪70年代的地图制图与遥感图像处理领域，其目的是为了有效利用卫星遥感资源迅速绘制出各种经济专题地图。由于传统数据库在空间数据的表示、存储、管理和检索上存在许多缺陷，从而形成了空间数据库这一新的数据库研究领域，它涉及计算机科学、地理学、图像处理等多个学科。 1.3.5 Web教据库

数据库与Web技术的结合产生了Web数据库。其基本思想是：数据库服务器在后台运行，负责数据的集中存储和快速检索；Web服务器介于数据库服务器(后台)和客户端浏览器(前台)之间，负责接收来自客户端的查询后。通过Web页面的脚本或应用程序，查找数据，最后将结果传回给客户端，由客户端的浏览器显示给用户。

相对于Web技术，数据库技术发展得比较成熟，特别适用于对大量的数据进行组织管理；Web技术具有简单易学、与平台无关等特点，使安装、维护以及用户培训等费用大大降低。 1.3.6 工程数据库

工程数据库是存储、管理和使用丁程设计所需数据库的数据库。是将工程设计方法、人工智能技术与数据库技术相结合发展起来的智能化的CAD／CAM集成系统。工程数据库有以下几个特点：复杂对象的表达和处理；复杂多样的数据存储和集中管理；变长数据实体的处理；模式的动态修改和扩展；数据库版本管理；长事务及并发控制。目前，工程数据库研发已有很大成绩，但要达到所要求的目标还需进一步努力。

2、数据库技术发展趋势

数据、应用需求和计箅机相关技术是推动数据库发展的3个主要动力。当前数据库研究领域的热点包括文本、数据、代码、数据流的集成，异构数据源的信息融合。传感器数据和传感器网络。多媒体查询，针对信息关联性的无人监督数据的挖掘技术。DBMS的自适应管理，新型用户界面，数据的永久保存等等。

如今网络信息资源的激增，资源的种类越来越丰富，数据库和信息资源检索系统越来越多。检索方式、检索手段各式各样。造成了数据冗余、相互关联程度低。大量的信息孤岛出现，同时用户的检索负担也日益加重。因此，对信息资源进行整合是非常重要的。所谓信息资源整合，是指将某一范围内的，原本离散的、多元的、异构的、分布的信息资源通过逻辑的或物理的方式组织为—个整体，使之有利于管理、利用和服务。换句话就是把分散的资源集中起来，把无序的资源变为有序，使之方便用户查找信息、方便信息服务于用户。信息资源整合包含了信息采集、组织、加工以及服务等过程。在这当中，一项新的信息管理技术——数据挖掘应运而生。

所谓数据挖掘，也称数据库中的知识发现，是指从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的实际应用数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的但又是潜在有用的信息和知识的过程引。它主要基于人工智能、机器学习和统计学等技术。数据挖掘有以下几个特点：处理的数据规模十分巨大；一般是决策者提出的即时随即查询；在应用中要求对快速变化的数据迅速作出

反应；随着数据库状态的变化，规则随之变更；规则的发现主要基于大样本的统计规律。数据挖掘的目标是从数据库中发现隐含的有作用的知识，因此数据挖掘能力是当前研究的一个热点。随着Intemet应用的日趋普及，数据库系统的应用平台必定要逐步向Web平台迁移，最终达到信息资源共享的目标。如何实现数据库平台与Web平台的无缝对接，即对Web数据库技术的研究也是研究的热点。

3、结语

回顾数据库的发展历史，数据库系统的功能从早期的数据存储、管理到联机分析处理，再到数据挖掘；从开始层次、网状数据库发展到并行数据库、分布式数据库，当中所取得的成就是令人瞩目的。而目前国内外对数据库技术研究主要集中在几方面：未来数据库技术的发展主流问题；数据库技术在专业应用领域中的发展问题；数据库技术与其他技术结合发展的问题；数据仓库、联机分析与数据挖掘技术等。这些问题还有一些关键技术等待解决。随着计算机技术的发展，数据库技术将变得越来越重要，数据库技术在信息时代有着举足轻重的地位和广阔的发展前景。

参考文献

[1]阎同喜.数据库技术发展概述[J].机械管理开发，2004(5)：80一82．

[2]高鉁.数据库技术发展的回顾与展望[J]．东北师大学报：自然科学版，1995(4)：33—37．

[3]付玉生．基于数据挖掘实现信息服务质量的提升和服务形式的拓展[J].农业图书情报学刊，2009，21(7)：195

—198．