數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展漫談

【摘 要】數(shù)據(jù)庫技術產(chǎn)生至今已有五十多年的歷史，一直是最活躍、發(fā)展速度最快的IT技術之一。本文討論了現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的需求和特征，以及現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術的范疇和實現(xiàn)途徑。

【關鍵詞】數(shù)據(jù)庫;技術;發(fā)展

一、引言

數(shù)據(jù)庫技術是應數(shù)據(jù)管理任務的需要而產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展隨著對數(shù)據(jù)管理要求的提高而不斷變化。新的數(shù)據(jù)庫應用領域，如地理信息系統(tǒng)和知識庫系統(tǒng)等，為數(shù)據(jù)庫的應用開辟了新天地;另一方面，在應用中管理方面的新需求也直接推動了數(shù)據(jù)庫技術的研究與發(fā)展。以關系數(shù)據(jù)庫為代表的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫已經(jīng)很難勝任新領域的要求，因為新的應用要求數(shù)據(jù)庫能夠處理復雜性較高的數(shù)據(jù)，例如處理與時間有關的屬性，甚至還要求數(shù)據(jù)庫有動態(tài)性和主動性。為了滿足現(xiàn)代應用的需要，必須將數(shù)據(jù)庫技術與其他現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術完善地集成，以形成現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術，例如時態(tài)數(shù)據(jù)庫技術、實時數(shù)據(jù)庫技術和多媒體數(shù)據(jù)庫技術等。

二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新要求

現(xiàn)代應用所涉及的范圍很廣泛，呈現(xiàn)出的特征行為非常復雜，對數(shù)據(jù)庫的要求也十分多樣，例如數(shù)據(jù)庫要有主動性，數(shù)據(jù)庫能表達數(shù)據(jù)的時間屬性等?，F(xiàn)代應用對數(shù)據(jù)庫要求的一個具體體現(xiàn)是對數(shù)據(jù)模型的新要求，主要是以下三個方面。（！）數(shù)據(jù)特征方面要求多維性、易變性和多態(tài)性;（2）數(shù)據(jù)結構方面要求能夠表達更復雜的數(shù)據(jù)類型以及數(shù)據(jù)之間各種復雜聯(lián)系，能夠表示非結構化的數(shù)據(jù)以及非格式、超格式的數(shù)據(jù)。（3）數(shù)據(jù)操作方面要求能夠進行各種其他類型的特殊操作，要求數(shù)據(jù)對象可以在不同模式下執(zhí)行交互操作，數(shù)據(jù)的使用加強主動性和雙向作用。

現(xiàn)代應用的復雜性、主動性和時態(tài)性等特性對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的要求是多方面的，大致歸納為以下幾點。（1）提供強有力的數(shù)據(jù)建模能力。（2）提供新的查詢機制。（3）提供強有力的數(shù)據(jù)存儲與共享能力。（4）提供復雜事務管理機制。（5）提供先進的圖形設施。（6）提供時態(tài)處理機制。（7）提供觸發(fā)器或主動能力?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫本身就是應用需求的產(chǎn)物，現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的發(fā)展正是為了更好地滿足應用的需求。

三、現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)途徑

數(shù)據(jù)庫新技術的出現(xiàn)，有力地推動了數(shù)據(jù)庫的發(fā)展。有一些在數(shù)據(jù)模型、事務處理以及數(shù)據(jù)庫組織等各層都集成了新的技術、工具與機制，例如對象數(shù)據(jù)庫技術、時態(tài)數(shù)據(jù)庫技術、實時數(shù)據(jù)庫技術和主動數(shù)據(jù)庫技術。有一些在系統(tǒng)的體系結構方面采用和集成了新技術，例如內存數(shù)據(jù)庫技術、并行數(shù)據(jù)庫技術、分布式數(shù)據(jù)庫技術和數(shù)據(jù)倉庫技術。有一些則采用和引入非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術，從而增強了系統(tǒng)對有關應用的支持能力，例如工程數(shù)據(jù)庫技術、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫技術、空間數(shù)據(jù)庫技術、知識庫技術和多媒體數(shù)據(jù)庫技術。

有些學者贊同立足于傳統(tǒng)的關系數(shù)據(jù)庫技術，針對其他科學新技術的具體情況，對于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進行不同層次上的擴充。有些學者則主張立足于新的應用需求和計算機未來世界的發(fā)展，研究全新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術沿著不同的方向發(fā)展，呈現(xiàn)出五彩繽紛的景象，其發(fā)展的特點如下。

（1）借鑒面向對象的方法和技術。面向對象的方法和技術對計算機各個領域都產(chǎn)生了深遠的影響，這給面臨挑戰(zhàn)的數(shù)據(jù)庫技術帶來了機會和希望。數(shù)據(jù)庫的設計者借助于面向對象的方法和技術，提出了面向對象的模型。該模型克服了傳統(tǒng)模型的局限性，為新一代數(shù)據(jù)庫的探索提供了方向，促進了數(shù)據(jù)庫技術在新的技術基礎之上繼續(xù)發(fā)展。

（2）數(shù)據(jù)庫技術和多學科的有機結合。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)大家族的基礎，數(shù)據(jù)庫技術和其他學科的有機結合是現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的重要特征，現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎上建立起來的。計算機科學技術的發(fā)展日新月異，這些新技術對數(shù)據(jù)庫的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。數(shù)據(jù)庫的設計者利用新技術建立了一系列新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，例如并行計算與數(shù)據(jù)庫相結合形成并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，知識工程與數(shù)據(jù)庫相結合產(chǎn)生知識庫系統(tǒng)，多媒體技術與數(shù)據(jù)庫相結合形成多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫與這些技術不是簡單的集成和組合，而是有機結合、互相滲透，導致數(shù)據(jù)庫的某些概念、技術內容、應用領域，甚至某些原理都發(fā)生了重大變化。

（3）面向應用領域的設計。數(shù)據(jù)庫應用的需求是數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展的源泉和動力，為了適應數(shù)據(jù)庫應用多元化的要求，結合各個應用領域的特點，一系列適合各個應用領域的數(shù)據(jù)庫新技術層出不窮。例如數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、科學數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫和地理數(shù)據(jù)庫等等。

四、數(shù)據(jù)庫新技術的綜合應用

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在廣泛的應用中與諸多新技術相結合，例如分布處理技術、并行計算技術、人工智能技術、多媒體技術和模糊技術等，衍生出多種新的數(shù)據(jù)庫技術?，F(xiàn)代信息系統(tǒng)已不是單純的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，難以使用單一的數(shù)據(jù)庫技術實現(xiàn)，而是以數(shù)據(jù)庫技術為核心，結合多種信息技術的綜合性應用。例如現(xiàn)代電子政務、電子商務系統(tǒng)雖然是以數(shù)據(jù)庫技術為核心，但它不只是一個簡單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而是一個基于網(wǎng)絡的、具有智能支持的、支持多維復雜數(shù)據(jù)類型的協(xié)同化信息系統(tǒng)。

新一代數(shù)據(jù)庫技術和應用的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下四個方面。（！）網(wǎng)絡化。現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)大多是基于Web的系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)庫技術目前主要包括XML數(shù)據(jù)庫、移動數(shù)據(jù)庫技術、Web搜索技術和Web數(shù)據(jù)挖掘等。（2）智能化。現(xiàn)代信息系統(tǒng)不僅提供信息的管理和查詢，更重要的是提供信息服務、知識和決策咨詢等。基于知識的數(shù)據(jù)庫技術主要包括知識庫系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘技術和決策支持系統(tǒng)等。（3）多維化。數(shù)據(jù)庫技術需要支持多維數(shù)據(jù)模型，目前主要包括時態(tài)數(shù)據(jù)庫技術、數(shù)據(jù)倉庫技術和多媒體數(shù)據(jù)庫技術等。（4）協(xié)同化。協(xié)同技術是軟件發(fā)展的重要方向，相關數(shù)據(jù)庫技術主要包括工作流數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換技術和協(xié)同編著等。

五、結語

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫是支持現(xiàn)代應用、滿足除傳統(tǒng)應用以外還有特殊要求的數(shù)據(jù)庫。由于應用特征及其要求的變化多樣，加之數(shù)據(jù)庫設計者和應用者的不同立場、觀點、策略和方法，現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術多頭并進，從而形成了現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫世界百花齊放的景象。

【參考文獻】

[1] 湯庸. 高級數(shù)據(jù)庫技術與應用[M].北京：高等教育出版社， 2008.

作者簡介：王曉東（1971-），男，漢族，湖北十堰人，副教授，主要研究方向：軟件開發(fā)。