数据库系统的类型和发展

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1、数据库系统的类型和发展摘要：随着科学技术的发展，计算机技术不断应用到各行各业，数据存储不断膨胀的 需要，对未来的数据库技术将会有更高的要求。关键词：数据 数据库 数据库技术一、数据库系统的类型(一) IBM 的 DB2为关系数据库领域的开拓者和领航人，IBM在1977年完成了 System R系统 的原型， 1980 年开始提供集成的数据库服务器 System/38， 随后是 SQL/DSforVSE和VM，其初始版本与SystemR研究原型密切相关DB2 forMVSVl在 1983 年推出。该版本的目标是提供这一新方案所承诺的简单性，数据不相关性 和用户生产率。1988年DB2 for M

2、VS提供了强大的在线事务处理(OLTP)支持， 1989 年和 1993 年分别以远程工作单元和分布式工作单元实现了分布式数据库 支持。最近推出的 DB2 Universal Database 6.1 则是通用数据库的典范，是第 一个具备网上功能的多媒体关系数据库管理系统，支持包括Linux在内的一系列 平台。集成了基于开放系统、跨越多平台的数据库服务器(DB2、Informix);扩展了为各种数据类型信息提供整合访问通道的内容管理(Content Management， CM) 软件;帮助客户从各种数据中分析提取有价值信息的商业智能(BusinessIntellgent, BI)软件；整合异

3、构环境中的分布式信息的信息集成(Information Intergrator，II) 软件;降低客户管理维护成本的自主化工具软件。数据库：双引擎上个世纪七十年代， IBM 研究中心的 E.F.Codd 博士提出的关系型数据库模 式，奠定了关系型数据库发展的理论基础。1973年，IBM开始了历史上第一个关 系型数据库项目 System R 的研发。Informix作为OLTP的重要引擎，IBM 一直在加强稳定性方面做了很多工作， 如：每年在Informix投入10亿美元的研发、每18个月发布一个新版本等等。 从即将推出的 9.5 版本到未来的 9.6、 9.7 版本， IBM 已经开始规划未来

4、几年 Informix的研发以及两个数据库合二为一的研究。DB2最新版本Stinger,则更多地借鉴了 Informix在HADR(高可用性灾难恢复)和Geode tic Ext ender(支 持地理空间信息的管理)的主要技术。未来，合二为一是必然。信息集成:新利器以信息管理部门为例。数据库最早只是管理结构化数据，虽然后来关系数据 库也提供管理非结构化数据的能力，不过对非结构化数据的管理更多的是放在内 容管理系统中。而当数据被管理起来之后，对于数据的分析利用自然成为数据管 理领域的重点，因此随后商业智能的热度飞升。当IBMDB2在提供内容管理和商 业智能功能的时候，都是在 IBM DB2 通

5、用数据库的周围进行不断扩展。就 IBM 自己也说，今天的DB2已经不再只是一个数据库。它现在是作为IBM数据管理领 域的一个重要核心存在。 2003 年，当 IBM 将其原来的数据库部门更名为数据管 理部门，再更名为信息管理部门之后，同年7月推出的DB2 II又树起了 DB2家 族的另一个核心。2004年8月，IBM推出了新版DB2 II测试代号为Masala,更关注Web 上的信息处理能力，它集成的不仅是结构化数据，还能对文本文件、邮件、声频、 视频等多类型的异构数据进行集成，从而使用户通过Web获取关于同一对象多方 面的信息。BI 作为数据淘金术，它的实现方式多种多样，规模和特点一般都是从

6、用户 的需求决定的。 IBM BI 主要包括数据抽取、数据仓库、多维数据分析和实时报 表的功能，通过把企业的相关业务信息整合起来进行深加工，把原始数据变成指 导业务决策的有用信息和知识。同时， IBM BI 又是一个易用的报表系统，它可 以让不懂计算机的业务人员自己定制自己需要的业务报表而无需程序开发。内容管理：智能化具有代表性的产品是IBM内容管理V8。它提供了一套可靠的、易升级的、 强劲的企业内容管理(ECM )体系架构，也同时提供了强劲的、安全的和高扩展能 力的服务来使得企业用户能非常容易地访问电子商务的内容。这种体系架构能够 通过具有强劲、灵活的数据模型的单一存储库来支持不同的、异构的

7、内容管理技 术, 包括文档管理、数字媒体资产管理、网站内容管理等等，这种数据模型使得 我们能非常容易地在不同系统之间实现内容共享，从而极大地提高业务处理流程 的效率，满足对内容整个生命周期的管理，包括捕获、存储、组织、流转、归档、 跟踪和销毁。工具：自主化IBM信息管理工具主要分为四类，用户能够从每一类产品中按需选择任意数 目的IBM工具，创建一个完整、灵活和经济实用的解决方案。数据库管理工具集用于帮助用户精简数据库管理任务，提高系统整体效 用。性能管理工具集 在高需求的情况下可提高峰值运行水平。恢复与复制工具集 能够满足用户的备份和恢复要求。 应用管理工具集 支持用户从全球快诉获取信息。(二

8、) OracleOracle前身叫SDL，由Larry Ellison和另两个编程人员在1977创办。1979 年， Oracle 公司引入了第一个商用 SQL 关系数据库管理系统。 Oracle 公司是最 早开发关系数据库的厂商之一，其产品支持最广泛的操作系统平台。 Oracle 的 路线同 Sun 微系统公司类似，都提出了网络计算机的概念1、Oracle 电子商务套件Oracle 电子商务套件是行业中第一个集成的基于互联网的商务应用套件， 它将前台与后台运营中的关键业务流程自动化。Oracle电子商务套件涵盖了营 销、销售、服务、合同、定单管理、产品设计、采购、供应链、制造、财务、项 目管

9、理、人力资源与专业服务自动化在内的企业中每一个领域的业务。Oracle 电子商务套件能够使用户在实施业务应用时拥有前所未有的可选择性 与灵活性，它的开放式基础架构与单一数据模型使用户在部署套件中的应用软件 时拥有多种选择，既可以单独使用，也可以组成业务流，还可以作为一个整体的 集成套件来部署。Oracle电子商务套件既可以作为用CD ROM为载体的传统软件 的形式，也可以作为一种在线服务的形式来提供给用户。2、Oracle10g 新一代电子商务平台Oracle10g 是业界第一个完整的、智能化的新一代 Internet 基础架构，OraclelOg电子商务平台实际上是指Oracle数据库10g

10、、Oracle应用服务器10g 和Oracle开发工具套件10g的完整集成。Oracle 数据库 lOg 是第一套具有无限可伸缩性与高可用性，并可在集群环 境中运行商业软件的互联网数据库，具有400多个领先的数据库功能，在集群技 术、高可用性、商业智能、安全性、系统管理等方面都实现了新的突破。应用集 群技术(Real Applica tion Clus ters)能够提供近乎无限的扩充能力与整体可 用性，为用户带来透明的、高速增长的集群功能。Oracle应用服务器10g是J2EE认证的、最轻、最快、最具伸缩性的应用服 务器，提供了企业门户软件、无线支持、高速缓存、轻量级 J2EE 引擎、商务智

11、 能、快速应用开发、应用与业务集成、 Web 服务等多种应用开发功能，形成完整 的电子商务应用开发和部署环境。使用了 Oracle应用服务器10g的用户可以通 过升级软件来取代升级硬件，大大的节省了基础设施的成本花费。Oracle 开发工具套件 l0g 是一套完整的集成开发工具，可用于快速开发使 用 Java 和 XML 语言的互联网应用和 Web 服务，支持任何语言、任何操作系统、 任何开发风格、开发生命周期的任何阶段以及所有最新的互联网标准。9i之后的Oracle的硬件要求很高，(Windows版本)9i建议配512M内存， 10g建议配1G内存。3、Oracle11g与无压缩格式下存储数

12、据相比，新的 Oracle 数据压缩技术能够确保以较小的 开销节省三倍以上的磁盘存储空间。自动诊断知识库(Automatic Diagnostic Repository, ADR)是专门针对严 重错误的知识库。该知识库基本上能够自动完成一些以往需要由数据库管理员来 手动完成的操作。作为 ADR 的一部分，SQL 性能分析器(SQL Performance Analyzer， SPA)。SQL 性能分析器是一个整体调整工具，管理员可以通过该工具在数据库上定义和 重演(replay) 个典型的工作负载，之后管理员可以调节整体参数来使数据库 尽快的达到最佳性能而这一任务同样也是许多年以来由数据库管理

13、员手动 完成的。自动内存管理特性可以追根溯源至Oracle 9i，那时甲骨文公司推出首款自动调 节存储池的工具。 AMM 工具其实就是一种探测机制。实际上， Oracle llg 有很 多随机访问存储池，当存储管理模式(Access Management Mode， AMM)探测到 某个存储池中已满时，它将整个随机存储器(Random Access Memory， RAM)从 一个区域分配到其他相对合适的区域。4、XMLXML 在数据存储方面有一个明显的优点，那就是可以直接将逻辑关系编写 在XML文件当中。一个时髦的XML数据库应该提供哪些功能呢?归纳起来应该有 四个基本功能：使用、存储、查询

14、和产生XML的能力。在 Oracle 10g 中，曾被人们津津乐道的最重要的改进是增加了对 XML schema(XML 语法)转换的支持，它允许用户通过将现有的数据映射为新的 schema 来实现XML schema转换。而不必把所有XML数据输出后再重新输入进去，其它 事情将由数据库自动完成。在Oracle 11g中，XML DB的性能又获得很大提高，XML DB是Oracle数据 库的一个组件，客户可以以本机方式存储和操作XML数据。llg增加了对二进制 XML数据的支持，现在客户可以选择适合自己特定应用及性能需求的XML存储选 项。5、网格计算 网格计算将多个服务器和存储器当作一台大型

15、电脑协调使用，使它们在高速 网络上动态地共享计算机资源，以满足不断变化的计算需求。简而言之，即将多 个服务器和存储器当作一台主机协调使用。网格计算被广泛视为未来的计算方 式。从甲骨文此次推出的llg可以看到，在安全方面除了 10g已经存在的 数据阀门和加密外，llg又增加了四项安全功能，即安全备份、非对称数据的授 权安全检索、监控、管理和报警。Oracle llg数据库增强了 Oracle透明数据加密功能，将这种功能扩展到了 卷级加密之外。llg还增加了表空间加密功能，可用来加密整个表、索引和所存 储的其它数据。存储在数据库中的大型对象也可以加密。甲骨文很注重llg在安全上的表现，闪回交易技术

16、可以撤销错误交易以及任何 相关交易，并行备份和恢复功能。另外，一种新的顾问软件数据恢复顾问，可 自动调查问题，智能地确定恢复计划并处理多种故障情况。Oracle llg 的 Oracle Data Guard 组件可用于对生产数据库的报告、备份、 测试和“滚动”升级。通过将工作量从生产系统卸载到备用系统，并组成一个更 经济的灾难恢复解决方案。6、Oracle 特点* ORACLE7.X 以来引入了共享 SQL 和多线索服务器体系结构。这减少了 ORACLE 的资源 占用，并增强了 ORACLE 的能力，使之在低档软硬件平台上用较少的资源就可以支持更多的 用户，而在高档平台上可以支持成百上千个用

17、户。* 提供了基于角色 (ROLE) 分工的安全保密管理。在数据库管理功能、完整性检查、安全 性、一致性方面都有良好的表现。* 支持大量多媒体数据，如二进制图形、声音、动画以及多维数据结构等。* 提供了与第三代高级语言的接口软件 PRO* 系列，能在 C,C+ 等主语言中嵌入 SQL 语句 及过程化(PL/SQL)语句，对数据库中的数据进行操纵。加上它有许多优秀的前台开发工具如 POWER BUILD、SQL*FORMS、VISIA BASIC 等，可以快速开发生成基于客户端 PC 平台的应用 程序，并具有良好的移植性。* 提供了新的分布式数据库能力。可通过网络较方便地读写远端数据库里的数据，

18、并有对称 复制的技术。(三)SQL Serverl987 年，微软和 IBM 合作开发完 成 OS/2 ， IBM 在其销售的 OS/2 Exte ndedEdition 系统中绑定 了 OS/2Database Manager ，而微软产品 线中尚缺 少数据库产品。为此，微软将目光投向Sybase，同Sybase签订了合作协 议，使用Sybase的技术开发基于OS/2平台的关系型数据库。1989年，微 软发布 了 SQL Server 1.0 版。SQL是英文St rue tured Query Language的缩写，意思为结构化查 询语言。SQL语言的主要功能就是同各种数据 库建立联系，

19、进行沟通。按照 ANSI（美国国家标准协会）的规定，SQL被作为关系型数据库 管理系统的标准 语言。SQL语句可以用来执行各种各样的操作，例如 更新数据库中的数据， 从数据库中提取数据等。目前，绝大多数流行 的关系型数据库管理系统， 如 Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server, Access 等都采用 了 SQL 语言 标准。虽然很多数据库都对SQL语句进行了再开发和扩展，但是包 括Sele ct, Insert, Update,Delete, Create,以及 Drop 在内的标准的 SQL 命令仍然可以被用来完成几乎所有的数据库操作SQL Server

20、特点：1真正的客户机 /服务器体系结构。2图形化用户界面，使 系统管理和数据库管理更加直观 、简单。3丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择余地 。4. SQL Server与Windows NT完全集成，利用了 NT的许多功能，如发 送和接受消息，管理登录安全性等。SQL Server也可以很好地与Microsof t BackOffice 产品集成。5具有很好的伸缩性，可跨越从运行Windows 95/98的膝上型电脑到 运行Windows 2000的大型多处理器等多种平 台使用。6. 对Web技术的支持，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到 Web页面上。7. SQL

21、 Server提供数据仓库功能，这个功能只在Oracle和其他更昂 贵的DBMS中才有。8. 支持 XML（Extensive Markup Language ，扩展标记语言 ）9. 强大的基于Web的分析10支持OLE DB和多种查询11.支持分布式的分区视图（四）SybaseSybase公司成立于1984年，公司名称“Sybase取自“system和 “database 相结合的含义。Sybase公司的创始人之一 Bob Epstein是Ingres 大学版（与System/R同时期的关系数据库模型产品）的主要设计人员。公司的 第一个关系数据库产品是1987年5月推出的Sybase SQL

22、Server1.0。Sybase首 先提出Client/Server数据库体系结构的思想，并率先在Sybase SQLServer中 实现。一、Sybase数据库简介1. 版本1984 年，Mark B. Hiffman 和 Robert Epstern 创建了 Sybase 公司，并在 1987年推出了 Sybase数据库产品。SYBASE主要有三种版本，一是UNIX操作系 统下运行的版本，二是 Novell Netware 环境下运行的版本，三是 Windows NT 环境下运行的版本。对UNIX操作系统目前广泛应用的为SYBASE 10及SYABSE 11 for SCO UNIX。2S

23、ybase 数据库的特点（1）它是基于客户/服务器体系结构的数据库 一般的关系数据库都是基于主/从式的模型的。在主/从式的结构中，所有的应用都运行在一台机器上。用户只是通过终端发命令或简单地查看应用运行的结 果。而在客户/服务器结构中，应用被分在了多台机器上运行。一台机器是另一 个系统的客户，或是另外一些机器的服务器。这些机器通过局域网或广域网联接 起来。客户/服务器模型的好处是： 它支持共享资源且在多台设备间平衡负载 允许容纳多个主机的环境，充分利用了企业已有的各种系统（2）它是真正开放的数据库 由于采用了客户/服务器结构，应用被分在了多台机器上运行。更进一步，运行在客户端的应用不必是Syb

24、ase公司的产品。对于一般的关系数据库，为了 让其它语言编写的应用能够访问数据库，提供了预编译。Sybase数据库，不只 是简单地提供了预编译，而且公开了应用程序接口 DB-LIB，鼓励第三方编写 DB-LIB接口。由于开放的客户DB-LIB允许在不同的平台使用完全相同的调用， 因而使得访问DB-LIB的应用程序很容易从一个平台向另一个平台移植。（3）它是一种高性能的数据库Sybase 真正吸引人的地方还是它的高性能。体现在以下几方面：A, .可编程数据库 通过提供存储过程，创建了一个可编程数据库。存储过程允许用户编写自己的数据库子例程。这些子例程是经过预编译的，因此不必为每次调用都进行编译、

25、 优化、生成查询规划，因而查询速度要快得多。B, 事件驱动的触发器 触发器是一种特殊的存储过程。通过触发器可以启动另一个存储过程，从而确保数据库的完整性。C, 多线索化Sybase 数据库的体系结构的另一个创新之处就是多线索化。一般的数据库 都依靠操作系统来管理与数据库的连接。当有多个用户连接时，系统的性能会大 幅度下降。Sybase数据库不让操作系统来管理进程，把与数据库的连接当作自 己的一部分来管理。此外， Sybase 的数据库引擎还代替操作系统来管理一部分 硬件资源，如端口、内存、硬盘，绕过了操作系统这一环节，提高了性能。 二、数据库的发展史根据数据模型的发展，可以划分为三个阶段：第一

26、代的网状、层次数据库系 统；第二代的关系数据库系统；第三代的以面向对象模型为主要特征的数据库系 统。第一代数据库的代表是1969年IBM公司研制的层次模型的数据库管理系统 IMS和70年代美国数据库系统语言协商CODASYL下属数据库任务组DBTG提议的 网状模型。层次数据库的数据模型是有根的定向有序树，网状模型对应的是有向图。这两种数据库奠定了现代数据库发展的基础。这两种数据库具有如下共同点：1. 支持三级模式（外模式、模式、内模式）。保证数据库系统具有数据与程序的 物理独立性和一定的逻辑独立性；2.用存取路径来表示数据之间的联系；3.有独 立的数据定义语言；4.导航式的数据操纵语言。第二代

27、数据库的主要特征是支持关系数据模型（数据结构、关系操作、数据 完整性）。关系模型具有以下特点：1.关系模型的概念单一，实体和实体之间的连系用关系来表示；2. 以关系数学为基础；3. 数据的物理存储和存取路径对用户不透明；4. 关系数据库语言是非过程化的。第三代数据库产生于 80 年代，随着科学技术的不断进步，各个行业领 域对数据库技术提出了更多的需求，关系型数据库已经不能完全满足需求，于是 产生了第三代数据库。主要有以下特征：1.支持数据管理、对象管理和知识管理；2. 保持和继承了第二代数据库系统的技术；3. 对其它系统开放，支持数据库语言标准，支持标准网络协议，有良好的可 移植性、可连接性、

28、可扩展性和互操作性等。第三代数据库支持多种数据模型（比 如关系模型和面向对象的模型），并和诸多新技术相结合（比如分布处理技术、 并行计算技术、人工智能技术、多媒体技术、模糊技术），广泛应用于多个领域 （商业管理、GIS、计划统计等），由此也衍生出多种新的数据库技术。分布式数据库允许用户开发的应用程序把多个物理分开的、通过网络互联的 数据库当作一个完整的数据库看待。并行数据库通过cluster技术把一个大的事 务分散到 cluster 中的多个节点去执行，提高了数据库的吞吐和容错性。多媒体 数据库提供了一系列用来存储图像、音频和视频对象类型，更好地对多媒体数据 进行存储、管理、查询。模糊数据库是存储、组织、管理和操纵模糊数据库的数 据库，可以用于模糊知识处理。参考文献1 王珊 萨师煊，数据库系统概论，高等教育出版社，2008： 436.2 陈世红王小海数据库系统及应用详解M,人民邮电出版社，2007： 174196.3 宛森淼，康辉数据库系统教程M,清华大学出版社，2008： 1011.4 Imhoff C等.数据仓库设计.于戈等译.北京：机械工业出版社,2004.