淺談數據庫管理系統的研究進展及發展趨勢

邊夢琳 王米蘭

1.海南大學信息學院，海口570228；2. 東南大學計算機學院，南京211189

淺談數據庫管理系統的研究進展及發展趨勢

邊夢琳1王米蘭2

1.海南大學信息學院，海口570228；2. 東南大學計算機學院，南京211189

數據庫管理系統是基于某種前臺的開發工具和后臺數據庫，并在軟件工程相關理論的指導下所形成的應用系統，在企業，教育，醫療，航空，生物等領域有著廣泛的應用。本文分析了數據庫管理系統的發展歷史及研究進展，最后展望了數據庫管理系統的未來發展趨勢及方向。

數據庫管理系統；軟件工程；研究進展；未來趨勢

Database Management System;Software Engineering; Research Progress;Future Trends

引言

數據庫管理系統(Database Management Systems,簡稱DBMS)是指提供各種數據管理服務的計算機軟件系統, 這種服務包括數據對象定義、數據存儲與備份、數據訪問與更新、數據統計與分析、數據安全保護、數據庫運行管理以及數據庫建立和維護等[1-2]。由于企業信息化的目的就是要以現代信息技術為手段,對伴隨著企業生產和經營過程而產生的數據進行收集、加工、管理和利用, 以改善企業生產經營的整體效率, 增強企業的競爭力。所以,數據庫是企業信息化不可缺少的工具, 是絕大部分企業信息系統的核心。所以分析數據庫管理系統的現狀和發展趨勢有助于加速和推動企業信息化的進程。

1 數據庫管理系統的發展歷史

數據庫管理系統經歷了四個發展階段第一階段是60年代早期的人工管理階段，第二階段是70年代的文件系統階段，第三階段是80年代出現到90年代初成為主流的關系數據庫，第四階段是目前新興的面向對象的數據庫。

1.1 人工管理階段

早期的數據管理是人工進行的，當時的計算機主要是用來科學計算的，輸入數據運行后，不保存數據，只要計算后的結果。

1.2 文件系統階段

隨著計算機技術的發展，上世紀70年代后，計算機超越了只進行科學計算階段，已經能處理非數值數據。數據可以實現長久保存，并且實現了數據的邏輯結構和物理存儲的分開，減少數據的物理組織。數據可以實現多個應用，實現數據的重用，不同的程序，在了解其文件數據結構的基礎上可以重復應用。文件組織多樣化，可以有索引、接散和散列等文件，缺點是數據冗余度大，文件和應用程序關聯度大，不同程序應用時，重復定義重復存儲，不能共享，造成冗余度大，數據聯系弱，文件中的數據組織記錄由字段組成，內部有結構，但是，文件之間是孤立的整體，也沒有反映現實間事物的內在聯系，在應用上，很難能適用不同的應用。

1.3 關系數據庫

隨著80年代到90年代，一種建立在關系數據庫模型基礎上的數據庫，并且借助于集合代數等概念和方法來處理數據庫中的數據，稱為關系數據庫，現實世界中的各種實體以及實體之間的各種聯系均用關系模型來表示。目前主流的關系數據庫有Oracle, SQL, Access, DB2, Sqlserver, Sybase等[3]。

1.4 面向對象數據庫

面向對象數據庫是指把面向對象的方法和數據庫技術結合起來可以使數據庫系統的分析、設計最大限度地與人們對客觀世界的認識相一致。面向對象數據庫系統是為了滿足新的數據庫應用需要而產生的新一代數據庫系統。

2 數據庫管理系統的研究現狀

2.1 數據模型和數據序發展

數據庫管理系統是隨數據庫系統發展而發展的。自數據管理進入系統管理后，上世紀六七十年代，先后發展產生了層次數據庫系統、網狀數據庫系統和關系數據庫系統。這3個系統都是建立在相應的數據模型理論上的，數據模型是一種限制世界數據特征的抽象，在現實世界、信息世界和機器世界分別表達描述，分別以數據、信息或記錄等表示的。數據模型主要是數據結構、數據操作和數據約束等。

2.2 數據庫管理系統的形成

數據庫管理系統為了數據庫的建立、使用和管理維護而建立的。其功能主要有：數據定義；數據庫操作；數據庫運行管理；數據組織、存儲和管理；數據庫的建立和維護。數據庫管理系統的基本特征：數據結構化統一管理。這樣在統一的數據模型表示上，數據可以面向整個應用系統，容易維護擴展，數據冗余少，實現共享，較高的獨立性，數據和程序獨立，將數據的定義從程序中分離出去，數據庫管理系統存儲，從而簡化了應用程序。數據庫管理系統還提供了對安全性、完整性、并發和恢復的控制。

2.3 數據庫的智能化和集成化

數據庫技術的廣泛使用為企業和組織收集并積累了大量的數據。數據豐富知識貧乏的現實直接導致了聯機分析處理(OLAP)、數據倉庫(Data Warehousing) 和數據挖掘等技術的出現,促使數據庫向智能化方向發展。同時企業應用越來越復雜, 會涉及應用服務器、Web服務器、其他數據庫、舊系統中的應用以及第三方軟件等, 數據庫產品與這些軟件是否具有良好集成性往往關系到整個系統的性能[4]。

3 數據庫管理系統的發展趨勢

3.1 數據庫向應用軟件方向發展

隨著用于在線事務處理OLTP的數據庫管理系統的專業化發展，會出現管理要求不高，價格相對低廉的數據庫管理系統。這些系統與其他應用軟件進行集成，相當方便的指導初學者了解安裝和管理，向導自動完成許多任務調用的智能功能，使得DBMS易于安裝操作和管理。數據庫開發商還進行遠程管理功能的開發，富有經驗的數據庫管理人員可從其他地方來監視和管理數據庫，在某些情形下甚至是數據庫開發商來為用戶處理問題，這使得DBMS的管理要求降低，隨著用戶對應用開發商要求的增加這種趨勢將會持續。

3.2 數據庫和網絡結合起來

為了在激烈的競爭中取勝許多DBMS開發商把產品發展方向定為Internet數據庫。這些開發商正設法賦予數據庫網絡連接功能，擴充對網絡上多媒體數據的存儲和操作管理功能。通過設置Internet網絡接口，如支持H T T P 協議H y p e r t e x t Transfer Protocol。DBMS提供許多與網絡服務器功能相匹配的功能以實現與網絡的連接，其趨勢朝DBMS擁有網絡地址的方向發展。DBMS開發商認為DBMS是替代由網絡服務器擔負的數據和文件存儲的最好工具。隨著網絡商業化的發展，將開發出在DBMS上進行存儲的方法，并將取代目前把多媒體數據存放在網絡服務器的做法，同時DBMS還會具有傳輸控制和數據集成能力。

3.3 數據庫的優化存儲

以前企業信息管理的重點是把數據放入數據庫保存，而現在則是從數據庫中獲得信息。DBMS正在進行數據存儲的優化，如增加并行處理位圖序列化改進隊列算法[5]，預合計改善批量裝載能力等主要的功能。DBMS開發商已經開發出數據存儲的優化技術，但要達到最終要求還有很長的路要走。在此過渡期主要的DBMS開發商轉向建立新的數據存儲功能，并作為其DBMS產品的可選功能。IBM的DB2，OLAP Server把DB2與Hyperion Solutions公司的Essbase數據庫集成起來。Oracle Express Server采用從Information Resources購買的快遞Express技術，它們都能存放和管理多維數據陣列并具有直接分析復雜相關數據的能力。

3.4 數據庫技術發展高端化

數據庫技術一直是社會現實需要作為推動的，現代企業在全球化的競爭中，已經對信息化提出更高要求。這樣的現實需求推動著數據庫技術從以前的專門的技術領域走向與生產實際相結合的領域，走向企業等生產業務決策等前臺。要求數據庫從簡單的數據處理到信息服務、到業務本身管理，甚至到知識和決策。這就產生和發展了相應的技術，比如數據挖掘技術、知識庫專家系統、能處理和控制大量的生產信息和資源的數據庫技術如ERP。

[1]徐紅梅. 數據庫管理系統及其發展趨勢[J]. 微型機與應用. 2006; (10):11-13

[2]薩師煊, 王珊. 數據庫系統導論[M]. 北京：高等教育出版社. 2004;21-37

[3]蔡立軍, 翟亮. Oracle9關系數據庫適用教程[M]. 中國水電出版社. 2004;25-41

[4]張海藩. 軟件工程導論[M]. 北京：清華大學出版社. 2003;112-133

[5]陳平, 褚華. 軟件設計師[M]. 北京：清華大學出版社.2004;51-83

The Research Progress and Future Trends of Database Management System

Bian Menglin1Wang Milan2
1. School of Information, Hainan University, Haikou；, 5702282. School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing, 211189

Database management system is based on a desk development tools and backend database and formed under the guidance of the application system in software engineering related theories. It has wide range applications in the enterprise, education, medical, aerospace and biological fields. This paper analyzes the history of database management system and the research progress and future trends of database management system.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.050

邊夢琳，女,（1990-），本科，研究方向：數據庫技術及其應用。