淺談數據庫的發展沿革

摘 要：數據庫技術從數據管理的角度看，數據庫技術到目前共經歷了3個階段，數據庫在我國正得到愈來愈廣泛的應用，必將成為經濟管理的有力工具。

關鍵詞：數據庫 人工管理階段 文件系統階段 數據庫系統階段

數據庫技術是計算機科學技術中發展最快、應用做廣泛的領域之一，它是計算機信息系統與應用程序的核心技術和重要基礎。隨著計算機硬件和軟件的發展，數據庫技術也不斷地發展。從數據管理的角度看，數據庫技術到目前共經歷了原始簡單的人工管理階段、使用方式較為復雜的文件系統階段和全新的功能豐富的數據庫系統階段。

一.原始簡單的人工管理階段

人工管理階段是指計算機誕生的初期(即20世紀50年代后期之前)，這個時期的計算機主要用于科學計算。從硬件看，沒有磁盤等直接存取的存儲設備；從軟件看，沒有操作系統和管理數據的軟件，數據處理方式是批處理。

這個時期數據管理的特點是：""

1.數據不保存""

該時期的計算機主要應用于科學計算，一般不需要將數據長期保存，只是在計算某一課題時將數據輸入，用完后不保存原始數據，也不保存計算結果。""

2.沒有對數據進行管理的軟件系統""

程序員不僅要規定數據的邏輯結構，而且還要在程序中設計物理結構，包括存儲結構、存取方法、輸入輸出方式等。因此程序中存取數據的子程序隨著存儲的改變而改變，數據與程序不具有一致性。""

3.沒有文件的概念""

數據的組織方式必須由程序員自行設計。""

4.一組數據對應于一個程序，數據是面向應用的""

即使兩個程序用到相同的數據，也必須各自定義、各自組織，數據無法共享、無法相互利用和互相參照，從而導致程序和程序之間有大量重復的數據。

這一代數據庫系統的代表產品是IBM公司在1969年研制出的層次模型數據庫管理系統。是數據庫系統的先驅，其中網狀數據庫則是數據庫概念、方法、技術的奠基。由于這一階段的方式簡單原始，所以生命力不強，使用時間很短。

二.使用方式較為復雜的文件系統階段

使用方式較為復雜的文件系統階段是指計算機不僅用于科學計算，而且還大量用于管理數據的階段(從50年代后期到60年代中期)。在硬件方面，外存儲器有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設備。在軟件方面，操作系統中已經有了專門用于管理數據的軟件，稱為文件系統。

這個時期數據管理的特點是：

1.數據需要長期保存在外存上供反復使用由于計算機大量用于數據處理，經常對文件進行查詢、修改、插入和刪除等操作，所以數據需要長期保留，以便于反復操作。

2.程序之間有了一定的獨立性操作系統，提供了文件管理功能和訪問文件的存取方法，程序和數據之間有了數據存取的接口，程序可以通過文件名和數據打交道，不必再尋找數據的物理存放位置，至此，數據有了物理結構和邏輯結構的區別，但此時程序和數據之間的獨立性尚還不充分。

3.文件的形式已經多樣化，由于已經有了直接存取的存儲設備，文件也就不再局限于順序文件，還有了索引文件、鏈表文件等，因而，對文件的訪問可以是順序訪問，也可以是直接訪問。

4.數據的存取基本上以記錄為單位

1970年，IBM公司的研究員E.F.Codd在題為《大型共享數據庫數據的關系模型》的論文中提出了數據庫的關系模型，為這一代技術奠定了理論基礎。到了80年代，幾乎所有新開發的數據庫系統都是此型的。真正使得關系數據庫技術實用化的關鍵人物是James Gray。Gray在解決如何保障數據的完整性、安全性、并發性以及數據庫的故障恢復能力等重大技術問題方面發揮了關鍵作用。關系數據庫系統的出現，促進了數據庫的小型化和普及化，使得在微型機上配置數據庫系統成為可能。

三.全新的功能豐富的數據庫系統階段

功能豐富的數據庫系統階段是從60年代后期開始的。在這一階段中，數據庫中的數據不再是面向某個應用或某個程序，而是面向整個企業(組織)或整個應用的。

該階段的特點是：

1.采用復雜的結構化的數據模型

數據庫系統不僅要描述數據本身，還要描述數據之間的聯系。這種聯系是通過存取路徑來實現的。

2.較高的數據獨立性

數據和程序彼此獨立，數據存儲結構的變化盡量不影響用戶程序的使用。

3.最低的冗余度

數據庫系統中的重復數據被減少到最低程度，這樣，在有限的存儲空間內可以存放更多的數據并減少存取時間。

4.數據控制功能

數據庫系統具有數據的安全性，以防止數據的丟失和被非法使用；具有數據的恢復功能，在數據庫被破壞或數據不可靠時，系統有能力把數據庫恢復到最近某個時刻的正確狀態。

目前已從多方面發展了現行的數據庫系統技術。我們可以從數據模型、新技術內容、應用領域三個方面概括這一代數據庫系統的發展。

(1) 面向對象的方法和技術對數據庫發展的影響最為深遠

80年代，面向對象的方法和技術的出現，對計算機各個領域，包括程序設計語言、軟件工程、信息系統設計以及計算機硬件設備等都產生了深遠的影響，也給面臨新挑戰的數據庫技術帶來了新的機遇和希望。

(2) 數據庫技術與多學科技術的有機結合

數據庫技術與多學科技術的有機結合是當前數據庫發展的重要特征。計算機領域中其他新興技術的發展對數據庫技術產生了重大影響。傳統的數據庫技術和其他計算機技術的結合、互相滲透，使數據庫中新的技術內容層出不窮。數據庫的許多概念、技術內容、應用領域，甚至某些原理都有了重大的發展和變化。

(3) 面向專門應用領域的數據庫技術的研究

為了適應數據庫應用多元化的要求，在傳統數據庫基礎上，結合各個專門應用領域的特點，研究適合該應用領域的數據庫技術。同時，數據庫系統結構也由主機/終端的集中式結構發展到網絡環境的分布式結構，隨后又發展成兩層、三層或多層客戶，多種數據庫結構滿足了不同應用的需求，適應了不同的應用環境。

總之使用數據庫可以帶來許多好處：如減少了數據的冗余度，從而大大地節省了數據的存儲空間；實現數據資源的充分共享等等。此外，數據庫技術還為用戶提供了非常簡便的使用手段使用戶易于編寫有關數據庫應用程序。數據庫在我國正得到愈來愈廣泛的應用，必將成為經濟管理的有力工具。