數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展漫談

【摘 要】數(shù)據(jù)庫技術(shù)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(shù)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(shù)的范疇和實(shí)現(xiàn)途徑。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)庫;技術(shù);發(fā)展

一、引言

數(shù)據(jù)庫技術(shù)是應(yīng)數(shù)據(jù)管理任務(wù)的需要而產(chǎn)生的，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展隨著對(duì)數(shù)據(jù)管理要求的提高而不斷變化。新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域，如地理信息系統(tǒng)和知識(shí)庫系統(tǒng)等，為數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用開辟了新天地;另一方面，在應(yīng)用中管理方面的新需求也直接推動(dòng)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究與發(fā)展。以關(guān)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(lǐng)域的要求，因?yàn)樾碌膽?yīng)用要求數(shù)據(jù)庫能夠處理復(fù)雜性較高的數(shù)據(jù)，例如處理與時(shí)間有關(guān)的屬性，甚至還要求數(shù)據(jù)庫有動(dòng)態(tài)性和主動(dòng)性。為了滿足現(xiàn)代應(yīng)用的需要，必須將數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理技術(shù)完善地集成，以形成現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)，例如時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。

二、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新要求

現(xiàn)代應(yīng)用所涉及的范圍很廣泛，呈現(xiàn)出的特征行為非常復(fù)雜，對(duì)數(shù)據(jù)庫的要求也十分多樣，例如數(shù)據(jù)庫要有主動(dòng)性，數(shù)據(jù)庫能表達(dá)數(shù)據(jù)的時(shí)間屬性等?，F(xiàn)代應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)庫要求的一個(gè)具體體現(xiàn)是對(duì)數(shù)據(jù)模型的新要求，主要是以下三個(gè)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(jié)構(gòu)方面要求能夠表達(dá)更復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型以及數(shù)據(jù)之間各種復(fù)雜聯(lián)系，能夠表示非結(jié)構(gòu)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(jìn)行各種其他類型的特殊操作，要求數(shù)據(jù)對(duì)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(qiáng)主動(dòng)性和雙向作用。

現(xiàn)代應(yīng)用的復(fù)雜性、主動(dòng)性和時(shí)態(tài)性等特性對(duì)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(diǎn)。（1）提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)建模能力。（2）提供新的查詢機(jī)制。（3）提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與共享能力。（4）提供復(fù)雜事務(wù)管理機(jī)制。（5）提供先進(jìn)的圖形設(shè)施。（6）提供時(shí)態(tài)處理機(jī)制。（7）提供觸發(fā)器或主動(dòng)能力?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫本身就是應(yīng)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(yīng)用的需求。

三、現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的實(shí)現(xiàn)途徑

數(shù)據(jù)庫新技術(shù)的出現(xiàn)，有力地推動(dòng)了數(shù)據(jù)庫的發(fā)展。有一些在數(shù)據(jù)模型、事務(wù)處理以及數(shù)據(jù)庫組織等各層都集成了新的技術(shù)、工具與機(jī)制，例如對(duì)象數(shù)據(jù)庫技術(shù)、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)和主動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)。有一些在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)方面采用和集成了新技術(shù)，例如內(nèi)存數(shù)據(jù)庫技術(shù)、并行數(shù)據(jù)庫技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)和數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)。有一些則采用和引入非傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)有關(guān)應(yīng)用的支持能力，例如工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)、知識(shí)庫技術(shù)和多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)。

有些學(xué)者贊同立足于傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)，針對(duì)其他科學(xué)新技術(shù)的具體情況，對(duì)于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行不同層次上的擴(kuò)充。有些學(xué)者則主張立足于新的應(yīng)用需求和計(jì)算機(jī)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(shù)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(diǎn)如下。

（1）借鑒面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)。面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)各個(gè)領(lǐng)域都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響，這給面臨挑戰(zhàn)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)帶來了機(jī)會(huì)和希望。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)者借助于面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)，提出了面向?qū)ο蟮哪Ｐ?。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(jìn)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)在新的技術(shù)基礎(chǔ)之上繼續(xù)發(fā)展。

（2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)和多學(xué)科的有機(jī)結(jié)合。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)大家族的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)和其他學(xué)科的有機(jī)結(jié)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(chǔ)上建立起來的。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，這些新技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)者利用新技術(shù)建立了一系列新的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，例如并行計(jì)算與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合形成并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，知識(shí)工程與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合產(chǎn)生知識(shí)庫系統(tǒng)，多媒體技術(shù)與數(shù)據(jù)庫相結(jié)合形成多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫與這些技術(shù)不是簡(jiǎn)單的集成和組合，而是有機(jī)結(jié)合、互相滲透，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫的某些概念、技術(shù)內(nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域，甚至某些原理都發(fā)生了重大變化。

（3）面向應(yīng)用領(lǐng)域的設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的需求是數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的源泉和動(dòng)力，為了適應(yīng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用多元化的要求，結(jié)合各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的特點(diǎn)，一系列適合各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)層出不窮。例如數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫、科學(xué)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(shù)的綜合應(yīng)用

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在廣泛的應(yīng)用中與諸多新技術(shù)相結(jié)合，例如分布處理技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)、人工智能技術(shù)、多媒體技術(shù)和模糊技術(shù)等，衍生出多種新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)?，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(shù)實(shí)現(xiàn)，而是以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為核心，結(jié)合多種信息技術(shù)的綜合性應(yīng)用。例如現(xiàn)代電子政務(wù)、電子商務(wù)系統(tǒng)雖然是以數(shù)據(jù)庫技術(shù)為核心，但它不只是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而是一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的、具有智能支持的、支持多維復(fù)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(shù)和應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面。（?。┚W(wǎng)絡(luò)化?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)大多是基于Web的系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)目前主要包括XML數(shù)據(jù)庫、移動(dòng)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、Web搜索技術(shù)和Web數(shù)據(jù)挖掘等。（2）智能化?，F(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(wù)、知識(shí)和決策咨詢等?；谥R(shí)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要包括知識(shí)庫系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和決策支持系統(tǒng)等。（3）多維化。數(shù)據(jù)庫技術(shù)需要支持多維數(shù)據(jù)模型，目前主要包括時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫技術(shù)和多媒體數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。（4）協(xié)同化。協(xié)同技術(shù)是軟件發(fā)展的重要方向，相關(guān)數(shù)據(jù)庫技術(shù)主要包括工作流數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換技術(shù)和協(xié)同編著等。

五、結(jié)語

現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫是支持現(xiàn)代應(yīng)用、滿足除傳統(tǒng)應(yīng)用以外還有特殊要求的數(shù)據(jù)庫。由于應(yīng)用特征及其要求的變化多樣，加之?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)者和應(yīng)用者的不同立場(chǎng)、觀點(diǎn)、策略和方法，現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)多頭并進(jìn)，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(xiàn)】

[1] 湯庸. 高級(jí)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社， 2008.

作者簡(jiǎn)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)。