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数据库系统原理 第九章 数据库技术的热点与前沿问题 本章主要内容 数据库系统的崛起及其快速发展道路 数据库技术的发展现状 新型数据库的应用 对数据库技术的展望 数据库的快速发展道路 数据库系统实际上是一个集成了大容量数据管理技术的大型复杂计算机系统。从数据库技术的起源和发展过程来看，数据库系统是从数据库的管理工具集演变而来的。自20世纪60年代末数据库技术诞生以来，数据模型经历了从层次型、网状型、关系型到面向对象型及对象关系型的发展历程。 不可否认，社会的强劲需求是数据库技术产生与发展的直接的强大动力。 在数据库系统出现之前，各个应用拥有自己专用数据，存放在专用文件中，这些数据和其它文件中的数据有大量的重复 数据库概念的一个重要贡献是应用系统中所有数据独立于各个应用并由DBMS统一管理，实现了数据资源的整体管理。 数据库的快速发展道路 在三十多年的历程中，随着计算机硬件和软件技术的不断发展和进步，计算机应用领域的不断拓展，对数据管理和数据库技术也不断提出新的挑战。利用计算机进行数据管理由手工管理和文件系统管理发展到数据库管理，由层次和网状数据库系统发展到关系数据库、面向对象的数据库系统，由科学计算领域发展到工程设计、人工智能领域。 数据库的快速发展道路 层次式DBMS和网状式DBMS获得了成功，在20世纪70年代风靡全球。 但此时许多学者看到了层次、网状系统的缺点：用指针实现数据间联系，数据操纵语言是过程性的。 这两种系统对用户提出很高的要求，阻碍了系统的推广使用。 数据库的快速发展道路 1970年，IBM公司的E.F.Codd发表关于关系数据模型的著名论文，被公认为是数据库发展史上的重要里程碑。在关系模型中，数据按照二维表格形式组织和理解，并把表格看成是集合。 这样，集合论和数理逻辑的理论就成为关系模型固有的理论基础。20世纪整个70年代和80年代的前半期，数据库界集中围绕关系数据库进行了大量的研究和实验工作，使得关系数据库的理论和实践都趋于成熟。关系运算理论和关系规范化理论在商用关系DBMS产品中得到了应用。 数据库的快速发展道路 当然，在关系数据库技术和系统取得交口赞誉的同时，人们对更强功能的信息管理技术的要求也越来越迫切。大家首先注意到非商业应用系统（如CIMS、CASE领域）的需求，这些应用中数据的典型特点是结构复杂，对管理有特殊要求。在20世纪80年代，面向对象数据模型应运而生。面向对象模型是基于面向对象技术扩充传统的数据模型而形成的。经过六七年的研究和开发，形成了一批面向对象数据库（OODB）系统。 数据库的快速发展道路 由于技术惯性等原因，OODB并未像期望的那样取得更大的成功。许多关系数据库厂商在原有关系数据库设施之上，吸收了面向对象技术的特点，增加了一些特定的数据处理子程序，使其具有面向对象特点，提出“对象关系数据库”（ORDB）模型，将他们各自的产品升级为对象关系数据库管理环境。 数据库的快速发展道路 当回顾数据库技术发展的历史，我们看到数据库领域所取得的成就主要集中在关系数据库、事务管理和查询优化等方面。 关系数据库由于其简单性和清晰的概念及扎实的理论基础，得到了学者、厂商和最终用户的支持，形成了数据库目前的繁荣局面。 事务管理是DBMS支持数据共享和多用户操作的关键，保持数据完整性和简化应用编程人员工作（无须关心其它并发使用同一数据的应用程序的干扰）的基本措施。 数据库的快速发展道路 查询优化是数据库系统性能提高的基础，尤其在关系系统中系统性能主要由系统自身负责，数据查询语言是非过程性的，查询优化显得更为重要。 从某种意义上说，关系数据库得以取代层次、网状数据库而成为市场主宰，查询优化技术的突破是一个重要因素。 要使面向对象数据库和对象关系数据库能像关系数据库那样广泛应用，必须在系统性能的改善和用户操作方面有所突破才行。 数据库技术的发展现状 当今的数据库技术，一方面是关系数据库技术的不断扩充适应新领域的需要，另一方面是新的研究方向不断扩展，如面向对象数据库，对象关系数据库，数据仓库技术，支持Internet等等。在数据库技术领域要不断注意新的发展动向。 数据库技术的发展现状 在工程设计领域，利用计算机进行信息的集成和管理已经是当今计算机应用的一个主要方向，计算机的集成化包括数据的集成和共享，软件的集成和共享，信息处理设备的即插即用。 数据库技术的发展现状 在传统的数据库系统中，数据存储在访问速度相对较慢的存储设备上，并允许多个用户并发访问，人们集中研究了数据库系统的性能、完整性、可维护性和可靠性等问题。提高系统性能的障碍是：数据库放在外存，甚至分布存放在多台机器上。完整性是通过数据的完整性约束和可串行化事务来达到的。系统的可维护性是通过将数据的逻辑结构与物理结构分离实现的，以及DBMS