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数据库技术发展的分水岭 --采访清华大学计算机科学与技术系周立柱教授 2003年06月30日 在IBM DB2诞生二十周年之际，作者于6月11日专门采访了清华大学计算机科学与技术系系主任周立柱教授。采访主要围绕两个话题进行，一是IBM DB2对于数据库领域技术发展的贡献，二是当前数据库领域发展的新方向。就这两个话题，周立柱教授谈了自己的看法，下面就是我们这次采访的谈话记录。 一、关系型数据库的出现–数据库领域的一次革命 我们的话题首先从在IBM DB2对于数据库领域的贡献谈起。周教授说：“IBM公司曾经在数据库领域发明了不少新技术，比如IMS数据库、联邦数据库技术等等。但我认为其中IBM对数据库最大的贡献就是发明了现在市场上占据主流地位的关系型数据库技术。” “关系型数据库的数据模型及其理论是在上个世纪70年代由时任IBM研究员的E.F.Codd博士提出的。一开始并没有受到太多的重视，但是后来人们逐渐发现了它的生命力所在，最终成为数据库领域的一次革命。它从理论研究走向系统实现，再到商业应用，占据数据库市场的主流地位。” “DB2的前身，是E.F.Codd提出关系数据库理论之后，在IBM的实验室研究开发的一个关系数据库系统原型System R(系统R)。系统R对关系数据库模型的理论，SQL查询语言，数据库的体系结构，查询处理与优化，事务处理，分布式数据库理论等进行了大量的实验，发现并且解决了其中的许多关键问题。这个系统原型在推向市场的时候，就成为今天大家所熟知的DB2。所以谈起数据库，IBM的最大贡献，就是发明了关系数据库。在数据库领域，这个贡献比后来的任何贡献都大，因为与传统的层次、网状数据库相比，它开拓了一个全新的数据库领域，是一次革命。” “DB2在一些大型的商业应用当中，发挥了很大的作用。特别是IBM的主机系统上，二十世纪70年代后80年代初，在一些大型的应用中占主流地位。比如银行和金融业，它们对数据处理的要求非常迫切，在这种情况下，IBM DB2逐步介入。所以现在有不少大的应用，特别是在金融界和银行中，跟IBM主机配套的数据库基本上都是DB2。” “随着技术的进步，对数据处理的要求也越来越多、越来越高。它不再像过去那样只是对数据的直接的使用，像普通的查询、加减乘除和简单统计等等。现在很重要的应用，就是把数据里面蕴含着的很多有价值的东西拿出来，就是所谓的数据挖掘。跟数据挖掘相关的就是数据仓库，还有联机事务分析OLAP。IBM在这个方面也作了很好的工作，比如它开发了数据仓库的工具，联机事务处理的工具，数据挖掘方面，也开发了一些有影响的工具。这是适应新的应用需求提出来的。在这些方面，市场的竞争是很激烈的。除了IBM的DB2以外，主要的数据库厂商，在上述的几个方面都有自己的产品。” 二、数据库技术的新发展与分水岭 谈到数据库现在的发展方向，周立柱教授列举了若干方面。例如，新近出现的将原有的关系数据库与许多其它的功能，如电子邮件、个人通讯等等相结合的趋势。而在企业自动化、电子政务等应用领域，人们相互进行的协同工作，也在与数据库技术融合。比较热门的研究领域还有XML数据库技术，它主要处理关系数据库过去处理不了的半结构化数据，如文档数据，这跟传统的关系数据库是不一样的。 周立柱教授说：“我相信现在数据库技术发展到了一个全新的阶段，或者说是一个分水岭的阶段。这个分水岭的标志就是数据库所管理的数据发生了根本的变化，它的基本标志就是从过去仅仅管理由键盘输入的数字、字符等简单数据，到今天必须管理由各种设备、装置、计算所产生的多种类型的复杂数据。例如，图形、图像、视频、音频、电子图书与档案、Web网页等等。这一变化给数据库技术带来了很多的挑战，需要我们研究许多新的问题。” “从这个意义上说，关系数据库是一种适合处理由键盘输入的数据的数据库技术，而这一特点是由产生它的历史条件所造成的。上个世纪五、六十年代计算机首先进入的是商务数据处理的应用领域，它所处理的都是以键盘形式输入的数据，当时的技术条件不可能提供其它的输入手段。七十年代产生的关系数据库也没有离开这一技术背景，而关系数据库的理论基础一阶谓词逻辑恰恰又适合这种数据，在处理它的过程中得到了近乎完美的发挥，以至于带来了数据库领域的一次革命。” “今天，信息领域飞速的技术进步使进入计算机的数据发生了巨大的变化，键盘输入的数据所处的统治地位正在让位于其他形式输入的数据。现在，各种媒体的数据都可以数字化，进入计算机。例如，扫描的图像，各种装置和设备直接采集的数字化的内容有照片、电视节目、电影、音乐、报纸、书、杂志等等，为了有所区别，我们不妨把它称之为“后键盘”时代。” 周立柱教授认为，“后键盘”时代的上述变化对数据库领域所产生的影响是多方位的，也是根本性的，关系数据库已经无法胜任这种变化了的应