數(shù)據(jù)庫新技術(shù)發(fā)展

《數(shù)據(jù)庫新技術(shù)發(fā)展》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《數(shù)據(jù)庫新技術(shù)發(fā)展（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、An Introduction to Database System 中 國 人 民 大 學 信 息 學 院 數(shù) 據(jù) 庫 系 統(tǒng) 概 論An Introduction to Database System第 十 三 章 數(shù) 據(jù) 庫 新 技 術(shù) 發(fā) 展 An Introduction to Database System 第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢13.5 小結(jié) An Introduction to Database System 13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述v數(shù)據(jù)庫技術(shù)是計算機科

2、學技術(shù)中發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，也是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一 n第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫大家族 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述(續(xù))v下圖通過一個三維空間的視圖從數(shù)據(jù)模型、新技術(shù)內(nèi)容、應(yīng)用領(lǐng)域3個方面，描述了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展、特點和相互關(guān)系 An Introduction to Database System 第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢13.5 小結(jié) An Introductio

3、n to Database System 13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.2.1 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.2 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.3 新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) An Introduction to Database System 13.2.1 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)指層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v代表系統(tǒng)：n IMS（Information Management System） 1969年，IBM公司研制，層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)n DBTG報告(Data Base Task Group)20世紀60年代末70年代初提出確定并建立了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的許多概念、方法和技術(shù)?；诰W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的，它是

4、數(shù)據(jù)庫網(wǎng)狀模型的典型代表 An Introduction to Database System 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) (續(xù))v層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的共同特點：n 1. 支持三級模式的體系結(jié)構(gòu)n 2. 用存取路徑來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系n 3. 獨立的數(shù)據(jù)定義語言n 4. 導航的數(shù)據(jù)操縱語言 An Introduction to Database System 13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.2.1 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.2 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.3 新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) An Introduction to Database System 13.2.2 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v1970年，

5、E.F.Codd發(fā)表大型共享數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的關(guān)系模型論文，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)奠定理論基礎(chǔ) v典型代表：n IBM San Jose研究室開發(fā)的System R n Berkeley大學研制的INGRES An Introduction to Database System 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))v這一時期的主要成果 n奠定了關(guān)系模型的理論基礎(chǔ)，給出了人們一致接受的關(guān)系模型的規(guī)范說明 n研究了關(guān)系數(shù)據(jù)語言，包括關(guān)系代數(shù)、關(guān)系演算、SQL及QBE等 n研制了大量的RDBMS的原型，攻克了系統(tǒng)實現(xiàn)中查詢優(yōu)化、并發(fā)控制、故障恢復(fù)等一系列關(guān)鍵技術(shù) An Introduction to Database Sys

6、tem 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(續(xù))v關(guān)系數(shù)據(jù)庫是以關(guān)系模型為基礎(chǔ)的v關(guān)系模型組成部分：n數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n關(guān)系操作 n數(shù)據(jù)完整性 An Introduction to Database System 13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.2.1 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.2 第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)13.2.3 新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) An Introduction to Database System 13.2.3 新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)v1990年，高級DBMS功能委員會發(fā)表了第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)宣言的文章，提出第三代DBMS應(yīng)具有的3個基本特征：n 1.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)支持數(shù)據(jù)管理、對象管理和知識管理 n 2.第三代數(shù)據(jù)庫

7、系統(tǒng)必須保持或繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù) n 3.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須對其他系統(tǒng)開放 An Introduction to Database System 第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢13.5 小結(jié) An Introduction to Database System 13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.3.1 數(shù)據(jù)模型的發(fā)展13.3.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合13.3.3 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù) An Introduction to Database System 13.

8、3.1 數(shù)據(jù)模型的發(fā)展v1. 對傳統(tǒng)的關(guān)系模型 (1NF) 進行擴充，引入了少數(shù)構(gòu)造器，稱為復(fù)雜數(shù)據(jù)模型 n一種是偏重于結(jié)構(gòu)的擴充n一種是側(cè)重于語義的擴充v2. 增加全新的數(shù)據(jù)構(gòu)造器和數(shù)據(jù)處理原語，以表達復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和豐富的語義v3. 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型v4. XML數(shù)據(jù)模型 An Introduction to Database System 13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.3.1 數(shù)據(jù)模型的發(fā)展13.3.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合13.3.3 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù) An Introduction to Database System 13.3.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合

9、v數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他學科的內(nèi)容相結(jié)合，出現(xiàn)的各種新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)：n分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n知識庫系統(tǒng)和主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等 n移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等n Web數(shù)據(jù)庫等 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合(續(xù)) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他計算機技術(shù)的相互滲透 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合(續(xù))一、并行數(shù)據(jù)庫v概念n在并行機上運行的具有并行處理能力的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與并行計算技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物v并行處理技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合的可行性

10、n數(shù)據(jù)庫操作是集合操作，許多情況下可分解為一系列對子集的操作n并行計算技術(shù)利用多處理機并行處理產(chǎn)生的規(guī)模效益來提高系統(tǒng)的整體性能，為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提供了一個良好的硬件平臺 An Introduction to Database System 并行數(shù)據(jù)庫(續(xù)) v并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究以三種并行計算結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)：n共享內(nèi)存(主存儲器)結(jié)構(gòu)(Shared_Memory)(簡稱SM結(jié)構(gòu))n共享磁盤結(jié)構(gòu)(Shared_Disk)(簡稱SD結(jié)構(gòu))n無共享結(jié)構(gòu)(Shared_Nothing)(簡稱SN結(jié)構(gòu)) An Introduction to Database System 并行數(shù)據(jù)庫(續(xù))v并行數(shù)據(jù)庫原型系統(tǒng)n

11、加州Berkeley大學的XPRS系統(tǒng)n Colorado大學的Volcano系統(tǒng)n Wisconsin大學的Gamma系統(tǒng)等 An Introduction to Database System 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合(續(xù))二、主動數(shù)據(jù)庫(Active Data Base)v概念n是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能技術(shù)和面向?qū)ο蠹夹g(shù)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)。v目標n提供對緊急情況及時反應(yīng)的能力 v方法n嵌入ECA，即事件-條件-動作規(guī)則 An Introduction to Database System 主動數(shù)據(jù)庫(續(xù))v為支持ECA規(guī)則，主動數(shù)據(jù)庫的研究集中于解決以下問題：n 1. 主

12、動數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型和知識模型 n 2. 執(zhí)行模型 n 3. 條件檢測 n 4. 事務(wù)調(diào)度 n 5. 體系結(jié)構(gòu) n 6. 系統(tǒng)效率 An Introduction to Database System 13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.3.1 數(shù)據(jù)模型的發(fā)展13.3.2 數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合13.3.3 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù) An Introduction to Database System 13.3.3 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)v數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到特定的領(lǐng)域中，出現(xiàn)了多種數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴大 特定應(yīng)用領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)庫技術(shù) An Introduction to Da

13、tabase System 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)(續(xù))一、工程數(shù)據(jù)庫v概念n工程數(shù)據(jù)庫（Engineering Database）是一種能存儲和管理各種工程設(shè)計圖形和工程設(shè)計文檔，并能為工程設(shè)計提供各種服務(wù)的數(shù)據(jù)庫。 v目的n利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)對工程對象有效地加以管理，并提供相應(yīng)的處理功能及良好的設(shè)計環(huán)境 An Introduction to Database System 工程數(shù)據(jù)庫(續(xù))v工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)具有的功能n 1. 支持復(fù)雜對象 （如圖形數(shù)據(jù)、工程設(shè)計文檔） 的表示和處理；n 2. 可擴展的數(shù)據(jù)類型；n 3. 支持復(fù)雜多樣的工程數(shù)據(jù)的存儲和集成管理；n 4. 支持變長結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)實體

14、的處理；n 5. 支持工程長事務(wù)和嵌套事務(wù)的并發(fā)控制和恢復(fù)； n 6. 支持設(shè)計過程中多個不同數(shù)據(jù)版本的存儲和管理；n 7. 支持模式的動態(tài)修改和擴展；n 8. 支持多種工程應(yīng)用程序等 An Introduction to Database System 面向領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù)(續(xù))二、空間數(shù)據(jù)庫v空間數(shù)據(jù)n用于表示空間物體的位置、形狀、大小和分布特征等諸方面信息的數(shù)據(jù)，適用于描述所有二維、三維和多維分布的關(guān)于區(qū)域的現(xiàn)象。v特點n包括物體本身的空間位置及狀態(tài)信息n包括表示物體的空間關(guān)系（即拓撲關(guān)系）的信息v概念 n描述、存儲和處理空間數(shù)據(jù)及其屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) An Introduction

15、 to Database System 空間數(shù)據(jù)庫(續(xù))v研究內(nèi)容n (1)空間數(shù)據(jù)模型n (2)空間數(shù)據(jù)查詢語言n (3)空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) An Introduction to Database System 空間數(shù)據(jù)模型 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) An Introduction to Database System 空間數(shù)據(jù)查詢語言v空間數(shù)據(jù)查詢包括位置查詢、空間關(guān)系查詢和屬性查詢。前兩種查詢是空間數(shù)據(jù)庫特有的，基本方式有：n面-面查詢n線-線查詢n點-點查詢n線-面查詢n點-線查詢 n點-面查詢v空間數(shù)據(jù)查詢語言是為了正確表達以上查詢請求 An Introduction to Database S

16、ystem 空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)v功能n提供對空間數(shù)據(jù)和空間關(guān)系的定義和描述n提供空間數(shù)據(jù)查詢語言，實現(xiàn)對空間數(shù)據(jù)的高效查詢和操作n提供對空間數(shù)據(jù)的存儲和組織n提供對空間數(shù)據(jù)的直觀顯示等 An Introduction to Database System 第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢13.5 小結(jié) An Introduction to Database System 13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢v推動數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個主要動力n數(shù)據(jù)n應(yīng)用需求n計算機相關(guān)技術(shù) An Introduct

17、ion to Database System 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢(續(xù))v一、信息特征和來源的變化v二、應(yīng)用領(lǐng)域的變化v三、相關(guān)技術(shù)的發(fā)展v四、當前若干研究熱點 An Introduction to Database System 第十三章 數(shù)據(jù)庫技術(shù)新發(fā)展13.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展概述13.2 數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個階段13.3 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點13.4 數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢13.5 小結(jié) An Introduction to Database System 13.5 小結(jié)v數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的三個階段 n第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)n第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)-數(shù)據(jù)庫大家族 An Introduction to Database System 小結(jié)(續(xù))v數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)發(fā)展的特點n數(shù)據(jù)模型的發(fā)展n數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合n面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫新技術(shù) An Introduction to Database System 小結(jié)(續(xù))v推動數(shù)據(jù)庫發(fā)展的3個主要動力n數(shù)據(jù)n應(yīng)用需求n計算機相關(guān)技術(shù)