現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展探究

1、現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展探究摘要：現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)是信息系統(tǒng)的核心組成部分，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展與Internet和信息檢索的融合，共同為當前信息社會中的關(guān)注點，諸如Web數(shù)據(jù)提取與信息檢索、移動數(shù)據(jù)管理、海量數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域做出了突出貢獻。結(jié)合數(shù)據(jù)庫的發(fā)展動力來源，分析現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的發(fā)展趨勢，介紹幾種常用的現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)。關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展趨勢1.1擴展型關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫仍然是當今最為流行的數(shù)據(jù)庫類型，無論是多媒體內(nèi)容管理、XML數(shù)據(jù)支持、還是復雜對象支持等都是在關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)核技術(shù)基礎(chǔ)上的擴展。許多機構(gòu)都成功地應用了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并且正在尋求充分利用這一技術(shù)的途

2、徑，對大型對象和外部文件的支持、擴展語言的支持、預定義的可擴展性的研究正如火如荼地展開，而對象關(guān)系型的關(guān)鍵是增加RDBMS的應用支持能力。為達到這一目的，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須在四個主要方面可擴展：數(shù)據(jù)類型、索引結(jié)構(gòu)、查詢優(yōu)化以及函數(shù)或方法。1.2繼續(xù)支持各種互聯(lián)網(wǎng)應用互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，極大地改變了數(shù)據(jù)庫的應用環(huán)境，向數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域提出了前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是網(wǎng)絡經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一。支持Internet（甚至于移動互聯(lián)網(wǎng)）數(shù)據(jù)庫應用已經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要方面。對于互聯(lián)網(wǎng)應用，由于用戶數(shù)量是無法事先預測的，這就要求數(shù)據(jù)庫擁有能處理更大量的數(shù)據(jù)，以及為更多的用戶提供服務的能力，也就是要擁有

3、良好的可伸縮性及高可用性，由此出現(xiàn)了一批新的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，如Web數(shù)據(jù)庫技術(shù)、并行數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)倉庫與聯(lián)機分析技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘與商務智能技術(shù)、內(nèi)容管理技術(shù)、海量數(shù)據(jù)管理技術(shù)等。此外，互聯(lián)網(wǎng)提供大量以XML格式數(shù)據(jù)為特征的半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，支持這種類型的數(shù)據(jù)的存儲、共享、管理、檢索等也是各數(shù)據(jù)庫廠商的發(fā)展方向，這些因素的變化推動著數(shù)據(jù)庫技術(shù)的進步。1.3向智能化集成化方向擴展數(shù)據(jù)庫技術(shù)的廣泛使用為企業(yè)和組織收集并積累了大量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)規(guī)模越來越大，導致了聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的出現(xiàn)，促使數(shù)據(jù)庫向智能化方向發(fā)展。實際數(shù)據(jù)庫應用中，要求在一定時間或一定時期內(nèi)自外部環(huán)境獲取數(shù)據(jù)，對已存儲數(shù)據(jù)

4、和新采集數(shù)據(jù)進行綜合處理，能及時對外部環(huán)境做出反應；現(xiàn)代商務管理型應用要求數(shù)據(jù)庫具有主動服務能力，進行實時監(jiān)測、過程控制、協(xié)調(diào)合作計算、應急處理，時刻做好準備具有主動服務的數(shù)據(jù)庫等。企業(yè)的應用越來越復雜，對于上述一些與時俱進的要求會涉及到應用服務器、Web服務器、其它數(shù)據(jù)庫、舊系統(tǒng)中的應用以及第三方軟件等，數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品與這些軟件是否具有良好集成性往往關(guān)系到整個系統(tǒng)的性能。Oracle、IBM等公司都將智能化與集成化作為自家產(chǎn)品研究和推廣的重點，微軟則認為商務智能將是其下一代主要的利潤點。2現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)在這個數(shù)字化信息爆炸的社會里，新的過程與工程型、主動規(guī)則型、高性能與非規(guī)范超大型等現(xiàn)代應用不斷

5、涌現(xiàn)，而且隨著現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展，它們還會繼續(xù)、快速地擴大，這些應用已經(jīng)并將繼續(xù)對數(shù)據(jù)庫技術(shù)提出新的要求和挑戰(zhàn)，從而促使了現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，出現(xiàn)了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型、實時數(shù)據(jù)庫、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、主動數(shù)據(jù)庫、時態(tài)數(shù)據(jù)庫、信息集成等現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫技術(shù)。2.1實時數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫興起與美國的20世紀80年代的工業(yè)控制，誕生了以工業(yè)監(jiān)控為目的的實時數(shù)據(jù)庫。至打上20世紀90年代，實時數(shù)據(jù)庫在流程工業(yè)界借助以太網(wǎng)的逐步普及，主要應用于工業(yè)監(jiān)控、控制和公用工程。到了2000年之后，國內(nèi)的實時數(shù)據(jù)庫才逐漸嶄露頭角。現(xiàn)實世界中，面對大量共享數(shù)據(jù)和維護控制知識，且具有較強的定時限制，實時數(shù)據(jù)庫的出現(xiàn)可以應對這一需

6、求，對已經(jīng)存儲的數(shù)據(jù)和新采集的數(shù)據(jù)進行綜合處理，再及時對外部環(huán)境做出反應。實時系統(tǒng)直接自現(xiàn)實世界采集數(shù)據(jù)、接受并執(zhí)行各種處理請求，強調(diào)系統(tǒng)定時性，其設(shè)計目標是滿足各種時間限制。實時數(shù)據(jù)庫的技術(shù)原理是從數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)壓縮、數(shù)據(jù)實時處理技術(shù)以及數(shù)據(jù)安全技術(shù)方面出發(fā)考慮的。實時數(shù)據(jù)庫一般采用緩存來增加讀實時數(shù)據(jù)的及時性，實時數(shù)據(jù)庫采取了“實時”“緩存”，從而使整體更加實時掌控。因此實時數(shù)據(jù)庫核心中都有高速緩存，通過實時的核心部件，完成數(shù)據(jù)的采集、實時計算、報警計算、其它處理，實時數(shù)據(jù)被不斷加入磁盤歷時存儲，形成可追溯的歷時信息，同時通過向應用層提供各種適配接口，支持各種開發(fā)語言和各種應用需求的訪問。

7、2.2主動數(shù)據(jù)庫主動數(shù)據(jù)庫是相對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的被動性而言的，所謂主動數(shù)據(jù)庫就是除了完成一切傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的服務外，還具有各種主動服務功能的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在許多實際應用領(lǐng)域中常常希望數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在緊急情況下能夠根據(jù)數(shù)據(jù)庫的當前狀態(tài)，主動、適時地做出反應，例如管理信息系統(tǒng)，辦公自動化系統(tǒng)；執(zhí)行某些操作時，向用戶提供某些信息，例如，倉庫管理系統(tǒng)。這類應用的特點是事件驅(qū)動數(shù)據(jù)庫操作以及要求數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持涉及時間方面的約束條件。為此，人們在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，結(jié)合人工智能技術(shù)研制和開發(fā)了主動數(shù)據(jù)庫。主動數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)應該具有高度的模塊性和靈活性，其主要由以下部件構(gòu)成：事件檢測器、條件評估器、調(diào)度器、查詢

8、執(zhí)行器。以上每一部分的功能極大地依賴主動數(shù)據(jù)庫所支持的知識模型和執(zhí)行模型，也受主動數(shù)據(jù)庫所在開發(fā)環(huán)境的影響。總體上說，可確定兩種主動數(shù)據(jù)庫的基本范疇：層次型數(shù)據(jù)庫和集成型數(shù)據(jù)庫。由于目前大部分主動數(shù)據(jù)庫是在傳統(tǒng)的DBMS或面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)上研制的，其體系結(jié)構(gòu)大多是擴充數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的事務管理部分、對象管理部件以支持知識模型和執(zhí)行模型。此外，另增加事件監(jiān)測部件、條件評估部件及規(guī)則。2.3時態(tài)數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是固定“當前視圖”的，即在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)始終是相關(guān)時變的現(xiàn)實世界在一個非特定時刻的瞬像。時態(tài)數(shù)據(jù)庫主要用于記錄那些隨著時間而變化的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)對應用領(lǐng)域而言又是重要的，這類應用有：

9、金融、保險、決策支持系統(tǒng)等，主要在數(shù)據(jù)庫與知識庫、人工智能等領(lǐng)域的應用較為突出。研究時態(tài)數(shù)據(jù)庫主要是為了支持時態(tài)數(shù)據(jù)管理，或者數(shù)據(jù)與時間的關(guān)系管理，因此時態(tài)數(shù)據(jù)庫理論提出了三種基本時間：用戶自定義時間、有效時間和事務時間。同時把數(shù)據(jù)庫分為四種類型：瞬像數(shù)據(jù)庫、回滾數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫和時態(tài)數(shù)據(jù)庫。目前時態(tài)數(shù)據(jù)庫還沒有像如Oracle、SQLServer等大型關(guān)系數(shù)據(jù)庫那樣的產(chǎn)品。在當前時態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)尚未完全成熟的現(xiàn)狀下，DBMS提供商不會輕易把時態(tài)處理功能引入現(xiàn)有的DBMS中，因此,利用成熟的RDBMS，建立時態(tài)數(shù)據(jù)庫的中間件，是現(xiàn)階段一個較好的選擇。2.4多媒體數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與

10、多媒體技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，是將多媒體技術(shù)引入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)而產(chǎn)生的一種新型數(shù)據(jù)庫，將圖形、聲音、圖像、影視等多媒體數(shù)據(jù)結(jié)合在一起，以數(shù)據(jù)庫技術(shù)、方法與機制來實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的共享。多媒體數(shù)據(jù)引入到數(shù)據(jù)庫中之后需要考慮的幾個難題：信息媒體種類繁多，數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)，還需擴大到多媒體數(shù)據(jù)的存儲、組織、使用和管理；要解決多媒體數(shù)據(jù)集成或表現(xiàn)集成，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)之間的交叉調(diào)用和融合；多媒體數(shù)據(jù)與人之間的交互性。多媒體數(shù)據(jù)類型種類繁多，隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展及其應用，不同的媒體類型其數(shù)據(jù)表現(xiàn)方式也有不同，而且同一種媒體數(shù)據(jù)還有不同的格式，例如有JPEG,BMP圖像，有MP3，WMA音頻等。由于其特征的復雜性，多媒

11、體數(shù)據(jù)庫應該具備支持超大數(shù)據(jù)對象的組織與存取、能表示和管理復制多媒體的數(shù)據(jù)特征、具備網(wǎng)絡與分布式處理能力等特點，除此之外，還必須保證其數(shù)據(jù)連續(xù)性、實時性、同步性和真實性，這對計算機計算處理能力、I/O吞吐量、網(wǎng)絡帶寬等提出了更高的要求。3結(jié)束語現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫應用是一個綜合系統(tǒng)，難以用單一的數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)，往往需要綜合應用多種數(shù)據(jù)庫技術(shù)，還需要應用其他相關(guān)技術(shù)，本文介紹的只是現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應用中較為典型的數(shù)據(jù)庫技術(shù)。現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫以其多維性、智能化、網(wǎng)絡化以及協(xié)同性為特點，廣泛應用在各行各業(yè)，并正發(fā)揮著舉足輕重的作用。盡管現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的發(fā)展道路坎坷，某些方面還存有一些不足，如技術(shù)不夠成熟、數(shù)據(jù)庫性能有待提升等，但是隨著數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)的變革