第14章 數(shù)據(jù)庫更廣泛的應(yīng)用和研究領(lǐng)域

第14章數(shù)據(jù)庫研究和應(yīng)用的新領(lǐng)域

數(shù)據(jù)庫的研究可以劃分為三大類關(guān)于數(shù)據(jù)模型的研究經(jīng)歷了層次模型、網(wǎng)狀模型、關(guān)系模型、語義模型、面向?qū)ο竽Ｐ偷鹊难芯窟^程關(guān)于新技術(shù)的研究主要是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合而派生出來的新的研究領(lǐng)域關(guān)于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的研究數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛1數(shù)據(jù)庫研究和應(yīng)用的新領(lǐng)域并行數(shù)據(jù)庫

主動數(shù)據(jù)庫

知識庫模糊數(shù)據(jù)庫多媒體數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫

2并行數(shù)據(jù)庫并行數(shù)據(jù)庫是在并行計(jì)算機(jī)上具有并行處理能力的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與計(jì)算機(jī)并行處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。簡單地說并行處理就是利用多個CPU和I/O資源來執(zhí)行單個數(shù)據(jù)庫操作。3并行數(shù)據(jù)庫的可行性由于數(shù)據(jù)庫模型、特別是關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型本身就有極大的并行可能性，因此將并行處理技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合是完全可行的。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫是元組的集合，數(shù)據(jù)庫操作實(shí)際是對集合的操作，許多情況下可以將其分解為對一系列子集合的操作。由于這些子集合操作不具有數(shù)據(jù)相關(guān)性，因而具有潛在的并行處理可能。4并行數(shù)據(jù)庫研究的主要內(nèi)容實(shí)現(xiàn)并行數(shù)據(jù)庫操作的并行算法的研究，它要解決如何對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行并行操作的問題；并行數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)的研究，它要考慮如何劃分多處理機(jī)、如何劃分或共享磁盤及內(nèi)存等，以保證能實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的并行操作；并行查詢優(yōu)化的研究，查詢優(yōu)化是數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的一個傳統(tǒng)課題，但并行查詢優(yōu)化更加復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來也困難得多。5并行數(shù)據(jù)庫多個任務(wù)的并發(fā)執(zhí)行單個任務(wù)的并行處理6單個任務(wù)的并行處理并行處理的思想就是將單個任務(wù)分解為多個更小的單元。不是通過一個進(jìn)程完成所有工作，而是將任務(wù)并行化而使多個進(jìn)程同時在更小的單元上運(yùn)行。這可以極大地提高性能和最佳地利用系統(tǒng)。然而，并行處理的最關(guān)鍵部分是如何作出將單個任務(wù)分成更小的工作單元的正確決策。7Oracle的并行處理盡管現(xiàn)在每個主要的數(shù)據(jù)庫供應(yīng)商都聲稱可以提供并行處理能力，但每個供應(yīng)商所提供的體系結(jié)構(gòu)其實(shí)存在關(guān)鍵的差異，做的好的當(dāng)屬Oracle。8Oracle的并行處理根據(jù)可用資源、請求優(yōu)先級和實(shí)際系統(tǒng)負(fù)載控制來平衡所有并行操作充分利用每種硬件投資――SMP、群集或MPP的優(yōu)勢——在任何時間保證最佳的吞吐量和連續(xù)的、優(yōu)化的系統(tǒng)使用量可以自適應(yīng)和動態(tài)調(diào)整SMP(SymmetricMultiProcessing),對稱多處理系統(tǒng)MPP(MassivelyParallelProcessing)，大規(guī)模并行處理系統(tǒng)9主動數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是被動地提供服務(wù)的數(shù)據(jù)庫能否主動提供服務(wù)？什么是主動服務(wù)？10主動服務(wù)主動數(shù)據(jù)庫通常采用的方法是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中嵌入ECA（EventConditionActive即事件-條件-動作）規(guī)則，即在某一事件發(fā)生時，觸發(fā)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)去檢測當(dāng)前數(shù)據(jù)庫的狀態(tài)，如果滿足設(shè)定的條件，便執(zhí)行規(guī)定的動作（程序）。11主動數(shù)據(jù)庫研究的主要課題

主動數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型和知識模型，即研究如何擴(kuò)充傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，使之適應(yīng)于主動數(shù)據(jù)庫的要求；

執(zhí)行模型，即研究ECA規(guī)則的處理和執(zhí)行方式；

條件檢測，這是主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，由于條件的復(fù)雜性，如何高效地對條件求值對提高系統(tǒng)效率有很大影響；體系結(jié)構(gòu)，目前主動數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)大多是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充事務(wù)管理部件和對象管理部件，以支持知識模型和執(zhí)行模型，并增加事件偵測部件、條件檢測部件和規(guī)則管理部件等。

12知識庫數(shù)據(jù)庫還可以存儲和管理“知識”，使數(shù)據(jù)庫智能化，這就是所謂的知識庫。知識庫把人類具有的知識以一定形式存入計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)方便而有效地使用和管理大量的知識。13知識庫的研究方法一方面是從人工智能出發(fā)研究知識庫，另一方面是從數(shù)據(jù)庫出發(fā)研究知識庫。事實(shí)上，知識庫就是人工智能與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，研究如何在數(shù)據(jù)庫中加入推理規(guī)則或知識，以使數(shù)據(jù)庫具有推理能力或知識14知識庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)15模糊數(shù)據(jù)庫模糊技術(shù)是一種利用模糊的、不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)做出正確結(jié)論的技術(shù)，它也是人工智能的一種研究方法。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)描述和存儲的是精確的和確定的客觀事物，但不能描述和處理模糊的和不確定的數(shù)據(jù)。

模糊技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)相結(jié)合，就是希望利用數(shù)據(jù)庫來描述、存儲和處理模糊數(shù)據(jù)，從而提高模糊技術(shù)的應(yīng)用水平。

16模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

存儲、管理和操作模糊數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。

存儲的是以各種形式表示的模糊數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系是模糊的；

對數(shù)據(jù)的約束（如完整性）是模糊的；

數(shù)據(jù)的處理和操作是模糊的等。

17多媒體數(shù)據(jù)庫傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫也可以存儲多媒體信息

不能認(rèn)為存儲了多媒體信息的數(shù)據(jù)庫就是多媒體數(shù)據(jù)庫

多媒體數(shù)據(jù)庫的一個重要特征是不僅能存儲多媒體信息，而且能夠高效的處理多媒體信息

18空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)是用于表示空間物體的位置、形狀、大小和分布特征等各方面信息的數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)庫則是存儲空間物體信息的數(shù)據(jù)庫，并能夠?qū)臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行高效的查詢和處理?？臻g數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)在地理信息系統(tǒng)（GIS，GeographicalInformationSystem）領(lǐng)域的應(yīng)用，并且空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心。

19空間數(shù)據(jù)庫的主要研究內(nèi)容

空間數(shù)據(jù)模型

空間數(shù)據(jù)查詢語言

點(diǎn)-線查詢，例如查詢某一河流（線）上的橋梁（點(diǎn)）

點(diǎn)-面查詢，例如查詢某一城市（面）的學(xué)校（點(diǎn)）

線-面查詢，例如查詢某一高速公路（線）所經(jīng)過的城鎮(zhèn)（面）

點(diǎn)-點(diǎn)查詢，例如查詢兩個地點(diǎn)之間的距離

線-線查詢，例如查詢與某一高速公路相交的所有公路等

20空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

——Oracle的Spatial模塊

主要用于存儲和處理空間數(shù)據(jù)，為空