數(shù)據(jù)庫面向?qū)ο蠛头植际綌?shù)據(jù)庫課件

81數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展>數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ),數(shù)據(jù)模型的發(fā)展經(jīng)歷了格式化數(shù)據(jù)模型(層次數(shù)據(jù)模型和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)稱)、關(guān)系數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型三個階段,按照這種劃分,數(shù)據(jù)庫技術(shù)的發(fā)展也經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。U回811第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)層次數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型分別為層次模型和網(wǎng)狀模型,但從本質(zhì)上講層次模型是網(wǎng)狀模型的特例,二者從體系結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫語言到數(shù)據(jù)存儲管理上均具有共同的特征,都是格式化模型,屬于第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點是:1.支持三級模式的體系結(jié)構(gòu)☆層次數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫均支持三級模式結(jié)構(gòu),即外模式模式和內(nèi)模式,并通過外模式與模式、模式與內(nèi)模式二級映象,保證了數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性。2.用存取路徑來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系☆數(shù)據(jù)庫不僅存儲數(shù)據(jù)而且存儲數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系在層次和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中是用存取路徑來表示和實現(xiàn)U回3.獨立的數(shù)據(jù)定義語言◆第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用獨立的數(shù)據(jù)定義語言來描述數(shù)據(jù)庫的三級模式以及二級映象。格式一經(jīng)定義就很難修改,這就要求數(shù)據(jù)庫設(shè)計時,不僅要充分考慮用戶的當前需求,還要了解需求可能的變化和發(fā)展4.導航的數(shù)據(jù)操縱語言

導航的含義就是用戶使用某種高級語言編寫程序步一步的引導程序按照數(shù)據(jù)庫中預(yù)先定義的存取路徑來訪問數(shù)據(jù)庫,最終達到要訪問的數(shù)據(jù)目標。在訪問數(shù)據(jù)庫時,每次只能存取一條記錄值。若該記錄值不滿足要求就沿著存取路徑査找下一條記錄值U回812第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)>第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指支持關(guān)系數(shù)據(jù)模型的關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)關(guān)系模型不僅簡單、清晰,而且有關(guān)系代數(shù)作為語言模型,有關(guān)系數(shù)據(jù)理論作為理論基礎(chǔ)。所以在關(guān)系模型提出后,很快便從實驗室走向了社會,20世紀80年代幾乎所有新開發(fā)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。這些商用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的運行,特別是微機RDBMS的使用,使數(shù)據(jù)庫技術(shù)日益廣泛地應(yīng)用到企業(yè)管理、情報檢索、輔助決策等各個方面,成為實現(xiàn)和優(yōu)化信息系統(tǒng)的基本技術(shù)。U回關(guān)系模型之所以能成為深受廣大用戶歡迎的數(shù)據(jù)模型,與第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所支持的格式化模型相比,主要具有以下特點☆關(guān)系模型的概念單一,實體以及實體之間的聯(lián)系都用關(guān)系來表示;☆關(guān)系模型以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ),形式化基礎(chǔ)好;☆數(shù)據(jù)獨立性強,數(shù)據(jù)的物理存取路徑對用戶隱蔽;◆關(guān)系數(shù)據(jù)庫語言是非過程化的,將用戶從編程數(shù)據(jù)庫記錄的導航式檢索中解脫出來,大大降低了用戶編程的難度。U回81,3傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的局限性般說來,將第一代數(shù)據(jù)庫和第二代數(shù)據(jù)庫稱為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫由于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫尤其是關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有許多優(yōu)點,人們紛紛采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)來進行數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到了許多新的領(lǐng)域,如計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造(CAD/CAM),計算機輔助工程(CASE圖像處理等,這些新領(lǐng)域的應(yīng)用不僅需要傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫所具有的快速檢索和修改數(shù)據(jù)的特點,而且在應(yīng)用中提出了一些新的數(shù)據(jù)管理的需求,如要求數(shù)據(jù)庫能夠處理聲音、圖像、視頻等多媒體數(shù)據(jù)。在這些新領(lǐng)域中,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫暴露了其應(yīng)用的局限性主要表現(xiàn)在以下幾個方面U回1.面向機器的語法數(shù)據(jù)模型傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中采用的數(shù)據(jù)模型是面向機器的語法數(shù)據(jù)模型,只強調(diào)數(shù)據(jù)的高度結(jié)構(gòu)化,只能存儲離散的數(shù)據(jù)和有限的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,語義表示能力較差,無法表示客觀世界中的復(fù)雜對象,如聲音、圖像、視頻等多媒體數(shù)據(jù),工程、測繪等領(lǐng)域中的非格式化數(shù)據(jù)。此外,傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型缺乏數(shù)據(jù)抽象,無法揭示數(shù)據(jù)之間的深層含義和內(nèi)在聯(lián)系2.數(shù)據(jù)類型簡單、固定傳統(tǒng)的DBMS主要面向事務(wù)處理,只能處理簡單的數(shù)據(jù)類型,如整數(shù)、實數(shù)、字符串、日期等,而不能根據(jù)特定的需要定義新的數(shù)據(jù)類型。例如,不能定義包含三個實數(shù)分量(x,y,z)的數(shù)據(jù)類型circle來表示圓,而只能分別定義三個實型的字段。這樣對于復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型只能由用戶編寫程序來處理,加重了用戶的負擔,也不能保證數(shù)據(jù)的一致性。回》3.結(jié)構(gòu)與行為完全分離從應(yīng)用程序員的角度來看,在某一應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)標識的對象可以包含兩方面的內(nèi)容,即對象的結(jié)構(gòu)和對象的行為。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可以采用一定的數(shù)據(jù)庫模式來表示前者而對于后者,卻不能直接存儲和處理,必須通過另外的應(yīng)用程序加以實現(xiàn)。例如,對于多媒體數(shù)據(jù),雖然可以在帶有前面所提到的缺陷的情況下以簡單的二進制代碼形式存儲其結(jié)構(gòu),但卻無法存儲其行為(如播放聲音、顯示圖像等)。這樣,這些多媒體數(shù)據(jù)必須由相應(yīng)的應(yīng)用程序來識別,而對于其他不了解其格式的用戶來說,數(shù)據(jù)庫中存儲的是沒有任何意義的二進制數(shù)據(jù)。由此可見,在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中,對象的結(jié)構(gòu)可以存儲在數(shù)據(jù)庫中,而對象的行為必須由應(yīng)用程序來表示,對象的結(jié)構(gòu)與行為完全相分離U回4.被動響應(yīng)傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫只能根據(jù)用戶的命令執(zhí)行特定的服務(wù),屬于被動響應(yīng),用戶要求做什么,系統(tǒng)就做什么。而在實際應(yīng)用中,往往要求個系統(tǒng)能夠管理它本身的狀態(tài),在發(fā)現(xiàn)異常情況時及時通知用戶能夠主動響應(yīng)某些操作或外部事件,自動采取規(guī)定的行動等等。例如,一個倉庫管理系統(tǒng)除了希望數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠正確,高效地存儲有關(guān)物品的數(shù)據(jù),還希望數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠?qū)}庫庫存進行監(jiān)控,當庫存太少或太多時主動向用戶發(fā)出警告。要完成這樣的工作,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須更加主動、更加智能化,而傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫顯然不能適應(yīng)這一要求。5.事務(wù)處理能力較差傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫只能支持非嵌套事務(wù),對于較長事務(wù)的運行較慢,且中事務(wù)發(fā)生故障時恢復(fù)比較困難。由于存在上述種種缺陷,使得傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫無法滿足新領(lǐng)域的應(yīng)用需求,數(shù)據(jù)庫技術(shù)遇到了挑戰(zhàn),在這種情況下,新一代數(shù)據(jù)庫技術(shù)應(yīng)運而生U回814第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)8.1.4.1第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是指支持面向?qū)ο?0bjectOriented,簡稱00)數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。在數(shù)據(jù)庫面臨許多新的應(yīng)用領(lǐng)域時,1989年9月,一批專門研究面向?qū)ο蠹夹g(shù)的著名學者著文“面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)宣