1、12/13/2022h1数据库原理数据库原理 Database Principles 第十三章第十三章 最新数据库技术介绍最新数据库技术介绍12/13/2022h2u数据库技术的应用非常广。u数据库技术的发展已与网络通信技术、人工智能技术、网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算机技术等互相渗透，互面向对象程序设计技术、并行计算机技术等互相渗透，互相结合相结合，成为当前数据库技术发展的主要特征。u产生了许多新的数据库技术。12/13/2022h3第十三章第十三章 最新数据库技术介绍最新数据库技术介绍13.1 数据库技术发展概述数据库技术发展概述 13.2 数据库发展的数据库发
2、展的3个阶段个阶段 13.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点 13.4 小结小结 12/13/2022h413.1 数据库技术发展概述数据库技术发展概述v数据库技术产生于20世纪60年代中期，经历了3代演变过程，造就C.W.Bachman、E.F.Code和James Gray三位图灵奖得主。v数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一。v当今数据库系统是一个大家族，数据模型丰富多样，新技术层出不穷，应用领域日益广泛。12/13/2022h5第十三章第十三章 最新数据库技术介绍最新数据库技术介绍13.1 数据库技术发展概述数据库技术发展概述 13.2 数据
3、库发展的数据库发展的3个阶段个阶段 13.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点 13.4 小结小结 12/13/2022h613.2 数据库发展的数据库发展的3个阶段个阶段三个发展阶段：三个发展阶段：1.格式化数据模型（包括层次数据模型、网状数据模型）2.关系数据模型3.面向对象数据模型等（新一代数据库技术新一代数据库技术）12/13/2022h7主要指：主要指：层次、网状数据库系统。代表作：代表作：1969年IBM公司研制的层次数据库系统 IMS（Information Management System)。13.2.1 第一代数据库系统第一代数据库系统12/13/2022h8共同特
4、点：共同特点：1.支持三级模式的体系结构；（保证数据与程序的独立性）（保证数据与程序的独立性）2.用存取路径来表示数据之间的联系；(与文件系统的主要区别与文件系统的主要区别)3.独立的数据定义语言；（模式定义后很难修改）（模式定义后很难修改）4.导航的数据操纵语言。（对用户要求较高）（对用户要求较高）13.2.1 第一代数据库系统（续）第一代数据库系统（续）12/13/2022h9主要指：主要指：支持关系数据模型的数据库系统关系数据库系统。代表作：代表作：1970年代IBM San Jose研究室开发的System R和Berkeley大学研制的INGRES。80年代以后的数据库系统基本上都是
5、关系型的。关系模型的三个组成部分：关系模型的三个组成部分：数据结构 关系操作 数据完成性13.2.2 第二代数据库系统第二代数据库系统12/13/2022h1013.2.3 第三代数据库系统第三代数据库系统一、适应新应用领域的需求一、适应新应用领域的需求（CAD/CAM、OIS、GIS等的数据管理需要）等的数据管理需要）12/13/2022h11二、传统数据库系统的局限二、传统数据库系统的局限面向机器的语法数据模型（面向机器的语法数据模型（强调高度结构化强调高度结构化）数据类型简单、固定（数据类型简单、固定（不能扩充数据类型集不能扩充数据类型集）结构与行为分离（结构与行为分离（无法存储行为信息
6、）无法存储行为信息）阻抗失配（阻抗失配（SQL与通用程序设计语言之间不匹配与通用程序设计语言之间不匹配）被动响应（被动响应（无法自主反馈有用信息无法自主反馈有用信息）存储、管理的对象有限（存储、管理的对象有限（缺乏知识管理和对象管理能力缺乏知识管理和对象管理能力）事务处理能力差（事务处理能力差（对长事务的响应较慢对长事务的响应较慢）13.2.3 第三代数据库系统（续）第三代数据库系统（续）12/13/2022h12特征：特征：（1990年高级年高级DBMS功能委员会发表的功能委员会发表的“第三代数据库系第三代数据库系统宣言统宣言”的文章中提出了三个基本特征）。的文章中提出了三个基本特征）。1、
7、第三代数据库系统应支持、第三代数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理数据管理、对象管理和知识管理（必（必须支持面向对象数据模型，以支持面向对象数据模型为主要特须支持面向对象数据模型，以支持面向对象数据模型为主要特征）征）2、第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统技术。、第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统技术。3、第三代数据库系统必须对其它系统开放。、第三代数据库系统必须对其它系统开放。13.2.3 第三代数据库系统（续）第三代数据库系统（续）12/13/2022h13考虑的重点：考虑的重点：1、扩充现有的RDBMS2、与其他学科的新技术结合，丰富和发展数据库系统的概念
8、、功能和技术，在理论上进行研究和探讨。三方面的努力：三方面的努力：1、面向对象的方法和技术对数据库发展的影响；、面向对象的方法和技术对数据库发展的影响；2、数据库技术与多学科技术的有机结合；、数据库技术与多学科技术的有机结合；3、面向应用领域的数据库技术的研究。、面向应用领域的数据库技术的研究。13.2.4 新一代数据库技术的特点新一代数据库技术的特点12/13/2022h14第十三章第十三章 最新数据库技术介绍最新数据库技术介绍13.1 数据库技术发展概述数据库技术发展概述 13.2 数据库发展的数据库发展的3个阶段个阶段 13.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点 13.4 小结小
9、结 12/13/2022h15 将结合图将结合图13.1，从数据模型、新技术内容和应用领域三方，从数据模型、新技术内容和应用领域三方面来描述数据库系统发展的特点及其相互关系。面来描述数据库系统发展的特点及其相互关系。13.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点12/13/2022h1613.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点 u随着数据库应用领域的扩展、数据对象的多样化、传统的关系数随着数据库应用领域的扩展、数据对象的多样化、传统的关系数据模型开始暴露出许多弱点。据模型开始暴露出许多弱点。u为此提出了许多新的数据模型。为此提出了许多新的数据模型。从以下及方面考虑：从以下及方面考
10、虑：u对传统的关系模型进行扩充对传统的关系模型进行扩充u新提出和发展的数据模型新提出和发展的数据模型u将语义数据模型和将语义数据模型和OO程序设计方法结合起来。程序设计方法结合起来。uXML数据模型。数据模型。13.3.1 数据模型的发展数据模型的发展12/13/2022h17 13.3.2 数据库技术与其他相关技术相结合数据库技术与其他相关技术相结合数据库技术数据库技术分布处理技术并行处理技术人工智能技术多媒体技术模糊技术分布式数据库系统并行数据库系统知识库系统、主动数据库系统多媒体数据库系统模糊数据库系统12/13/2022h18一、分布式数据库系统一、分布式数据库系统主要特点：主要特点：
11、1、数据的物理分布性。、数据的物理分布性。（数据分布在不同场地的多台计算机上）（数据分布在不同场地的多台计算机上）2、数据的逻辑整体性。、数据的逻辑整体性。（数据在逻辑上是相互联系的整体）（数据在逻辑上是相互联系的整体）3、数据的分布独立性。、数据的分布独立性。（对用户来说，整个数据库是集中式的）（对用户来说，整个数据库是集中式的）4、场地自治和协调。、场地自治和协调。（每个结点都具有独立性，能执行局部请求）（每个结点都具有独立性，能执行局部请求）5、数据的冗余及冗余透明性。、数据的冗余及冗余透明性。（存在冗余，但用户不必知道冗余数据的存在）（存在冗余，但用户不必知道冗余数据的存在）12/13
12、/2022h19二、并行数据库系统二、并行数据库系统商业数据处理1、数据检索2、数据仓库3、联机数据分析4、数据挖掘数据库数据库12/13/2022h20三、知识库系统三、知识库系统人工智能系统（人工智能系统（AI）：）：具有基于规则的启发式搜索与推理功能，缺乏高效检索访问和处理数据和规则的能力。数据库系统（数据库系统（DBMS）：）：传统的数据库系统已发展到能处理海量数据和大量商业事务的能力，却缺乏表达和处理AI系统中常见的规则和知识的能力。两者互补，通过两种途径。1、数据库的智能化、数据库的智能化2、智能化的数据库、智能化的数据库12/13/2022h21四、主动数据库系统四、主动数据库系
13、统主要目标：主要目标：提供对紧急情况及时反应的能力。方法：方法：在传统数据库中嵌入ECA（即事件条件动作）规则。五、多媒体数据库系统五、多媒体数据库系统六、模糊数据库系统六、模糊数据库系统12/13/2022h2213.3.3 面向应用领域的数据库新技术面向应用领域的数据库新技术数据库技术数据库技术EIS&DSSCAD/CAM/CIM计划、统计地理信息系统数据仓库工程数据库统计数据库空间数据库特定应用领域特定应用领域数据库新技术内容数据库新技术内容12/13/2022h23计算机系统中存在两类不同的处理：操作型处理、分析型处理。操作型处理、分析型处理。操作型处理也叫事务处理：操作型处理也叫事务
14、处理：主要关心响应时间、数据的安全性和完主要关心响应时间、数据的安全性和完整性。整性。分析型处理：分析型处理：用于管理人员的决策分析。用于管理人员的决策分析。数据仓库是建立决策支持系统（数据仓库是建立决策支持系统（DSS）的基础。）的基础。一、数据仓库（一、数据仓库（Data Warehouse）12/13/2022h24应具备的功能：应具备的功能：（1）支持复杂对象（包括图形数据、工程设计文档）的表示和处理）支持复杂对象（包括图形数据、工程设计文档）的表示和处理（2）可扩展的数据类型）可扩展的数据类型（3）支持复杂多样的工程数据的存储和集成管理）支持复杂多样的工程数据的存储和集成管理（4）支
15、持变长结构数据实体的处理）支持变长结构数据实体的处理（5）支持工程长事务和嵌套事务的并发控制和恢复）支持工程长事务和嵌套事务的并发控制和恢复（6）支持设计过程中多个不同数据版本的存储和管理）支持设计过程中多个不同数据版本的存储和管理（7）支持模式的动态修改和扩展）支持模式的动态修改和扩展（8）支持多种工程应用程序等）支持多种工程应用程序等二、工程数据库（二、工程数据库（Engineering DataBase）12/13/2022h25主要特点：主要特点：（1）分类属性和统计属性）分类属性和统计属性（2）多维性）多维性（3）分类属性的层次结构）分类属性的层次结构（4）微数据和宏数据）微数据和宏
16、数据三、统计数据库（三、统计数据库（Statistical DataBase）12/13/2022h26 是描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。是描述、存储和处理空间数据及其属性数据的数据库系统。其发展与地理信息系统（其发展与地理信息系统（GIS）的开发和应用有关。）的开发和应用有关。主要研究内容：主要研究内容：（1）空间数据模型）空间数据模型（2）空间数据的查询语言）空间数据的查询语言（3）空间数据库管理系统）空间数据库管理系统四、空间数据库（四、空间数据库（Spatial DataBase）12/13/2022h27第十三章第十三章 最新数据库技术介绍最新数据库技术介绍13.
17、1 数据库技术发展概述数据库技术发展概述 13.2 数据库发展的数据库发展的3个阶段个阶段 13.3 数据库系统发展的特点数据库系统发展的特点 13.4 小结小结 12/13/2022h28结论：结论：（1）数据库技术发展的核心是数据模型的发展；）数据库技术发展的核心是数据模型的发展；（2）传统的数据库技术和其他计算机技术的互相结合、互相渗透）传统的数据库技术和其他计算机技术的互相结合、互相渗透是数据库新技术的主要特征；是数据库新技术的主要特征；（3）数据库技术在特定领域的应用使数据库的应用范围不断扩大，）数据库技术在特定领域的应用使数据库的应用范围不断扩大，从而为数据库技术的发展提供源源不断的动力。从而为数据库技术的发展提供源源不断的动力。13.4 小结小结12/13/2022h29 下课了。下课了。休息一会儿。休息一会儿。
