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1、数据库新技术发展数据库技术三个发展阶段数据库技术三个发展阶段 第一代数据库系统第一代数据库系统l层次和网状数据库系统层次和网状数据库系统l特点：特点：l支持三级模式的体系结构支持三级模式的体系结构l用存取路径来表示用存取路径来表示数据之间的联系数据之间的联系l独立的数据定义语言独立的数据定义语言l导航的数据操纵语言导航的数据操纵语言数据库技术三个发展阶段数据库技术三个发展阶段第二代数据库系统第二代数据库系统l关系数据库系统关系数据库系统l特点特点l概念单一，实体及实体间的联系均用关系概念单一，实体及实体间的联系均用关系来表示来表示l以关系代数为基础以关系代数为基础l数据独立性强，数据的物理存储
2、和存取路数据独立性强，数据的物理存储和存取路径对用户隐藏径对用户隐藏传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性传统数据库系统传统数据库系统l层次、网状、关系数据库系统层次、网状、关系数据库系统传统数据库系统的局限性传统数据库系统的局限性l数据类型简单、固定数据类型简单、固定l只能进行离散化的信息处理，无法抽象和描述只能进行离散化的信息处理，无法抽象和描述非格式化数据非格式化数据l只能定义结构，无法定义行为只能定义结构，无法定义行为l存储管理的对象有限存储管理的对象有限新一代数据库技术的特点和新一代数据库技术的特点和发展趋势发展趋势特点特点l结合对象模型结合对象模型l与多学科技术有机结合、相互
3、渗透与多学科技术有机结合、相互渗透l面向更广泛的应用领域面向更广泛的应用领域发展趋势发展趋势数据库数据库技术技术分布式数据库系统分布式数据库系统并行数据库系统并行数据库系统知识库系统、主动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多媒体数据库系统空间数据库系统空间数据库系统分布处理技术分布处理技术并行处理技术并行处理技术人工智能技术人工智能技术多媒体技术多媒体技术GIS技术技术模糊数据库系统模糊数据库系统模糊技术模糊技术第三代数据库系统第三代数据库系统19901990年，高级年，高级DBMSDBMS功能委员会，功能委员会，第三代数据第三代数据库系统宣言库系统宣言三个基本特征三个基本特
4、征l支持数据管理，对象管理和知识管理支持数据管理，对象管理和知识管理l必须保持或继承第二代数据库系统的技术必须保持或继承第二代数据库系统的技术l必须对其它系统开放必须对其它系统开放与其它学科相结合的与其它学科相结合的数据库新技术（一）数据库新技术（一）分布式数据库系统分布式数据库系统DDBSl物理上分散而逻辑上集中的数据库系统物理上分散而逻辑上集中的数据库系统l物理分散：各站点（物理分散：各站点（Site）或各结点（或各结点（Node）分分散在不同的地方散在不同的地方l逻辑集中：各站点之间是一个逻辑整体，并由一逻辑集中：各站点之间是一个逻辑整体，并由一个统一的数据库管理系统进行管理个统一的数据
5、库管理系统进行管理l全局用户与局部用户全局用户与局部用户l全局用户：访问两个或以上的站点全局用户：访问两个或以上的站点l局部用户：只访问本站点数据局部用户：只访问本站点数据数据的物理分布性：与集中式数据的物理分布性：与集中式DB最大区别最大区别数据的逻辑整体性：与分散式数据的逻辑整体性：与分散式DB最大区别最大区别l判断分散式和分布式判断分散式和分布式DB：该：该DBS是否支持全局应用是否支持全局应用l全局数据库全局数据库(GDB)与局部数据库（与局部数据库（LDB）数据的分布独立性数据的分布独立性l用户看依然是整体用户看依然是整体场地（站点）自治和协调场地（站点）自治和协调l结点独立，数据由
6、本地结点独立，数据由本地DBMS管理，完成本地应用：管理，完成本地应用：分布式数据库系统与多处理机系统的区别分布式数据库系统与多处理机系统的区别l多处理机虽然也把数据分散在不同多处理机虽然也把数据分散在不同DB中，但与应用系统没中，但与应用系统没有直接联系，都由前端机处理，依然是集中式有直接联系，都由前端机处理，依然是集中式DBSl整体协调，全局共享，设有集中控制机制整体协调，全局共享，设有集中控制机制分布式数据库系统的特点（分布式数据库系统的特点（1）分布式数据库系统的特点（分布式数据库系统的特点（2）数据的冗余及冗余透明性数据的冗余及冗余透明性l提高系统效率和可靠性，但用户不知道提高系统效
7、率和可靠性，但用户不知道l要着重处理数据不一致的问题要着重处理数据不一致的问题l不利于更新，增加了维护成本不利于更新，增加了维护成本事务管理的分布性事务管理的分布性l数据分布性造成事务执行和管理的分布性数据分布性造成事务执行和管理的分布性分布式数据库系统的分类（分布式数据库系统的分类（1）按按局部局部DBMS的数据模型分的数据模型分l同构型同构型(Homogeneous DDBS)：各个站点的各个站点的数据模型都是同一类型数据模型都是同一类型l同构同质型：连同构同质型：连DBMS都是同一种（通常是一个都是同一种（通常是一个厂家的产品）厂家的产品）l同构异质型：不是同一种同构异质型：不是同一种D
8、BMSl异构型（异构型（Heterogeneous DDBS）：）：各个站各个站点的数据模型不是同一类型点的数据模型不是同一类型准分布式准分布式DB：未达到未达到DDBS的综合指标的系统的综合指标的系统分布式数据库系统分类（分布式数据库系统分类（2）按按DDBS控制系统类型分控制系统类型分l集中型：全局控制信息位于一个中心站点集中型：全局控制信息位于一个中心站点l有助于保持一致性，但容易产生瓶颈，且如果中有助于保持一致性，但容易产生瓶颈，且如果中心站点失效，整个系统将崩溃心站点失效，整个系统将崩溃l分散型：每个站点上包含全局控制信息的一分散型：每个站点上包含全局控制信息的一个副本个副本l可用性
9、好，但保持信息的一致性较难，需要复杂可用性好，但保持信息的一致性较难，需要复杂设施设施l可变型：将站点分为两组可变型：将站点分为两组l主站点：包含全局控制信息副本主站点：包含全局控制信息副本l辅站点：不包含全局控制信息副本辅站点：不包含全局控制信息副本并行数据库系统并行数据库系统l传统串行方式的局限传统串行方式的局限l不能发挥应用种内在可并行处理的特性不能发挥应用种内在可并行处理的特性lDBMS性能很大程度上受到性能很大程度上受到I/O瓶颈的影响瓶颈的影响l通过并行运行提高数据库系统的性能，采用通过并行运行提高数据库系统的性能，采用多处理机结构多处理机结构l通过高速通信介质连接的多个可独立处理
10、的单元通过高速通信介质连接的多个可独立处理的单元组成组成l各个独立处理单元可以独立执行各种各个独立处理单元可以独立执行各种DB操作，操作，管理独立的磁盘、并行存取管理独立的磁盘、并行存取与其它学科相结合的与其它学科相结合的数据库新技术（二）数据库新技术（二）知识库系统知识库系统l数据库和人工智能相结合数据库和人工智能相结合l数据库的智能化：数据库的智能化：提高提高DBMS表达、推理和表达、推理和查询能力查询能力l智能化的数据库：智能化的数据库：扩大数据库的功能，使其扩大数据库的功能，使其具有人工智能功能，提高数据库的演绎、推具有人工智能功能，提高数据库的演绎、推理及智能化程度理及智能化程度l逻
11、辑数据库：逻辑数据库：Logic DBl演绎数据库：演绎数据库：Deductive DBlProlog语言语言与其它学科相结合的与其它学科相结合的数据库新技术（三）数据库新技术（三）主动数据库主动数据库l结合人工智能技术和面向对象技术，以提供结合人工智能技术和面向对象技术，以提供对紧急情况及时作出反应并提高数据库管理对紧急情况及时作出反应并提高数据库管理系统的模块化程度系统的模块化程度l一般，可通过在传统数据库中嵌入一般，可通过在传统数据库中嵌入事件条事件条件动作规则件动作规则加以实现加以实现WHEN IF THEN 动作动作1；IF THEN 动作动作n；与其它学科相结合的与其它学科相结合的
12、数据库新技术（四）数据库新技术（四）多媒体数据库多媒体数据库l特点：特点：l能够表示多种媒体的数据能够表示多种媒体的数据l能够协调处理各种媒体数据，正确识别各能够协调处理各种媒体数据，正确识别各种媒体在空间或时间上的关联。种媒体在空间或时间上的关联。l能提供比传统数据管理系统更强的适合非能提供比传统数据管理系统更强的适合非格式化数据查询的搜索功能格式化数据查询的搜索功能与其它学科相结合的与其它学科相结合的数据库新技术（五）数据库新技术（五）面向对象数据库面向对象数据库l综合了面向对象技术与数据库技术综合了面向对象技术与数据库技术l优越性优越性l强大的面向对象建模能力和灵活性能够适应复杂数强大的
13、面向对象建模能力和灵活性能够适应复杂数据库应用的设计，如据库应用的设计，如CAD、OAl提供高级数据库特性，如稳固的数据、面向集合的提供高级数据库特性，如稳固的数据、面向集合的处理及事务管理等处理及事务管理等l最重要的，可以完全用面向对象的数据库编程语言最重要的，可以完全用面向对象的数据库编程语言（处理记录）独立完成复杂的数据库应用，避免嵌（处理记录）独立完成复杂的数据库应用，避免嵌入式查询语言（面向集合）存在的失配问题入式查询语言（面向集合）存在的失配问题与其它学科相结合的与其它学科相结合的数据库新技术（六）数据库新技术（六）面向应用领域的数据库新技术（一）面向应用领域的数据库新技术（一）数
14、据仓库数据仓库(Data Warehouse)l面向主题的、集成的、不可更新的、随时间面向主题的、集成的、不可更新的、随时间不断变化的数据集合，用以不断变化的数据集合，用以支持企业或组织支持企业或组织的决策分析处理的决策分析处理l特征特征l主题与面向主题主题与面向主题l数据仓库是集成的数据仓库是集成的l数据仓库是不可更新的数据仓库是不可更新的l数据仓库是随时间变化的数据仓库是随时间变化的面向应用领域的数据库新技术（二）面向应用领域的数据库新技术（二）工程数据库工程数据库l能存储和管理各种工程设计图形和工程设计文能存储和管理各种工程设计图形和工程设计文档，并能为工程设计提供各种服务的数据库档，并
15、能为工程设计提供各种服务的数据库统计数据库统计数据库l用来对统计数据进行存储、统计、分析的数据用来对统计数据进行存储、统计、分析的数据库系统库系统空间数据库空间数据库l主要面向主要面向GIS应用应用l描述，存储和处理电子地图等空间数据及其描述，存储和处理电子地图等空间数据及其属性数据的数据库系统属性数据的数据库系统l空间数据：是用于表示空间物体的位置、形空间数据：是用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等诸方面信息的数据，状、大小和分布特征等诸方面信息的数据，适用于描述所有二维、三维和多维分布的关适用于描述所有二维、三维和多维分布的关于区域的现象于区域的现象 面向应用领域的数据库新技术（三）面向应用领域的数据库新技术（三）小结数据库技术数据库技术与其他学科相互融合，应用与其他学科相互融合，应用更广泛更广泛