第12章 数据库技术新发展讲解.ppt

第十二章 数据库技术新发展 12.1 数据库技术三个发展阶段 12.1.1 第一代数据库系统 层次和网状数据库系统 (1)1969年IBM公司研制的层次模型的数据库管理系统IMS (2)美国数据库系统语言协商会CODASYL下属的数据库任务组DBTG对数据库方法进行了系统的研究、探讨，于20世纪60年代未70年代初提出了若干报告，称为DBTG报告。DBTG报告确定并建立了数据库系统的许多概念、方法和技术。DBTG所提议的方法是基于网状结构的。它是数据库网状模型的典型代表。 12.1 数据库技术三个发展阶段 共同特点 1. 支持三级模式的体系结构 2. 用存取路径来表示数据之间的联系，这是数据库系统和文件系统的主要区别之一。 3. 独立的数据定义语言 4. 导航的数据操纵语言 12.1 数据库技术三个发展阶段 12.1.2 第二代数据库系统——关系数据库系统 关系数据库是以关系模型为基础的。关系模型概括地讲由三部分组成： 1. 数据结构 2. 关系操作 3. 数据完整性 12.1 数据库技术三个发展阶段 关系模型的主要特点： 1. 关系模型的概念单一，实体以及实体之间的联系都用关系来表示； 2. 以关系代数为基础，形式化基础好； 3. 数据独立性强，数据的物理存储和存取路径对用户隐蔽； 4. 关系数据库语言是非过程化的，将用户从编程数据库记录的导航式检索中解脱出来，大大降低了用户编程的难度。 12.1 数据库技术三个发展阶段 12.1.3 新一代数据库技术的研究和发展 一、新应用领域的需求 新的数据库应用领域，如计算机辅助设计／管理(CAD／CAM)、计算机集成制造(CIM)、办公信息系统(OIS)、地理信息系统(GIS)、知识库系统和实时系统等，需要数据库的支持，而其所需的数据管理功能有相当一部分是传统的数据库系统所不能支持的。 12.1 数据库技术三个发展阶段 它们通常需要数据库系统支持以下功能： (1)存储和处理复杂对象。这些对象不仅内部结构复杂，很难用普通的关系结构来表示，而且相互之间的联系也有复杂多样的语义。 (2)支持复杂的数据类型。包括抽象数据类型、半结构或无结构的超长数据、时间和版本数据等。还要具备支持用户自定义类型的可扩展能力。 (3)需要常驻内存的对象管理以及支持对大量对象的存取和计算。 (4)实现程序设计语言和数据库语言无缝地集成。 (5)支持长事务和嵌套事务的处理。 12.1 数据库技术三个发展阶段 二、传统数据库系统的局限性 1．面向机器的语法数据模型 2．数据类型简单、固定 3．结构与行为分离 4．阻抗失配 5．被动响应 6．存储、管理的对象有限 7．事务处理能力较差 12.1 数据库技术三个发展阶段 三、新一代数据库技术的特点 1．面向对象的方法和技术对数据库发展的影响最为深远 2．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 12.1 数据库技术三个发展阶段 四、第三代数据库系统 1．第三代数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理 2．第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统的技术 3．第三代数据库系统必须对其他系统开放 12.2 数据库新技术 12.2 数据库新技术 12.2.1 数据模型的发展 数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实的模拟现实世界；二是容易为人们所理解；三是便于在计算机上实现。 12.2 数据库新技术 12.2 数据库新技术 一、物理层 数据抽象的最低层，用来描述数据物理存储结构和存储方法。 二、逻辑层 数据抽象的中间层，描述数据库数据整体的逻辑结构。 三、概念层 概念层次的数据模型称为概念数据模型，简称概念模型。 数据库的发展集中表现在数据模型的发展。 12.2 数据库新技术 然而，随着数据库应用领域对数据库需求的增多，传统的关系数据模型开始暴露出许多弱点。为了使数据库用户能够直接以他们对客观世界的认识方式来表达他们所要描述朗世界，人们提出并发展了许多新的数据模型。 1．对传统的关系模型(1NF)进行扩充，引入了少数构造器，使它能表达比较复杂的数据类型，增强其结构建模能力，这样的数据模型称为复杂数据模型。 2．提出和发展相比关系模型来说全新的数据构造器和数据处理原语，以表达复杂的结构和丰富的语义。 3．是将上述语义数据模型和OO程序设计方法结合起来提出了面向对象的数据模型。 12.2 数据库新技术 12.2 数据库新技术 一、分布式数据库系统 分布式数据库应具有以下特点： (1)数据的物理分布性。 (2)数据的逻辑整体性。 (3)数据的分布独立性(也称分布透明性)。 (4)场地自治和协调。 (5)数据的冗余及冗余透明性。 12.2 数据库新技术 二、并行数据库系统 并行数