数据库技术的发展与展望

数据库技术的发展与展望电092秦振东40950144一、数据库技术发展历史数据模型是数据库技术的核心和基础，因此，对数据库系统发展阶段的划分应该以数据模型的发展演变作为主要依据和标志。按照数据模型的发展演变过程，数据库技术从开始到现在短短的30年中，主要经历了三个发展阶段：第一代是网状和层次数据库系统，第二代是关系数据库系统，第三代是以面向对象数据模型为主要特征的数据库系统。数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等相互渗透、有机结合，成为当代数据库技术发展的重要特征。第一代数据库系统第一代数据库系统是20世纪70年代研制的层次和网状数据库系统。层次数据库系统的典型代表是1969年IBM公司研制出的层次模型的数据库管理系统IMS。20世纪60年代末70年代初，美国数据库系统语言协会CODASYL(ConferenceonDataSystemLanguage)下属的数据库任务组DBTG(DataBaseTaskGroup)提出了若干报告，被称为DBTG报告。DBTG报告确定并建立了网状数据库系统的许多概念、方法和技术，是网状数据库的典型代表。在DBTG思想和方法的指引下数据库系统的实现技术不断成熟，开发了许多商品化的数据库系统，它们都是基于层次模型和网状模型的。可以说，层次数据库是数据库系统的先驱，而网状数据库则是数据库概念、方法、技术的奠基者。第二代数据库系统第二代数据库系统是关系数据库系统。1970年IBM公司的SanJose研究试验室的研究员EdgarF.Codd发表了题为《大型共享数据库数据的关系模型》的论文，提出了关系数据模型，开创了关系数据库方法和关系数据库理论，为关系数据库技术奠定了理论基础。EdgarF.Codd于1981年被授予ACM图灵奖，以表彰他在关系数据库研究方面的杰出贡献。20世纪70年代是关系数据库理论研究和原型开发的时代，其中以IBM公司的SanJose研究试验室开发的SystemR和Berkeley大学研制的Ingres为典型代表。大量的理论成果和实践经验终于使关系数据库从实验室走向了社会，因此，人们把20世纪70年代称为数据库时代。20世纪80年代几乎所有新开发的系统均是关系型的，其中涌现出了许多性能优良的商品化关系数据库管理系统，如DB2、Ingres、Oracle、Informix、Sybase等。这些商用数据库系统的应用使数据库技术日益广泛地应用到企业管理、情报检索、辅助决策等方面，成为实现和优化信息系统的基本技术。第三代数据库系统从20世纪80年代以来，数据库技术在商业上的巨大成功刺激了其他领域对数据库技术需求的迅速增长。这些新的领域为数据库应用开辟了新的天地，并在应用中提出了一些新的数据管理的需求，推动了数据库技术的研究与发展。1990年高级DBMS功能委员会发表了《第三代数据库系统宣言》，提出了第三代数据库管理系统应具有的三个基本特征：应支持数据管理、对象管理和知识管理。必须保持或继承第二代数据库系统的技术。必须对其他系统开放。面向对象数据模型是第三代数据库系统的主要特征之一；数据库技术与多学科技术的有机结合也是第三代数据库技术的一个重要特征。分布式数据库、并行数据库、工程数据库、演绎数据库、知识库、多媒体库、模糊数据库等都是这方面的实例。二、对数据库技术发展的展望1・自然人机界面与和谐的人机环境今后计算机应能听、能看、能说，而且应能'善解人意〃，即理解和适应人的情绪或心情。未来计算机的发展是以人为中心，必须使计算机易用好用，使人以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与计算机打交道。外国大公司如IBM、微软等在中国国内建立的研究院大多以人机接口为主要研究任务。我们必须在技术竞争中，特别是在汉语语音、汉字识别等方面取得主动权。这里，在软件方面要重点解决：汉语识别与自然语言理解，虚拟现实技术，文字识别，手势识别，表情识别等。力争在5-10年内使汉语识别成为较流行的人机交互方式，手势识别、表情识别等新技术开始应用。2.信息内容的智能处理如何用智能化的手段处理网上的海量信息（包括文字、图像、语音等）已成为一个十分紧迫的问题。将信息转变为知识、将信息基础设施发展为知识基础设施是21世纪的重要科研方向。这里，在软件方面要重点解决：数据发掘、文本挖掘、知识发现、Internet网上海量信息的智能化检索和网上软件机器人等。3.网络信息安全技术信息网络上的攻防技术水平将反映一个国家的国力。在日常生活中，网上电子商务等也必须以信息安全技术为基础。网上各种有重要价值信息的版权保护本质上也是一种信息安全问题。信息安全涉及信息加密，信息的安全传输、防病毒、防黑客攻击、用户认证、用户权限分配等诸多方面，我们必须有高人一等的安全技术的储备，才能对付网上的各种〃妖魔〃。这里，在软件及相关技术方面要解决：网络信息安全体系，密码学与信息加密，信息内容版权保护，信息战攻防技术，用户认证等。4C技术融合的电子产品核心技术信息技术逐步进入后PC时代。各式各样的信息家电、网络接入终端以及集成计算与通信功能的产品层出不穷。易用性、善解人意已逐渐变成信息界关心的焦点。在这种形势下，一个具有重大创新的知识产权将带动一个新产业。此方面的重点是自然的人机界面与和谐的人机环境，特别是中文和汉语信息处理，面向信息内容的智能化处理技术，包括文字与语音的识别、翻译、查询、分类、摘要等。这一方面的技术突破将极大地推动信息服务业和计算机产业。未来10年内4C技术融合的产品将形成数千亿美元的新产业。这里，在软件及相关技术方面要解决：数字化家用信息产品的创新技术，适合国人使用的移动计算产品核心算法、技术，信息内容的智能处理等。5.高端计算与内容服务通过高速宽带IP连接高端计算机和其他资源形成高端计算环境，这是一项重要的信息化基础设施。目前，国外对我国仍然实行对高端计算机的禁运。研制高端计算机、建立国家信息网络必须攻克一系列关键技术。这里，在软件及相关技术方面要解决：基于Linux的集群和网格操作系统与运行环境软件研制，可扩展性技术(特别是化解通信热点的技术)，低成本高效率的分布共享存储技术，海量存储系统及其单一文件系统，大规模并行的高可用技术，应用网格系统研制，包括生物、遥感等科学计算与金融风险分析、监控及海量信息服务，建立科学数据库中心，分布实时