数据库技术的研究领域及技术前沿

数据库技术的研究领域

1、DBMS软件的研制

DBMS本身及周边软件系统；支持新的数据类型，如非格式化数据：声音、图象；面向对象；多媒体

2、数据库设计

数据库设计的方法、工具、理论；

数据模型、建模；CA数据库设计方法、设计规和标准。

3、数据库理论

关系的规代理论；关系数据理论；数据库逻辑演绎和知识推理、并行算法；演绎数据库、知识库、数据仓库

数据库技术新进展

第一代：网状、层次数据库：支持格式化数据模型（有序树、有向图）第二代：关系数据库系统：支持关系模型，（关系代数、关系理论），属于语法模型（无法表达数据对象的语义）

第三代：面向对象模型为主要特征的数据库系统：更丰富的数据模型更强大的数据管理

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.结构与行为完全分离

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

第三代数据库技术的特点

1.对象标识（与码不同，为系统全局唯一）

2.封装（消息传递来存取）

3.类和类层次（有根的有向非环图）

4.继承（单继承和多重继承）

在面向对象的设计环境中加入数据库功能，如ORIEN，CLOS等

使传统数据库系统支持面向对象的数据模型，如ORACLE8，INFORMIX9等

分布式数据库

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（分布透明性）

4.场地自治和协调

5.数据的冗余和冗余透明性

并行数据库

1.共享存结构（紧耦合全对称多处理器SMP系统）

容易实现；负载均衡；伸缩性不佳；可用性不好。（CPU高效地扩充至32个）

2.共享磁盘结构（松耦合群集机cluster系统）

消除存瓶颈；磁盘瓶颈仍在；能动缓存瓶颈；CPU最多在到数百个。

3.无共享资源结构（大规模并行处理MMP和SMP群集机系统）

负载均衡难；伸缩性极佳；高可用性；难实现。

并行粒度

1.不同用户事务间的并行性

多进程或多线程处理用户请求

2.同一事务不同查询间的并行性

判断查询的不相关性

3.同一查询不同操作间的并行性

对多表的并行处理

4.同一操作的并行性

对同一表的不同存储的并行处

多媒体数据库

1.实现对格式化和非格式化多媒体数据的存储、管理和查询

能够表示多种媒体的数据

2.能够协调处理各种媒体数据，正确识别各种媒体数据之间在空间或时间上的关联。

3.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

特种事务处理与版本管理能力

主动数据库

1.根据数据库的当前状态，主动适时地做出反应，执行某些操作，向用户提供有关信息。

2.通常采用的方法：在传统数据库中嵌入ECA（事件-条件-动作）规则

主动数据库的数据模型和知识模型

执行模型

条件检测

事务调度（难题：执行时间估计的代价模型）

体系结构

系统效率

3.概念不成熟，技术待研究

对象-关系数据库

1.允许用户扩充基本数据类型

2.能够在SQL中支持复杂对象

3.能够支持子类对超类的各种特性的继承，支持数据继承和函数继承，支持多重继承，支持函数重载

4.能够提供功能强大的通用规则系统，而且规则系统与其他的对象-关系能力是集成为一体的。（如规则中的事件和动作可以是任意的SQL语句）

数据仓库

1.操作型处理（OLTP联机事务处理）

事务处理，数据库联机的日常操作。关心响应时间、数据的安全性和完整性

2.分析型处理（OLAP联机分析处理）

管理人员的决策分析

3.OLTP应用与DSS应用处理明显冲突

性能特性不同（存取频度高，操作处理时间短；连续运行，消耗大量系统资源）

数据集成问题（细节数据；集成数据）

数据动态集成问题（静态集成不能反映动态变化；动态集成周期刷新）

历史数据问题（事务处理不利用；分析处理相当重要）

数据综合问题（细节数据量大影响分析效率；细节数据不利于分析；综合和冗余控制）

数据仓库的特征

1.面向主题

2.集成

3.稳定

4.随时间变化

5.基于数据库技术的DSS解决方案

6.DW+OLAP+DM

工程数据库

处理复杂结构和涵的工程对象以及工程领域量的“非经典”应用

1.支持复杂多样的工程数据的存储和集成管理

2.支持复杂对象（如图形数据）的表示和处理

3.支持变长结构数据实体的处理

4.支持多种工程应用程序

5.支持模式的动态修改和扩展

6.支持设计过程中多个不同数据库版本的存储和管理

7.支持工程长事务和嵌套事务的处理和恢复

统计数据库

用来对统计数据进行存储、统计（如求数据的平均值、最大值、最小值、总和等、分析的数据库系统

1.微数据：描述是个体或事件的信息；

2.宏数据：综合统计数据，可以来自应用领域，也可以来自微数据的综合分析。

空间数据库

1.描述空间位置和点、线、面、体特征的拓朴结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性数据为对象的数据库

2.位置数据为空间数据；属性数据为非空间数据

数据库前沿技术介绍

数据库指的是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。传统数据库，以关系型数据库为主要代表，如MySQL、Microsoft SQL Server、Oracle 等。

一、传统的关系型数据库技术

（1）MySQL

MySQL软件采用了双授权政策，它分为社区版和商业版，由于其体积小、速度快、总体拥有成本低，尤其是开放源码这一特点，一般中小型的开发都选择MySQL作为数据库。在新版MySQL5.6里做了如下修改：改进的InnoDB 存储引擎，增加全文索引能力；提升子查