1. 数据库的发展简史
使用计算机后,随着数据处理量的增长,产生了数据管理技术。
数据管理技术的发展与计算机硬件(主要是外部存储器)系统软件及计算机应用的范围有着密切的联系。
数据管理技术的发展经历了以下四个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库技术阶段。
数据管理的诞生
数据库的历史可以追溯到五十年前,那时的数据管理非常简单。
通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万穿孔卡片来进行数据的处理,其运行结果在纸上打印出来或者制成新的穿孔卡片。
而数据管理就是对所有这些穿孔卡片进行物理的储存和处理。
然而,1950 年雷明顿兰德公司(Remington Rand Inc)的一种叫做Univac I 的计算机推出了一种一秒钟可以输入数百条记录的磁带驱动器,从而引发了数据管理的革命。
1956 年IBM生产出第一个磁盘驱动器—— the Model 305 RAMAC。
此驱动器有50 个盘片,每个盘片直径是2 英尺,可以储存5MB的数据。
使用磁盘最大的好处是可以随机存取数据,而穿孔卡片和磁带只能顺序存取数据。
1951: Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。
数据库系统的萌芽出现于二十世纪60 年代。
当时计算机开始广泛地应用于数据管理,对数据的共享提出了越来越高的要求。
传统的文件系统已经不能满足人们的需要,能够统一管理和共享数据的数据库管理系统(DBMS)应运而生。
数据模型是数据库系统的核心和基础,各种DBMS软件都是基于某种数据模型的。
所以通常也按照数据模型的特点将传统数据库系统分成网状数据库、层次数据库和关系数据库三类。
最早出现的网状DBMS,是美国通用电气公司Bachman等人在1961年开发的IDS(Integrated Data Store)。
1964年通用电气公司(General ElectricCo.)的Charles Bachman 成功地开发出世界上第一个网状DBMS也即第一个数据库管理系统——集成数据存储(Integrated Data Store IDS),奠定了网状数据库的基础,并在当时得到了广泛的发行和应用。
IDS 具有数据模式和日志的特征,但它只能在GE主机上运行,并且数据库只有一个文件,数据库所有的表必须通过手工编码生成。
之后,通用电气公司一个客户——BF Goodrich Chemical 公司最终不得不重写了整个系统,并将重写后的系统命名为集成数据管理系统(IDMS)。
网状数据库模型对于层次和非层次结构的事物都能比较自然的模拟,在关系数据库出现之前网状DBMS要比层次DBMS用得普遍。
在数据库发展史上,网状数据团卖唤库占有重要地位。
层次型DBMS是紧随网络型数据库而出现的,最着名最典型的层次数据库系统是IBM 公司在1968 年开发的IMS(Information Management System),一种适合其主机的层次数据库。
这是IBM公司研制的最早的大型数据库系统程序产品。
从60年代末产生起,如今已经发展塌凯到IMSV6,提供群集、N路数据共享、消息队列共享等先进特性的支持。
这个具有30年历史的数据库产品在如今的WWW应用连接、商务智能应用中扮演着新的角色。
1973年Cullinane公司(也就是后来的Culli软件公司),开始出售Goodrich公司的IDMS改进版本,并且逐渐成为当时世界上最大配颂的软件公司。
网状数据库和层次数据库已经很好地解决了数据的集中和共享问题,但是在数据独立性和抽象级别上仍有很大欠缺。
用户在对这两种数据库进行存取时,仍然需要明确数据的存储结构,指出存取路径。
而后来出现的关系数据库较好地解决了这些问题。
1970年,IBM的研究员E.F.Codd博士在刊物《munication of the ACM》上发表了一篇名为“A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”的论文,提出了关系模型的概念,奠定了关系模型的理论基础。
尽管之前在1968年Childs已经提出了面向 *** 的模型,然而这篇论文被普遍认为是数据库系统历史上具有划时代意义的里程碑。
Codd的心愿是为数据库建立一个优美的数据模型。
后来Codd又陆续发表多篇文章,论述了范式理论和衡量关系系统的12条标准,用数学理论奠定了关系数据库的基础。
关系模型有严格的数学基础,抽象级别比较高,而且简单清晰,便于理解和使用。
但是当时也有人认为关系模型是理想化的数据模型,用来实现DBMS是不现实的,尤其担心关系数据库的性能难以接受,更有人视其为当时正在进行中的网状数据库规范化工作的严重威胁。
为了促进对问题的理解,1974年ACM牵头组织了一次研讨会,会上开展了一场分别以Codd和Bachman为首的支持和反对关系数据库两派之间的辩论。
这次着名的辩论推动了关系数据库的发展,使其最终成为现代数据库产品的主流。
1969年Edgar F.“Ted” Codd发明了关系数据库。
1970年关系模型建立之后,IBM公司在San Jose实验室增加了更多的研究人员研究这个项目,这个项目就是着名的System R。
其目标是论证一个全功能关系DBMS的可行性。
该项目结束于1979年,完成了第一个实现SQL的 DBMS。
然而IBM对IMS的承诺阻止了System R的投产,一直到1980年System R才作为一个产品正式推向市场。
IBM产品化步伐缓慢的三个原因:IBM重视信誉,重视质量,尽量减少故障;IBM是个大公司,官僚体系庞大,IBM内部已经有层次数据库产品,相关人员不积极,甚至反对。
然而同时,1973年加州大学伯克利分校的Michael Stonebraker和Eugene Wong利用System R已发布的信息开始开发自己的关系数据库系统Ingres。
他们开发的Ingres项目最后由Oracle公司、Ingres公司以及硅谷的其他厂商所商品化。
后来,System R和Ingres系统双双获得ACM的1988年“软件系统奖”。
1976年霍尼韦尔公司(Honeywell)开发了第一个商用关系数据库系统——Multics Relational Data Store。
关系型数据库系统以关系代数为坚实的理论基础,经过几十年的发展和实际应用,技术越来越成熟和完善。
其代表产品有Oracle、IBM公司的 DB2、微软公司的MS SQL Server以及Informix、ADABAS D等等。
1974年IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin将Codd关系数据库的12条准则的数学定义以简单的关键字语法表现出来,里程碑式地提出了SQL(Structured Query Language)语言。
SQL语言的功能包括查询、操纵、定义和控制,是一个综合的、通用的关系数据库语言,同时又是一种高度非过程化的语言,只要求用户指出做什么而不需要指出怎么做。
SQL集成实现了数据库生命周期中的全部操作。
SQL提供了与关系数据库进行交互的方法,它可以与标准的编程语言一起工作。
自产生之日起,SQL语言便成了检验关系数据库的试金石,而SQL语言标准的每一次变更都指导着关系数据库产品的发展方向。
然而,直到二十世纪七十年代中期,关系理论才通过SQL在商业数据库Oracle和DB2中使用。
1986年,ANSI把SQL作为关系数据库语言的美国标准,同年公布了标准SQL文本。
SQL标准有3个版本。
基本SQL定义是ANSⅨ3135-89,“Database Language - SQL with Integrity Enhancement”[ANS89],一般叫做SQL-89。
SQL-89定义了模式定义、数据操作和事务处理。
SQL- 89和随后的ANSⅨ3168-1989,“Database Language-Embedded SQL”构成了第一代SQL标准。
ANSⅨ3135-1992[ANS92]描述了一种增强功能的SQL,叫做SQL-92标准。
SQL-92包括模式操作,动态创建和SQL语句动态执行、网络环境支持等增强特性。
在完成SQL-92标准后,ANSI和ISO即开始合作开发SQL3标准。
SQL3的主要特点在于抽象数据类型的支持,为新一代对象关系数据库提供了标准。
1976年IBM E.F.Codd发表了一篇里程碑的论文“R系统:数据库关系理论”,介绍了关系数据库理论和查询语言SQL。
Oracle的创始人Ellison非常仔细地阅读了这篇文章,被其内容震惊,这是第一次有人用全面一致的方案管理数据信息。
作者E.F.Codd 1966年就发表了关系数据库理论,并在IBM研究机构开发原型,这个项目就是R系统,存取数据表的语言就是SQL。
Ellison看完后,敏锐意识到在这个研究基础上可以开发商用软件系统。
而当时大多数人认为关系数据库不会有商业价值。
Ellison认为这是他们的机会:他们决定开发通用商用数据库系统Oracle,这个名字来源于他们曾给中央情报局做过的项目名。
几个月后,他们就开发了Oracle 1.0。
但这只不过是个玩具,除了完成简单关系查询不能做任何事情,他们花相当长的时间才使Oracle变得可用,维持公司运转主要靠承接一些数据库管理项目和做顾问咨询工作。
而IBM却没有计划开发,为什么蓝色巨人放弃了这个价值上百亿的产品,原因有很多:IBM的研究人员大多是学术出身,他们最感兴趣的是理论,而非推向市场的产品,从学术上看,研究成果应公开发表论文和演讲能使他们成名,为什么不呢?还有一个很主要的原因就是IBM当时有一个销售得还不错的层次数据库产品IMS。
直到1985年IBM才发布了关系数据库DB2 ,Ellision那时已经成了千万富翁。
Ellison曾将IBM 选择Microsoft 的MS-DOS作为IBM-PC机的操作系统比为:“世界企业经营历史上最严重的错误,价值超过了上千亿美元。”IBM发表R系统论文,而且没有很快推出关系数据库产品的错误可能仅仅次之。
Oracle的市值在1996年就达到了280亿美元。
随着信息技术和市场的发展,人们发现关系型数据库系统虽然技术很成熟,但其局限性也是显而易见的:它能很好地处理所谓的“表格型数据”,却对技术界出现的越来越多的复杂类型的数据无能为力。
九十年代以后,技术界一直在研究和寻求新型数据库系统。
但在什么是新型数据库系统的发展方向的问题上,产业界一度是相当困惑的。
受当时技术风潮的影响,在相当一段时间内,人们把大量的精力花在研究“面向对象的数据库系统(object oriented database)”或简称“OO数据库系统”。
值得一提的是,美国Stonebraker教授提出的面向对象的关系型数据库理论曾一度受到产业界的青睐。
而Stonebraker本人也在当时被Informix花大价钱聘为技术总负责人。
然而,数年的发展表明,面向对象的关系型数据库系统产品的市场发展的情况并不理想。
理论上的完美性并没有带来市场的热烈反应。
其不成功的主要原因在于,这种数据库产品的主要设计思想是企图用新型数据库系统来取代现有的数据库系统。
这对许多已经运用数据库系统多年并积累了大量工作数据的客户,尤其是大客户来说,是无法承受新旧数据间的转换而带来的巨大工作量及巨额开支的。
另外,面向对象的关系型数据库系统使查询语言变得极其复杂,从而使得无论是数据库的开发商家还是应用客户都视其复杂的应用技术为畏途。
二十世纪六十年代后期出现了一种新型数据库软件:决策支持系统(DSS),其目的是让管理者在决策过程中更有效地利用数据信息。
于是在1970年,第一个联机分析处理工具——Express诞生了。
其他决策支持系统紧随其后,许多是由公司的IT部门开发出来的。
1985年,第一个商务智能系统(business intelligence)由Metaphor计算机系统有限公司为Procter & Gamble公司开发出来,主要是用来连接销售信息和零售的扫描仪数据。
同年, Pilot软件公司开始出售第一个商用客户/服务器执行信息系统——mand Center。
同样在这年,加州大学伯克利分校Ingres项目演变成Postgres,其目标是开发出一个面向对象的数据库。
此后一年, Graphael公司开发了第一个商用的对象数据库系统—Gbase。
1988年,IBM公司的研究者Barry Devlin和Paul Murphy发明了一个新的术语—信息仓库,之后,IT的厂商开始构建实验性的数据仓库。
1991年,W.H. Bill Inmon出版了一本“如何构建数据仓库”的书,使得数据仓库真正开始应用。
1991: W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”
二十世纪九十年代,随着基于PC的客户/服务器计算模式和企业软件包的广泛采用,数据管理的变革基本完成。
数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。
Inter的异军突起以及XML语言的出现,给数据库系统的发展开辟了一片新的天地。
2. 什么是数据库
定义1严格地说,数据库是“按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库”。在经济管理的日常工作中,常常需要把某些相关的数据放进这样的“仓库”,并根据管理的需要进行相应的处理。例如,企业或事业单位的人事部门常常要把本单位职工的基本情况(职工号、姓名、年龄、性别、籍贯、工资、简历等)存放在表中,这张表就可以看成是一个数据库。有了这个"数据仓库"我们就可以根据需要随时查询某职工的基本情况,也可以查询工资在某个范围内的职工人数等等。这些工作如果都能在计算机上自动进行,那我们的人事管理就可以达到极高的水平。此外,在财务管理、仓库管理、生产管理中也需要建立众多的这种"数据库",使其可以利用计算机实现财务、仓库、生产的自动化管理。
数据库(11张)
J.Martin给数据库下了一个比较完整的定义:数据库是存储在一起的相关数据的集合,这些数据是结构化的,无有害的或不必要的冗余,并为多种应用服务;数据的存储独立于使用它的程序;对数据库插入新数据,修改和检索原有数据均能按一种公用的和可控制的方式进行。当某个系统中存在结构上完全分开的若干个数据库时,则该系统包含一个“数据库集合”。
定义2数据库是依照某种数据模型组织起来并存放二级存储器中的数据集合。这种数据集合具有如下特点:尽可能不重复,以最优方式为某个特定组织的多种应用服务,其数据结构独立于使用它的应用程序,对数据的增、删、改和检索由统一软件进行管理和控制。从发展的历史看,数据库是数据管理的高级阶段,它是由文件管理系统发展起来的。
定义3(伯尔尼公约议定书专家委员会的观点)
所有的信息(数据事实等)的编纂物,不论其是以印刷形式,计算机存储单元形式,还是其它形式存在,都应视为“数据库”。
数字化内容选择的原因有很多,概括起来主要有:
(1)存储空间的原因。数字化的产品是通过网络被广大用户存取利用,而大家都知道数字化产品是存放在磁盘阵列上的,磁盘阵列由服务器来管理,磁盘空间是有限的,服务器的能力也是有限的,不可能无限量地存入数字资源,这就需要我们对文献资源数字化内容进行选择。
(2)解决数字化生产高成本和图书馆经费有限性之间矛盾的需要。几乎没有图书馆有充足的资源来对整个馆藏进行数字化,内容选择不可避免。
(3)数字资源管理的需要。技术的快速发展使数字化项目所生成的数字资源的生命周期越来越短,投入巨资进行数字迁移是延长数字资源生命的1个重要途径,昂贵的维护成本就必须考虑数字化的内容选择。
数据库发展史数据库技术从诞生到现在,在不到半个世纪的时间里,形成了坚实的理论基础、成熟的商业产品和广泛的应用领域,吸引越来越多的研究者加入。数据库的诞生和发展给计算机信息管理带来了一场巨大的革命。三十多年来,国内外已经开发建设了成千上万个数据库,它已成为企业、部门乃至个人日常工作、生产和生活的基础设施。同时,随着应用的扩展与深入,数据库的数量和规模越来越大,数据库的研究领域也已经大大地拓广和深化了。30年间数据库领域获得了三次计算机图灵奖(C.W. Bachman,E.F.Codd, J.Gray),更加充分地说明了数据库是一个充满活力和创新精神的领域。就让我们沿着历史的轨迹,追溯一下数据库的发展历程。
传统上,为了确保企业持续扩大的IT系统稳定运行,一般用户信息中心往往不仅要不断更新更大容量的IT运维软硬件设备,极大浪费企业资源;更要长期维持一支由数据库维护、服务器维护、机房值班等各种维护人员组成的运维大军,维护成本也随之节节高升。为此,企业IT决策者开始思考:能不能像拧水龙头一样按需调节的使用IT运维服务?而不是不断增加已经价格不菲的运维成本。
定义4数据库(DataBase,DB)是一个长期存储在计算机内的、有组织的、有共享的、统一管理的数据集合。它是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。数据库的概念实际包括两层意思:
(1)数据库是一个实体,它是能够合理保管数据的“仓库”,用户在该“仓库”中存放要管理的事务数据,“数据”和“库”两个概念结合成为数据库。
(2)数据库是数据管理的新方法和技术,它能更合适的组织数据、更方便的维护数据、更严密的控制数据和更有效的利用数据。
SQL是高级的非过程化编程语言,是沟通数据库服务器和客户端的重要工具,允许用户在高层数据结构上工作。它不要求用户指定对数据的存放方法,也不需要用户了解具体的数据存放方式,所以,具有完全不同底层结构的不同数据库系统,可以使用相同的SQL语言作为数据输入与管理的
SQL
接口。它以记录集合作为操作对象,所有SQL语句接受集合作为输入,返回集合作为输出,这种集合特性允许一条SQL语句的输出作为另一条SQL语句的输入,所以SQL语句可以嵌套,这使它具有极大的灵活性和强大的功能,在多数情况下,在其他语言中需要一大段程序实现的功能只需要一个SQL语句就可以达到目的,这也意味着用SQL语言可以写出非常复杂的语句。
结构化查询语言(Structured Query Language)最早是IBM的圣约瑟研究实验室为其关系数据库管理系统SYSTEM R开发的一种查询语言,它的前身是SQUARE语言。SQL语言结构简洁,功能强大,简单易学,所以自从IBM公司1981年推出以来,SQL语言得到了广泛的应用。如今无论是像Oracle、Sybase、DB2、Informix、SQL Server这些大型的数据库管理系统,还是像Visual Foxpro、PowerBuilder这些PC上常用的数据库开发系统,都支持SQL语言作为查询语言。
美国国家标准局(ANSI)与国际标准化组织(ISO)已经制定了SQL标准。ANSI是一个美国工业和商业集团组织,负责开发美国的商务和通讯标准。ANSI同时也是ISO和International Electrotechnical Commission(IEC)的成员之一。ANSI 发布与国际标准组织相应的美国标准。1992年,ISO和IEC发布了SQL国际标准,称为SQL-92。ANSI随之发布的相应标准是ANSI SQL-92。ANSI SQL-92有时被称为ANSI SQL。尽管不同的关系数据库使用的SQL版本有一些差异,但大多数都遵循 ANSI SQL 标准。SQL Server使用ANSI SQL-92的扩展集,称为T-SQL,其遵循ANSI制定的 SQL-92标准。
3. 什么是数据仓库
1、面向主题。操作型数据库的数据组织面向事务处理任务,各个业务系统之间各自分离,而数据仓库中的数据是按照一定的主题域进行组织。主题是一个抽象的概念,是指用户使用数据仓库进行决策时所关心的重点方面,一个主题通常与多个操作型信息系统相关。
2、集成的。面向事务处理的操作型数据库通常与某些特定的应用相关,数据库之间相互独立,并且往往是异构的。而数据仓库中的数据是在对原有分散的数据库数据抽取、清理的基础上经过系统加工、汇总和整理得到的,必须消除源数据中的不一致性,以保证数据仓库内的信息是关于整个企业的一致的全局信息。
3、相对稳定的。操作型数据库中的数据通常实时更新,数据根据需要及时发生变化。数据仓库的数据主要供企业决策分析之用,所涉及的数据操作主要是数据查询,一旦某个数据进入数据仓库以后,一般情况下将被长期保留,也就是数据仓库中一般有大量的查询操作,但修改和删除操作很少,通常只需要定期的加载、刷新。
4、反映历史变化。操作型数据库主要关心当前某一个时间段内的数据,而数据仓库中的数据通常包含历史信息,系统记录了企业从过去某一时点(如开始应用数据仓库的时点)到目前的各个阶段的信息,通过这些信息,可以对企业的发展历程和未来趋势做出定量分析和预测。
企业数据仓库的建设,是以现有企业业务系统和大量业务数据的积累为基础。数据仓库不是静态的概念,只有把信息及时交给需要这些信息的使用者,供他们做出改善其业务经营的决策,信息才能发挥作用,信息才有意义。而把信息加以整理归纳和重组,并及时提供给相应的管理决策人员,是数据仓库的根本任务。因此,从产业界的角度看,数据仓库建设是一个工程,是一个过程。
4. 数据库发展历史是什么
数据库技术从诞生到现在,在不到半个世纪的时间里,形成了坚实的理论基础、成熟的商业产品和广泛的应用领域,吸引越来越多的研究者加入。数据库的诞生和发展给计算机信息管理带来了一场巨大的革命。三十多年来,国内外已经开发建设了成千上万个数据库,它已成为企业、部门乃至个人日常工作、生产和生活的基础设施。同时,随着应用的扩展与深入,数据库的数量和规模越来越大,数据库的研究领域也已经大大地拓广和深化了。30年间数据库领域获得了三次计算机图灵奖(C.W. Bachman, E.F.Codd, J.Gray),更加充分地说明了数据库是一个充满活力和创新精神的领域。就让我们沿着历史的轨迹,追溯一下数据库的发展历程。
一. 数据库发展简史
1. 数据管理的诞生
数据库的历史可以追溯到五十年前,那时的数据管理非常简单。通过大量的分类、比较和表格绘制的机器运行数百万穿孔卡片来进行数据的处理,其运行结果在纸上打印出来或者制成新的穿孔卡片。而数据管理就是对所有这些穿孔卡片进行物理的储存和处理。
然而,1951年雷明顿兰德公司(Remington Rand Inc)的一种叫做Univac I的计算机推出了一种一秒钟可以输入数百条记录的磁带驱动器,从而引发了数据管理的革命。1956年IBM生产出第一个磁盘驱动器——the Model 305 RAMAC。此驱动器有50个盘片,每个盘片直径是2英尺,可以储存5MB的数据。使用磁盘最大的好处是可以随机地存取数据,而穿孔卡片和磁带只能顺序存取数据。
1951: Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。
数据库系统的萌芽出现于60年代。当时计算机开始广泛地应用于数据管理,对数据的共享提出了越来越高的要求。传统的文件系统已经不能满足人们的需要。能够统一管理和共享数据的数据库管理系统(DBMS)应运而生。数据模型是数据库系统的核心和基础,各种DBMS软件都是基于某种数据模型的。所以通常也按照数据模型的特点将传统数据库系统分成网状数据库、层次数据库和关系数据库三类。
最早出现的是网状DBMS,是美国通用电气公司Bachman等人在1961年开发成功的IDS(Integrated DataStore)。1961年通用电气公司(General Electric Co.)的Charles Bachman成功地开发出世界上第一个网状DBMS也是第一个数据库管理系统——集成数据存储(Integrated DataStore IDS),奠定了网状数据库的基础,并在当时得到了广泛的发行和应用。IDS具有数据模式和日志的特征。但它只能在GE主机上运行,并且数据库只有一个文件,数据库所有的表必须通过手工编码来生成。
之后,通用电气公司的一个客户——BF Goodrich Chemical公司最终不得不重写了整个系统。并将重写后的系统命名为集成数据管理系统(IDMS)。
网状数据库模型对于层次和非层次结构的事物都能比较自然的模拟,在关系数据库出现之前网状DBMS要比层次DBMS用得普遍。在数据库发展史上,网状数据库占有重要地位。
层次型DBMS是紧随网络型数据库而出现的。最着名最典型的层次数据库系统是IBM公司在1968年开发的IMS(Information Management System),一种适合其主机的层次数据库。这是IBM公司研制的最早的大型数据库系统程序产品。从60年代末产生起,如今已经发展到IMSV6,提供群集、N路数据共享、消息队列共享等先进特性的支持。这个具有30年历史的数据库产品在如今的WWW应用连接、商务智能应用中扮演着新的角色。
1973年Cullinane公司(也就是后来的Cullinet软件公司),开始出售Goodrich公司的IDMS改进版本,并且逐渐成为当时世界上最大的软件公司。
2. 关系数据库的由来
网状数据库和层次数据库已经很好地解决了数据的集中和共享问题,但是在数据独立性和抽象级别上仍有很大欠缺。用户在对这两种数据库进行存取时,仍然需要明确数据的存储结构,指出存取路径。而后来出现的关系数据库较好地解决了这些问题。
1970年,IBM的研究员E.F.Codd博士在刊物《Communication of the ACM》上发表了一篇名为“A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”的论文,提出了关系模型的概念,奠定了关系模型的理论基础。尽管之前在1968年Childs已经提出了面向集合的模型,然而这篇论文被普遍认为是数据库系统历史上具有划时代意义的里程碑。Codd的心愿是为数据库建立一个优美的数据模型。后来Codd又陆续发表多篇文章,论述了范式理论和衡量关系系统的12条标准,用数学理论奠定了关系数据库的基础。关系模型有严格的数学基础,抽象级别比较高,而且简单清晰,便于理解和使用。但是当时也有人认为关系模型是理想化的数据模型,用来实现DBMS是不现实的,尤其担心关系数据库的性能难以接受,更有人视其为当时正在进行中的网状数据库规范化工作的严重威胁。为了促进对问题的理解,1974年ACM牵头组织了一次研讨会,会上开展了一场分别以Codd和Bachman为首的支持和反对关系数据库两派之间的辩论。这次着名的辩论推动了关系数据库的发展,使其最终成为现代数据库产品的主流。
1969: Edgar F。“Ted” Codd发明了关系数据库
1970年关系模型建立之后,IBM公司在San Jose实验室增加了更多的研究人员研究这个项目,这个项目就是着名的System R。其目标是论证一个全功能关系DBMS的可行性。该项目结束于1979年,完成了第一个实现SQL的DBMS。然而IBM对IMS的承诺阻止了System R的投产,一直到1980年System R才作为一个产品正式推向市场。IBM产品化步伐缓慢的三个原因:IBM重视信誉,重视质量,尽量减少故障;IBM是个大公司,官僚体系庞大;IBM内部已经有层次数据库产品,相关人员不积极,甚至反对。
然而同时,1973年加州大学伯克利分校的Michael Stonebraker和Eugene Wong利用System R已发布的信息开始开发自己的关系数据库系统Ingres。他们开发的Ingres项目最后由Oracle公司、Ingres公司以及硅谷的其他厂商所商品化。后来,System R和Ingres系统双双获得ACM的1988年“软件系统奖”。
1976年霍尼韦尔公司(Honeywell)开发了第一个商用关系数据库系统——Multics Relational Data Store。关系型数据库系统以关系代数为坚实的理论基础,经过几十年的发展和实际应用,技术越来越成熟和完善。其代表产品有Oracle、IBM公司的DB2、微软公司的MS SQL Server以及Informix、ADABASD等等。
3. 结构化查询语言 (SQL)
1974年,IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin将Codd关系数据库的12条准则的数学定义以简单的关键字语法表现出来,里程碑式地提出了SQL(Structured Query Language)语言。SQL语言的功能包括查询、操纵、定义和控制,是一个综合的、通用的关系数据库语言,同时又是一种高度非过程化的语言,只要求用户指出做什么而不需要指出怎么做。SQL集成实现了数据库生命周期中的全部操作。SQL提供了与关系数据库进行交互的方法,它可以与标准的编程语言一起工作。自产生之日起,SQL语言便成了检验关系数据库的试金石,而SQL语言标准的每一次变更都指导着关系数据库产品的发展方向。然而,直到二十世纪七十年代中期,关系理论才通过SQL在商业数据库Oracle和DB2中使用。
1986年,ANSI把SQL作为关系数据库语言的美国标准,同年公布了标准SQL文本。目前SQL标准有3个版本。基本SQL定义是ANSIX3135-89,“Database Language - SQL with Integrity Enhancement”[ANS89],一般叫做SQL-89。SQL-89定义了模式定义、数据操作和事务处理。SQL-89和随后的ANSIX3168-1989,“Database Language-Embedded SQL”构成了第一代SQL标准。ANSIX3135-1992[ANS92]描述了一种增强功能的SQL,现在叫做SQL-92标准。SQL-92包括模式操作,动态创建和SQL语句动态执行、网络环境支持等增强特性。在完成SQL-92标准后,ANSI和ISO即开始合作开发SQL3标准。SQL3的主要特点在于抽象数据类型的支持,为新一代对象关系数据库提供了标准。
4. 面向对象数据库
随着信息技术和市场的发展,人们发现关系型数据库系统虽然技术很成熟,但其局限性也是显而易见的:它能很好地处理所谓的“表格型数据”,却对技术界出现的越来越多的复杂类型的数据无能为力。九十年代以后,技术界一直在研究和寻求新型数据库系统。但在什么是新型数据库系统的发展方向的问题上,产业界一度是相当困惑的。受当时技术风潮的影响,在相当一段时间内,人们把大量的精力花在研究“面向对象的数据库系统(object oriented database)”或简称“OO数据库系统”。值得一提的是,美国Stonebraker教授提出的面向对象的关系型数据库理论曾一度受到产业界的青睐。而Stonebraker本人也在当时被Informix花大价钱聘为技术总负责人。
然而,数年的发展表明,面向对象的关系型数据库系统产品的市场发展的情况并不理想。理论上的完美性并没有带来市场的热烈反应。其不成功的主要原因在于,这种数据库产品的主要设计思想是企图用新型数据库系统来取代现有的数据库系统。这对许多已经运用数据库系统多年并积累了大量工作数据的客户,尤其是大客户来说,是无法承受新旧数据间的转换而带来的巨大工作量及巨额开支的。另外,面向对象的关系型数据库系统使查询语言变得极其复杂,从而使得无论是数据库的开发商家还是应用客户都视其复杂的应用技术为畏途。
5. 数据管理的变革
二十世纪六十年代后期出现了一种新型数据库软件:决定支持系统(DSS),其目的是让管理者在决策过程中更有效地利用数据信息。于是在1970年,第一个联机分析处理工具——Express诞生了。其他决策支持系统紧随其后,许多是由公司的IT部门开发出来的。
1985年,第一个商务智能系统(business intelligence)由Metaphor计算机系统有限公司为Procter & Gamble公司开发出来,主要是用来连接销售信息和零售的扫描仪数据。同年, Pilot 软件公司开始出售第一个商用客户/服务器执行信息系统——Command Center。
同样在这年,加州大学伯克利分校Ingres项目演变成Postgres,其目标是开发出一个面向对象的数据库。此后一年, Graphael公司开发了第一个商用的对象数据库系统—Gbase。
1988年,IBM公司的研究者Barry Devlin和Paul Murphy发明了一个新的术语—信息仓库,之后,IT的厂商开始构建实验性的数据仓库。1991年,W.H. "Bill" Inmon出版了一本“如何构建数据仓库”的书,使得数据仓库真正开始应用。
1991: W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”
二十世纪九十年代,随着基于PC的客户/服务器计算模式和企业软件包的广泛采用,数据管理的变革基本完成。数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。Internet的异军突起以及XML语言的出现,给数据库系统的发展开辟了一片新的天地。
5. 数据库发展大事记
1951:Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。
1956:IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器
1961:通用电气(GE)公司的Charles Bachman开发了第一个数据库管理系统——IDS
1969:E.F. Codd发明了关系数据库。
1973: 由John J.Cullinane领导Cullinane公司开发了 IDMS——一个针对IBM主机的基于网络模型的数据库。
1976: Honeywell公司推出了Multics Relational Data Store——第一个商用关系数据库产品。
1979: Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。
1983: IBM 推出了DB2数据库产品。
1985: 为Procter & Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。
1991: W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”。
5. 数据库的发展历史分哪几个阶段
数据库(Database)是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库,它产生于距今六十多年前,随着信息技术和市场的发展,特别是二十世纪九十年代以后,数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。数据库有很多种类型,从最简单的存储有各种数据的表格到能够进行海量数据存储的大型数据库系统都在各个方面得到了广泛的应用。
数据管理技术的发展经历了四个阶段:人工管理阶段、文件系统阶段、数据库阶段和高级数据库技术阶段。——常识计算机篇。
6. 什么是数据库
数据库,简而言之可视为电子化的文件柜——存储电子文件的处所,用户可以对文件中的数据运行新增、截取、更新、删除等操作。
所谓“数据库”是以一定方式储存在一起、能与多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。
在计算机编程之中,数据库的定义和生活中有一定的区别。同样是数据的集合这没有变,但是多了一些条件限定,每一种类型数据集合里面的数据都有固定的内容结构。
(6)什么是数据库历史化扩展阅读
计算机数据库的应用如下:
1、将面向对象方法及其技术同数据库技术逐步进行融入的主要目的是为了满足相关用户应用过程中的特定需求,确保用户在数据传输以及应用过程中的安全性。
2、在多媒体技术中融入计算机数据库技术,对于此类数据库技术的应用而言,不仅具有多媒体技术的特点,还综合了计算机数据库技术的优势。
7. 什么是数据库
数据库是存放数据的仓库。它的存储空间很大,可以存放百万条、千万条、上亿条数据。但是数据库并不是随意地将数据进行存放,是有一定的规则的,否则查询的效率会很低。当今世界是一个充满着数据的互联网世界,充斥着大量的数据。即这个互联网世界就是数据世界。数据的来源有很多,比如出行记录、消费记录、浏览的网页、发送的消息等等。除了文本类型的数据,图像、音乐、声音都是数据。
数据库是一个按数据结构来存储和管理数据的计算机软件系统。数据库的概念实际包括两层意思:
(1)数据库是一个实体,它是能够合理保管数据的“仓库”,用户在该“仓库”中存放要管理的事务数据,“数据”和“库”两个概念结合成为数据库。
(2)数据库是数据管理的新方法和技术,它能更合适的组织数据、更方便的维护数据、更严密的控制数据和更有效的利用数据。
发展现状
在数据库的发展历史上,数据库先后经历了层次数据库、网状数据库和关系数据库等各个阶段的发展,数据库技术在各个方面的快速的发展。特别是关系型数据库已经成为目前数据库产品中最重要的一员,80年代以来, 几乎所有的数据库厂商新出的数据库产品都支持关系型数据库,即使一些非关系数据库产品也几乎都有支持关系数据库的接口。这主要是传统的关系型数据库可以比较好的解决管理和存储关系型数据的问题。随着云计算的发展和大数据时代的到来,关系型数据库越来越无法满足需要,这主要是由于越来越多的半关系型和非关系型数据需要用数据库进行存储管理,以此同时,分布式技术等新技术的出现也对数据库的技术提出了新的要求,于是越来越多的非关系型数据库就开始出现,这类数据库与传统的关系型数据库在设计和数据结构有了很大的不同, 它们更强调数据库数据的高并发读写和存储大数据,这类数据库一般被称为NoSQL(Not only SQL)数据库。 而传统的关系型数据库在一些传统领域依然保持了强大的生命力。
数据库管理系统
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数据库管理系统是为管理数据库而设计的电脑软件系统,一般具有存储、截取、安全保障、备份等基础功能。数据库管理系统可以依据它所支持的数据库模型来作分类,例如关系式、XML;或依据所支持的计算机类型来作分类,例如服务器群集、移动电话;或依据所用查询语言来作分类,例如SQL、XQuery;或依据性能冲量重点来作分类,例如最大规模、最高运行速度;亦或其他的分类方式。不论使用哪种分类方式,一些DBMS能够跨类别,例如,同时支持多种查询语言。
8. 数据仓库的发展历程
数据仓库是决策支此扰持系统(dss)和联机分析应用数据源的结构化数据环境。数据仓库研究和解决从数据库中获取信息的问题。数据仓库的特征在于面向主题、集成性、稳定性和时变性。
数据仓库 ,由数据仓库之父比尔·恩门(Bill Inmon)于1990年提出,主要功能仍是将组织透过资讯系统之联机事务处理(OLTP)经年累月所累积的大量资料,透盯皮过数据仓库理论所特有的资料储存架构,作一有系统的分析整理,以利各种分析方法如联机分析处凯扒差理(OLAP)、数据挖掘(Data Mining)之进行,并进而支持如决策支持系统(DSS)、主管资讯系统(EIS)之创建,帮助决策者能快速有效的自大量资料中,分析出有价值的资讯,以利决策拟定及快速回应外在环境变动,帮助建构商业智能(BI)。
数据仓库之父比尔·恩门(Bill Inmon)在1991年出版的“Building the Data Warehouse”(《建立数据仓库》)一书中所提出的定义被广泛接受——数据仓库(Data Warehouse)是一个面向主题的(Subject Oriented)、集成的(Integrated)、相对稳定的(Non-Volatile)、反映历史变化(Time Variant)的数据集合,用于支持管理决策(Decision Making Support)。
9. 数据库的发展历史分为哪几个阶段
一般可分为以下几个阶段:
1.规划 2.需求分析巧带团 3.概念模型设计 4. 逻辑设计 5.物理设计 6.程序编制及调行敏试 7.运行及维护。
这些阶段的划分目前尚无统一的标准,各阶段间相互联接,而且常常需要回溯修正。 在数据库应用系统的开发过程中,每个阶段的工作成果就是写出相应的文档。每个阶段都是在上一阶段工作成果的基础上继续进行,孝橘整个开发工程是有依据、有组织、有计划、有条不紊地展开工作。
10. 实时/历史数据库和关系型数据库的区别
实时数据库是数据库系统发展的一个分支,它适用于处理不断更新的快速变化的数据及具有时间限制的事务处理。实时数据库技术是实时系统和数据库技术相结合的产物。实时数据库最起初是基于先进控制和优化控制而出现的,对数据的实时性要求比较高,因而实时、高效、稳定是实时数据库最关键的指标。