试析数据库管理系统现状和发展趋势

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摘 要：以某种前台中的开发工具以及后台数据库为基础，并且在相关软件工程理论指导下而形成的一种应用系统，其系统名为数据库管理，广泛应用于教育、企业、航空、生物、医疗等领域。本篇文章深入分析其发展历史以及研究的进展，该管理系统未来的发展方向和趋势在最后进行了展望。

关键词：数据库管理系统 软件工程 研究进展 未来趋势

系统名为数据库管理（Database Management Systems，简称 DBMS）指的是提供对各种数据进行管理服务的电脑软件系统，此服务有数据的对象定义、数据备份和存储、数据更新和访问、数据分析和统计、数据的安全保护、数据库的运行管理还有建和和维护数据库等。由于企业的信息化目的即是依靠现代的信息技术作为手段，收集、管理、加工和利用随企业生产以及经营过程产生而来的数据，用以提升企业生产的整体经营效率，使企业的竞争能力得到增强。所以，企业信息化所不可或缺的工具整是数据库，数据库也是大部分的企业的信息系统之核心。所以加速推动企业的信息化进程在于剖析数据库的管理系统现状以及未来发展趋势。

一、数据库管理系统的发展历史

数据库管理系统经历了四个发展阶段第一阶段是 60 年代早期的人工管理阶段，第二阶段是 70 年代的文件系统阶段，第三阶段是80 年代出现到90 年代初成为主流的关系数据库，第四阶段是目前新兴的面向对象的数据库。

1. 人工管理阶段

早期的数据管理是人工进行的，当时的计算机主要是用来科学计算的，输入数据运行后，不保存数据，只要计算后的结果。

2. 文件系统阶段

随着计算机技术的发展，上世纪 70 年代后，计算机超越了只进行科学计算阶段，已经能处理非数值数据。数据可以实现长久保存，并且实现了数据的逻辑结构和物理存储的分开，减少数据的物理组织。数据可以实现多个应用，实现数据的重用，不同的程序，在了解其文件数据结构的基础上可以重复应用。文件组织多样化，可以有索引、接散和散列等文件，缺点是数据冗余度大，文件和应用程序关联度大，不同程序应用时，重复定义重复存储，不能共享，造成冗余度大，数据联系弱，文件中的数据组织记录由字段组成，内部有结构，但是，文件之间是孤立的整体，也没有反映现实间事物的内在联系，在应用上，很难能适用不同的应用。

3. 关系数据库

随着80 年代到90 年代，一种建立在关系数据库模型基础上的数据库，并且借助于集合代数等概念和方法来处理数据库中的数据，称为关系数据库，现实世界中的各种实体以及实体之间的各种联系均用关系模型来表示。目前主流的关系数据库有Oracle， SQL， Access， DB2， Sqlserver，Sybase等。

4. 面向对象数据库

面向对象数据库是指把面向对象的方法和数据库技术结合起来可以使数据库系统的分析、设计最大限度地与人们对客观世界的认识相一致。面向对象数据库系统是为了满足新的数据库应用需要而产生的新一代数据库系统。

二、数据库管理系统的研究现状

1. 数据模型和数据序发展

数据库管理系统是随数据库系统发展而发展的。自数据管理进入系统管理后，上世纪六七十年代，先后发展产生了层次数据库系统、网状数据库系统和关系数据库系统。这 3 个系统都是建立在相应的数据模型理论上的，数据模型是一种限制世界数据特征的抽象，在现实世界、信息世界和机器世界分别表达描述，分别以数据、信息或记录等表示的。数据模型主要是数据结构、数据操作和数据约束等。

2. 数据库管理系统的形成

数据库管理系统为了数据库的建立、使用和管理维护而建立的。其功能主要有：数据定义；数据库操作；数据库运行管理；数据组织、存储和管理；数据库的建立和维护。数据库管理系统的基本特征：数据结构化统一管理。这样在统一的数据模型表示上，数据可以面向整个应用系统，容易维护扩展，数据冗余少，实现共享，较高的独立性，数据和程序独立，将数据的定义从程序中分离出去，数据库管理系统存储，从而简化了应用程序。数据库管理系统还提供了对安全性、完整性、并发和恢复的控制。

3. 数据库的智能化和集成化

数据库技术的广泛使用为企业和组织收集并积累了大量的数据。数据丰富知识贫乏的现实直接导致了联机分析处理（OLAP）、数据仓库（Data Warehousing） 和数据挖掘等技术的出现，促使数据库向智能化方向发展。同时企业应用越来越复杂， 会涉及应用服务器、Web 服务器、其他数据库、旧系统中的应用以及第三方软件等， 数据库产品与这些软件是否具有良好集成性往往关系到整个系统的性能。

三、数据库管理系统的发展趋势

1. 数据库向应用软件方向发展

随着用于在线事务处理 OLTP 的数据库管理系统的专业化发展，会出现管理要求不高，价格相对低廉的数据库管理系统。这些系统与其他应用软件进行集成，相当方便的指导初学者了解安装和管理，向导自动完成许多任务调用的智能功能，使得 DBMS 易于安装操作和管理。数据库开发商还进行远程管理功能的开发，富有经验的数据库管理人员可从其他地方来监视和管理数据库，在某些情形下甚至是数据库开发商来为用户处理问题，这使得DBMS 的管理要求降低，随着用户对应用开发商要求的增加这种趋势将会持续。

2. 数据库和网络结合起来

为了在激烈的竞争中取胜许多 DBMS开发商把产品发展方向定为 Internet 数据库。这些开发商正设法赋予数据库网络连接功能，扩充对网络上多媒体数据的存储和操作管理功能。通过设置 Internet 网络接口，如支持 HTTP 协议 Hypertext Transfer Protocol。DBMS提供许多与网络服务器功能相匹配的功能以实现与网络的连接，其趋势朝 DBMS 拥有网络地址的方向发展。DBMS 开发商认为 DBMS 是替代由网络服务器担负的数据和文件存储的最好工具。随着网络商业化的发展，将开发出在 DBMS 上进行存储的方法，并将取代目前把多媒体数据存放在网络服务器的做法，同时 DBMS 还会具有传输控制和数据集成能力。

3. 数据库的优化存储

以前企业信息管理的重点是把数据放入数据库保存，而现在则是从数据库中获得信息。DBMS正在进行数据存储的优化，如增加并行处理位图序列化改进队列算法，预合计改善批量装载能力等主要的功能。DBMS开发商已经开发出数据存储的优化技术，但要达到最终要求还有很长的路要走。在此过渡期主要的DBMS开发商转向建立新的数据存储功能，并作为其 DBMS 产品的可选功能。IBM 的 DB2，OLAP Server 把 DB2 与Hyperion Solutions公司的Essbase数据库集成起来。Oracle Express Server 采用从Information Resources购买的快递Express技术，它们都能存放和管理多维数据阵列并具有直接分析复杂相关数据的能力。

4. 数据库技术发展高端化

数据库技术一直是社会现实需要作为推动的，现代企业在全球化的竞争中，已经对信息化提出更高要求。这样的现实需求推动着数据库技术从以前的专门的技术领域走向与生产实际相结合的领域，走向企业等生产业务决策等前台。要求数据库从简单的数据处理到信息服务、到业务本身管理，甚至到知识和决策。这就产生和发展了相应的技术，比如数据挖掘技术、知识库专家系统、能处理和控制大量的生产信息和资源的数据库技术如 ERP。

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