【導讀】專業(yè)年級：計算機科學與技術(shù)（工）08級。班級學號：計08-3班27號。二○一二年三月十五日

　　

【正文】 時可直接存取存儲（磁盤和鼓）從 20 世紀 60 年代中期起。這個詞代表了與過去的基于磁帶的系統(tǒng)相反，允許共享的交互使用，而不是每日批處理。 在最早的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，效率也許是首要關(guān)心的問題，但它已經(jīng)認識到，還有其他的重要目標。主要目標之一是使數(shù)據(jù)獨立于應用程序的邏輯，因此，相同的數(shù)據(jù)可以提供給不同的應用。 第一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)導航， [2]應用程序通 常由以下指針從一個記錄到另一個訪問數(shù)據(jù)。這個時候的兩個主要數(shù)據(jù)模型，層次模型，由 IBM 公司的 IMS 系統(tǒng)的縮影， CODASYL模型（網(wǎng)絡模型），實現(xiàn)的產(chǎn)品，如同位素稀釋。 埃德加樓科德于 1970 年首次提出，關(guān)系模型，背離了這一傳統(tǒng)，堅持應用程序應搜索數(shù)據(jù)的內(nèi)容，而不是通過以下鏈接。這被認為是必要的，讓數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容，以發(fā)展沒有固定的應用重寫。關(guān)系系統(tǒng)處理資源放在了很高的要求，它直到 20 世紀 80 年代中期，計算機硬件變得強大到足以讓他們得到廣泛部署。然而，由 20 世紀 90 年代初，關(guān)系系統(tǒng)所有大規(guī)模數(shù)據(jù)處理應用的優(yōu)勢， 他們在優(yōu)勢領(lǐng)域仍占據(jù)主導地位，除了今日（ 2021 年）。占主導地位的數(shù)據(jù)庫語言是標準 SQL的關(guān)系模型，這已經(jīng)影響了其他數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)庫語言。 由于關(guān)系模型的強調(diào)，而不是導航，搜索，它并沒有作出明確的指針形式的不同實體之間的關(guān)系，但代表他們，而使用主鍵和外鍵。雖然這是一個良好的基 2 礎查詢語言，它是不太適合作為一種建模語言。出于這個原因，出現(xiàn)不久后（ 1976年）的實體 關(guān)系模型，獲得了不同的模型，數(shù)據(jù)庫設計的普及。 在 20 世紀 70 年代以來的數(shù)據(jù)庫技術(shù)，不斷增加資源，提供從計算平臺的步伐期間：特別是在快速增長的磁 盤存儲容量和速度（降低價格），主內(nèi)存容量增加。這使得越來越大的數(shù)據(jù)庫和更高的吞吐量來實現(xiàn)。 越來越多的限制，處理的信息是豐富的，或在結(jié)構(gòu)更加多樣化，比傳統(tǒng)的“總帳書”時，被視為關(guān)系模型，其中所有的數(shù)據(jù)表的行和列的固定結(jié)構(gòu)舉行的剛性企業(yè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)：例如，在分子科學文獻數(shù)據(jù)庫，工程數(shù)據(jù)庫，多媒體數(shù)據(jù)庫，或數(shù)據(jù)庫。已作出各種嘗試來解決這個問題，如后關(guān)系或 NoSQL的旗幟下聚集。兩個值得注意的發(fā)展是對象數(shù)據(jù)庫和 XML數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫的廠商已經(jīng)擊退了從這些新車型的競爭，擴大自己的產(chǎn)品的能力，以支持更廣泛的數(shù)據(jù)類型。 一般用途的 DBMS 一個 DBMS 已經(jīng)演變成一個復雜的軟件系統(tǒng)，其發(fā)展通常需要數(shù)千人多年的發(fā)展努力。 [引文需要 ]一些通用的 DBMS，像甲骨文，微軟 SQL Server 和 IBM DB2，已經(jīng)歷了三十升級年或更長時間。通用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的目標，以滿足盡可能多的應用，這通常使得他們更加復雜比專用數(shù)據(jù)庫。然而，其實，他們可以用“關(guān)閉的架子”，以及他們對許多應用和實例的攤銷成本，使他們有吸引力的替代（而不是一次性的發(fā)展），每當他們滿足應用的要求。 在許多情況下，雖然有吸引力，通用 DBMS 并不總是最佳的解決 方案：當某些應用與許多操作系統(tǒng)實例，每個擁有眾多用戶的普遍，通用 DBMS 可能會帶來不必要的開銷過大的“足跡”（太大量不必要的，未使用的軟件代碼）。這些應用程序通常證明了專門的開發(fā)。典型的例子是電子郵件系統(tǒng)，但他們需要具備某些 DBMS 的性能：在優(yōu)化處理和管理電子郵件的方式，建立電子郵件系統(tǒng)，并不需要一個通用的 DBMS 功能的重要部分。 數(shù)據(jù)庫的機器和設備 在 20世紀 70年代和 20世紀 80年代嘗試建立與數(shù)據(jù)庫系 統(tǒng)集成的硬件和軟件。的基本原則是，這種一體化會以較低的成本提供更高的性能。例子是年初發(fā)行的 Teradata， IBM IBMSystem/38 中，布里頓李公司的數(shù)據(jù)庫機器。數(shù)據(jù)庫管理的硬件支持的另一種方法是 ICL 的水產(chǎn)科學研究院加速器，硬件磁盤控制器與可編程的搜索功能。從長遠來看這些努力失敗，因為專門的數(shù)據(jù)庫機器不能保持與通用計算機的飛速發(fā)展和進步的步伐。因此，現(xiàn)在大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是通用的硬件上運行，使用通用的計算機數(shù)據(jù)存儲的軟件系統(tǒng)。然而，這種想法仍然奉行像 Netezza 和甲骨文（ Exadata 的）一些公司 對某些應用。 數(shù)據(jù)庫的研究 數(shù)據(jù)庫的研究一直是積極的和多樣化的地區(qū)，與許多專業(yè)，處理與數(shù)據(jù)庫的概念在 20 世紀 60 年代初期以來進行的。它擁有強大的關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和 DBMS產(chǎn)品。數(shù)據(jù)庫研究組研究和開發(fā)公司已采取的地方（例如，特別是在 IBM 研究 3 中心的技術(shù)和理念，誰貢獻幾乎任何現(xiàn)有的 DBMS 今天），科研院所和學術(shù)界。研究已經(jīng)完成，通過理論和原型。研究和數(shù)據(jù)庫相關(guān)的產(chǎn)品開發(fā)之間的互動一直非常富有成效的數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域，并從它出現(xiàn)的許多相關(guān)的關(guān)鍵概念和技術(shù)。值得注意的是關(guān)系和實體關(guān)系模型，原子事務的概念和相關(guān)的并發(fā)控 制技術(shù)，查詢語言和查詢優(yōu)化方法的 RAID，更多。數(shù)據(jù)庫的幾乎所有方面的研究提供了深刻的洞察力，但并不總是一直務實，有效的（不能和不應該永遠是：研究是探索性的，并不總是導致公認的或有用的想法）。最終，市場力量和實際需要確定問題解決方案及相關(guān)技術(shù)的選擇，也通過研究提出的那些。但是，偶爾，而不是最好的，最優(yōu)雅的解決方案，贏得（例如， SQL）。沿著歷史的 DBMS 和各自的數(shù)據(jù)庫，在很大程度上，已經(jīng)這樣的研究成果，而真正的產(chǎn)品的要求和挑戰(zhàn)，引發(fā)了數(shù)據(jù)庫的研究方向和子區(qū)域。 數(shù)據(jù)庫研究領(lǐng)域有幾個顯著的專用學術(shù)期刊（例如， 數(shù)據(jù)庫 ACM 交易系統(tǒng)TODS，數(shù)據(jù)和知識工程， DKE 等）和年度會議（例如， ACM 坦帕灣， ACM SIGMOD， VLDB， IEEE ICDE，多），以及活躍相當異構(gòu)（明智主題）世界各地的研究團體。 數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu) 可以查看數(shù)據(jù)庫架構(gòu)（以區(qū)別于 DBMS 體系結(jié)構(gòu) 。見下文），在一定程度上，作為一個數(shù)據(jù)模型的擴展。它是用來方便地回答不同的最終用戶的要求，從同一個數(shù)據(jù)庫，以及其他福利。例如，某公司財務部門需要全體員工的付款細節(jié)，作為公司的費用的一部分，而不是其他許多細節(jié)的員工，是人力資源的部門的利益。因此，不同的 部門需要不同的意見，該公司的數(shù)據(jù)庫，既包括支付員工可能在不同的細節(jié)水平，（在不同的視覺形式提交）。為了滿足這些要求的有效的數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)包括三個層次：外部，概念和內(nèi)部。明確區(qū)分三個層次是主宰 21 世紀的數(shù)據(jù)庫關(guān)系數(shù)據(jù)庫模型實現(xiàn)的主要功能。 [13] 每個最終用戶的類型，了解其各自的相關(guān)數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中，也就是說，不同的需要最終用戶的意見組織外部級別定義如何。一個數(shù)據(jù)庫可以有任何的若干意見，在外部層面。 概念層次結(jié)合成一個有機的整體，全局視圖外部的各種意見。 [13]，它提供的所有外部意見的共同分母。它包括所有的最終 用戶所需的通用數(shù)據(jù)，也就是說，所有的任何視圖可以導出 /計算數(shù)據(jù)。它提供了最簡單的方式，如通用數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)庫恢復骨。正是出于各種數(shù)據(jù)庫的最終用戶的范圍，并提供數(shù)據(jù)庫應用程序開發(fā)和建立數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)庫管理員定義。 國內(nèi)一級（物理層），是作為一個內(nèi) DBMS 的數(shù)據(jù)庫（見下文實現(xiàn)“一節(jié)）實施的一部分的事實問題。它關(guān)注的是成本，性能，可擴展性和其他業(yè)務事項。它處理與存儲的概念層次的布局，提供配套的存儲結(jié)構(gòu)，如索引，以提高性能，偶爾存儲數(shù)據(jù)的個人意見（物化視圖），通用數(shù)據(jù)計算，如果存在這樣的冗余性能的理由。平衡所有的外部 意見的性能要求，它可能是沖突的企圖優(yōu)化整體數(shù)據(jù)庫的使用其所有使用數(shù)據(jù)庫的目標和優(yōu)先事項。 所有三個層次的維護和更新，根據(jù)不斷變化的需求，他們也經(jīng)常參加在數(shù)據(jù) 4 庫設計的數(shù)據(jù)庫管理員。 還涉及上述三個層次的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)和數(shù)據(jù)獨立性的概念已被描述為長的時間作為一個理想的數(shù)據(jù)庫屬性的初始關(guān)系模型的主要動力之一的動機。在上述體系結(jié)構(gòu)的背景下，它是指在一定的水平所做的變更不會影響與更高級別的接口定義和開發(fā)的軟件，并自動被納入在較高的水平。例如，在內(nèi)部水平的變化不影響使用概念層次的接口，從而節(jié)省了重大變化的工作，否則將需要編 寫的應用程序。 總之，概念是一種間接的內(nèi)部和外部之間的水平。一方面，它提供了數(shù)據(jù)庫的一個共同的看法，不同的外部視圖結(jié)構(gòu)的獨立，另一方面，它是由簡單的數(shù)據(jù)是如何存儲或管理（內(nèi)部水平）的細節(jié)。原則上每個級別，甚至每一個外部視圖，可以由不同的數(shù)據(jù)模型。在實踐中通常是一個給定的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)使用外部和概念水平相同的數(shù)據(jù)模型（例如關(guān)系模型）。內(nèi)部的水平，這是藏在里面的 DBMS，取決于它的實施（見下文實現(xiàn)“一節(jié)），需要不同程度的細節(jié)，并使用自己的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，通常從外部和概念水平的結(jié)構(gòu)性質(zhì)不同 DBMS 用戶（例如，上面的 數(shù)據(jù)模型）：雖然外部和概念層面主要集中在服務 DBMS 用戶，關(guān)注的是有效的內(nèi)部實施細則。