对数据库发展历史的看法

Posted 2022-12-24 数据库

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对数据库发展历史的看法

1.数据库发展历史是什么

数据库对于普通人来讲

就可以简单理解为有固定格式的数据集合，

专门为解决某一类数据保存和计算问题而存在的，

就像单位用的各种各样的报表和单据，

只不过软件会帮你保存管理这些单据和报表在计算机上，

帮你计算求和等等操作生成你想要的各种数据报告。

利用数据库软件和计算机的高速运算特性，

可以大大提高工作效率和正确性。

减少工作时间成本和人力成本。

没有他们也可以，但是你不得不用手工的办法处理数据，

不管数据量多少都一样。

2.数据库的概述和发展历史

数据模型是数据库系统的核心和基础。因此，对数据库技术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。总体说来，数据库技术从开始到现在一共经历了三个发展阶段：第一代是网状、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。

第一代包括网状和层次数据库系统，是因为它们的数据模型虽然分别为层次和网状模型，但实质上层次模型只是网状模型的特例而已。这二者都是格式化数据模型，都是在60年代后期研究和开发的，不论是体系结构、数据库语言，还是数据的存储管理，都具有共同特征，所以它们应该划分为一代。

第二代数据库系统支持关系数据模型。关系模型不仅具有简单、清晰的优点，而且有关系代数作为语言模型，有关系数据理论作为理论基础。因此关系数据库具有形式基础好、数据独立性强、数据库语言非过程化等特点，这些特点是数据库技术发展到了第二代的显著标志。虽然关系数据模型描述了现实世界数据的结构和一些重要的相互联系，但是仍然不足以抓住和表达数据对象所具有的丰富而重要的语义，因而它属于语法模型。

第三代数据库系统的特征是数据模型更加丰富，数据管理功能更为强大，能够支持传统数据库难以支持的新的应用需求。

（一）特点

数据库管理系统将具有一定结构的数据组成一个集合，它主要具有以下几个特点：

1. 数据的结构化数据库中的数据并不是杂乱无章、毫不相干的，它们具有一定的组织结构，属于同一集合的数据具有相似的特征。

2. 数据的共享性在一个单位的各个部门之间，存在着大量的重复信息。使用数据库的目的就是要统一管理这些信息，减少冗余度，使各个部门共同享有相同的数据。

3. 数据的独立性数据的独立性是指数据记录和数据管理软件之间的独立。数据及其结构应具有独立性，而不应该去改变应用程序。

4. 数据的完整性数据的完整性是指保证数据库中数据的正确性。可能造成数据不正确的原因很多，数据库管理系统通过对数据性质进行检查而管理它们。

5. 数据的灵活性数据库管理系统不是把数据简单堆积，它在记录数据信息的基础上具有很多的管理功能，如输入、输出、查询、编辑修改等。

6. 数据的安全性根据用户的职责，不同级别的人对数据库具有不同的权限，数据库管理系统应该确保数据的安全性。

（二）功能

一个好的数据库管理系统应具有很多功能，其中最基本的有以下3种：

1. 数据定义数据库管理系统提供定义数据类型和数据存储形式的功能。每个记录的每个字段中的信息为一个数据。因记录的信息不同，其数据类型也应不同。通过定义数据类型，可以在一定程度上保证数据的完整性。最简单的要求是，完整性规则应保证不能在定义为数字的字段中存放文本类型的数据。

2. 数据操作数据库管理系统提供多种处理数据的方式。例如，在一张表中查找信息或者在几个相关的表或文件中进行复杂的查找；使用相应的命令更新一个字段或多个记录的内容；用一个命令对数据进行统计，甚至可以使用数据库管理系统工具进行编程，以实现更加复杂的功能。

3. 数据控制数据库管理系统对数据提供一定的保护措施，从而保证在多个用户共享数据时，只有被授权的用户才能查看或修改数据。

3.数据库管理发展的历史及其相应特点

数据库管理系统（database management system）是一种操纵和管理数据库的大型软件，是用于建立、使用和维护数据库，简称dbms。

它对数据库进行统一的管理和控制，以保证数据库的安全性和完整性。用户通过dbms访问数据库中的数据，数据库管理员也通过dbms进行数据库的维护工作。

它提供多种功能，可使多个应用程序和用户用不同的方法在同时或不同时刻去建立，修改和询问数据库。它使用户能方便地定义和操纵数据，维护数据的安全性和完整性，以及进行多用户下的并发控制和恢复数据库。

按功能划分，数据库管理系统大致可分为6个部分：（1）模式翻译：提供数据定义语言（ddl）。用它书写的数据库模式被翻译为内部表示。

数据库的逻辑结构、完整性约束和物理储存结构保存在内部的数据字典中。数据库的各种数据操作（如查找、修改、插入和删除等）和数据库的维护管理都是以数据库模式为依据的。

（2）应用程序的编译：把包含着访问数据库语句的应用程序，编译成在dbms支持下可运行的目标程序。（3）交互式查询：提供易使用的交互式查询语言，如sql。

dbms负责执行查询命令，并将查询结果显示在屏幕上。（4）数据的组织与存取：提供数据在外围储存设备上的物理组织与存取方法。

⑸事务运行管理：提供事务运行管理及运行日志，事务运行的安全性监控和数据完整性检查，事务的并发控制及系统恢复等功能。（6）数据库的维护：为数据库管理员提供软件支持，包括数据安全控制、完整性保障、数据库备份、数据库重组以及性能监控等维护工具。

基于关系模型的数据库管理系统已日臻完善，并已作为商品化软件广泛应用于各行各业。它在各户服务器结构的分布式多用户环境中的应用，使数据库系统的应用进一步扩展。

随着新型数据模型及数据管理的实现技术的推进，可以预期dbms软件的性能还将更新和完善，应用领域也将进一步地拓宽。它所提供的功能有以下几项：（1）数据定义功能。

DBMS提供相应数据语言来定义（DDL）数据库结构，它们是刻画数据库框架，并被保存在数据字典中。（2）数据存取功能。

DBMS提供数据操纵语言（DML），实现对数据库数据的基本存取操作：检索，插入，修改和删除。（3）数据库运行管理功能。

DBMS提供数据控制功能，即是数据的安全性、完整性和并发控制等对数据库运行进行有效地控制和管理，以确保数据正确有效。（4）数据库的建立和维护功能。

包括数据库初始数据的装入，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视、分析等功能。（5）数据库的传输。

DBMS提供处理数据的传输，实现用户程序与DBMS之间的通信，通常与操作系统协调完成。著名数据库管理系统 MS SQL SYBASE DB2 ORACLE MySQL ACCESS VF 常见的数据库管理系统目前有许多数据库产品，如Oracle、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、Visual FoxPro等产品各以自己特有的功能，在数据库市场上占有一席之地。

下面简要介绍几种常用的数据库管理系统。 Oracle Oracle是一个最早商品化的关系型数据库管理系统，也是应用广泛、功能强大的数据库管理系统。

Oracle作为一个通用的数据库管理系统，不仅具有完整的数据管理功能，还是一个分布式数据库系统，支持各种分布式功能，特别是支持Inter应用。作为一个应用开发环境，Oracle提供了一套界面友好、功能齐全的数据库开发工具。

Oracle使用PL/SQL语言执行各种操作，具有可开放性、可移植性、可伸缩性等功能。特别是在Oracle 8i中，支持面向对象的功能，如支持类、方法、属性等，使得Oracle 产品成为一种对象/关系型数据库管理系统。

Microsoft SQL Server Microsoft SQL Server是一种典型的关系型数据库管理系统，可以在许多操作系统上运行，它使用Transact-SQL语言完成数据操作。由于Microsoft SQL Server是开放式的系统，其它系统可以与它进行完好的交互操作。

目前最新版本的产品为Microsoft SQL Server 2000，它具有可靠性、可伸缩性、可用性、可管理性等特点，为用户提供完整的数据库解决方案。 Microsoft Office 作为Microsoft Office组件之一的Microsoft Access是在Windows环境下非常流行的桌面型数据库管理系统。

使用Microsoft Access无需编写任何代码，只需通过直观的可视化操作就可以完成大部分数据管理任务。在Microsoft Access数据库中，包括许多组成数据库的基本要素。

这些要素是存储信息的表、显示人机交互界面的窗体、有效检索数据的查询、信息输出载体的报表、提高应用效率的宏、功能强大的模块工具等。它不仅可以通过ODBC与其它数据库相连，实现数据交换和共享，还可以与Word、Excel等办公软件进行数据交换和共享，并且通过对象链接与嵌入技术在数据库中嵌入和链接声音、图像等多媒体数据。

数据库管理系统选择原则选择数据库管理系统时应从以下几个方面予以考虑：（1）构造数据库的难易程度。需要分析数据库管理系统有没有范式的要求，即是否必须按照系统所规定的数据模型分析现实世界，建立相应的模型；数据库管理语句是否符合国际标准，符合国际。

4.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，最著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。

这次著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，这个项目就是著名的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。