浅谈数据库管理系统的研究进展及发展趋势

边梦琳 王米兰

1.海南大学信息学院，海口570228；2. 东南大学计算机学院，南京211189

浅谈数据库管理系统的研究进展及发展趋势

边梦琳1王米兰2

1.海南大学信息学院，海口570228；2. 东南大学计算机学院，南京211189

数据库管理系统是基于某种前台的开发工具和后台数据库，并在软件工程相关理论的指导下所形成的应用系统，在企业，教育，医疗，航空，生物等领域有着广泛的应用。本文分析了数据库管理系统的发展历史及研究进展，最后展望了数据库管理系统的未来发展趋势及方向。

数据库管理系统；软件工程；研究进展；未来趋势

Database Management System;Software Engineering; Research Progress;Future Trends

引言

数据库管理系统(Database Management Systems,简称DBMS)是指提供各种数据管理服务的计算机软件系统, 这种服务包括数据对象定义、数据存储与备份、数据访问与更新、数据统计与分析、数据安全保护、数据库运行管理以及数据库建立和维护等[1-2]。由于企业信息化的目的就是要以现代信息技术为手段,对伴随着企业生产和经营过程而产生的数据进行收集、加工、管理和利用, 以改善企业生产经营的整体效率, 增强企业的竞争力。所以,数据库是企业信息化不可缺少的工具, 是绝大部分企业信息系统的核心。所以分析数据库管理系统的现状和发展趋势有助于加速和推动企业信息化的进程。

1 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。

1.1 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。

1.2 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。

1.3 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[3]。

1.4 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。

2 数据库管理系统的研究现状

2.1 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。

2.2 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。

2.3 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[4]。

3 数据库管理系统的发展趋势

3.1 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。

3.2 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H T T P 协议H y p e r t e x t 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。

3.3 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[5]，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。

3.4 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。

[1]徐红梅. 数据库管理系统及其发展趋势[J]. 微型机与应用. 2006; (10):11-13

[2]萨师煊, 王珊. 数据库系统导论[M]. 北京：高等教育出版社. 2004;21-37

[3]蔡立军, 翟亮. Oracle9关系数据库适用教程[M]. 中国水电出版社. 2004;25-41

[4]张海藩. 软件工程导论[M]. 北京：清华大学出版社. 2003;112-133

[5]陈平, 褚华. 软件设计师[M]. 北京：清华大学出版社.2004;51-83

The Research Progress and Future Trends of Database Management System

Bian Menglin1Wang Milan2
1. School of Information, Hainan University, Haikou；, 5702282. School of Computer Science and Engineering, Southeast University, Nanjing, 211189

Database management system is based on a desk development tools and backend database and formed under the guidance of the application system in software engineering related theories. It has wide range applications in the enterprise, education, medical, aerospace and biological fields. This paper analyzes the history of database management system and the research progress and future trends of database management system.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.11.050

边梦琳，女,（1990-），本科，研究方向：数据库技术及其应用。