数据库的其它新技术

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1、第13章数据库的其他新技术13.1概述13.2并行数据库13.3多媒体数据库13.4主动数据库13.5数据仓库13.6工程数据库13.7空间数据库13.8移动数据库13.1概述数据库技术产生于20世纪60年代末期，短短30年间已从第一代层次、网状数据库，第二代关系数据库系统发展到第三代以面向对象模型为主要特征的数据库系统。随着数据库技术不断应用到新的领域，传统数据库技术面临着以下新的挑战：(1)信息爆炸导致数据量剧增。随着社会信息化进程的加快，信息量急剧增长。如构成人类基因组的DNA排列图谱，每个基因组DN

2、A排列长达几十亿个元素，每个元素又是一个复杂的数据单元，据估计人类的基因组约5～6万种，如何表示、访问和处理这样的图谱结构数据，是数据库面临的难题。13.1概述(2)数据类型的多样化和一体化要求。传统的数据库技术基本上是面向记录的，以字符表示的格式化数据为主，这远远不能满足多种多样信息类型的需求。新的数据库系统应能支持各种静态和动态的数据，如图形、图像、语音、文本、视频、动画、音乐等。（3)当前的数据库技术还不能处理不确定或不精确的模糊信息。目前，一般数据库的数据，除空值外都是确定的。但是实际生活中要求数据

3、库能表示、处理不确定或不精确的数据。13.1概述（4）数据安全性。数据库系统的发展方向是在大范围内集成，向广大用户提供方便的服务。随着移动主机（便携式计算机）的大量涌现，因特网的扩展延伸，用户可以随时随地访问数据库。此外，移动主机遗失、失窃等现象时有发生，这就带来严重的数据库安全和保密问题。现有的数据库安全措施还不能满足这个要求。在数据库安全模型、访问控制、授权、审计跟踪、数据加密、密钥管理、并发控制等方面都还没有形成明确的主流技术策略。（5）对数据库理解和知识获取的要求。目前，一方面正在被信息所淹没，另一

4、方面由于缺乏知识而感到饥饿。人们对数据库的使用已不限于传统的查询，而希望把它作为知识源，从中提取一些知识，希望数据库具有推理、类比、联想、预测能力，甚至能从中得到意想不到的发现，希望数据库能主动而不是被动地提供服务。13.1概述20世纪80年代中期以来，尤其是进入90年代，数数据库出现了许多新分支。数据库与其他相关技术相结合出现的新分支有：与面向对象技术结合出现的面向对象数据库，与分布技术相结合出现的分布式数据库，与并行处理技术相结合出现的并行数据库，与多媒体技术相结合出现的多媒体数据库，与人工智能技术相结

5、合出现的主动数据库、知识库和演绎数据库、与模糊技术相结合出现的模糊数据库等。数据库面向不同的应用领域出现的新分支有：面向决策支持出现的数据仓库，面向工程设计出现的工程数据库，面向地理信息系统（GIS）出现的空间数据库，面向移动计算环境出现的移动数据库，以及实时数据库、统计数据库等。以上这些数据库都是将要在后面各节中分别加以介绍的。13.1概述模糊技术新技术内容关系模型面向对象模型分布技术并行技术多媒体技术人工智能应用领域图13.1数据库家族的新成员分布式数据库并行数据库多媒体数据库主动数据库模糊数据库数据仓

6、库工程数据库空间数据库移动数据库决策支持移动计算工程设计地理信息系统层次网状模型13.2并行数据库13.2.1并行数据库系统的目标13.2.2并行数据库系统的体系结构13.2.3数据划分13.2.4并行处理技术13.2.5并行数据库系统和分布式数据库系统的区别13.2.1并行数据库系统的目标1.高性能并行数据库系统通过将数据库管理技术与并行处理技术有机结合，发挥多处理机结构的优势，从而提供比相应的大型机系统要高得多的性能价格比和可用性。2.高可用性并行数据库系统可通过数据复制来增强数据库的可用性。这样，当一

7、个磁盘损坏时，该盘上的数据在其它磁盘上的副本仍然可以使用，且无需额外开销，与基于日志的回复不同。3.可扩充性数据库系统的可扩充性指系统通过增加处理和存储能力而平滑地扩展性能的能力。13.2.2并行数据库系统的体系结构并行数据库系统（ParallelDatabaseSystem，简称PDBS）是以并行计算机为基础，以高性能和可扩展性为目标，利用多处理器结构提供比大型机系统高得多的性能价格比和可用性的数据库系统。人们普遍认为，并行数据库系统将是未来的高性能数据库系统。并行数据库的研究主要包括以下几个方面：一是实

8、现并行数据库操作的并行算法的研究，它要解决如何对数据库进行并行操作的问题；二是并行数据库物理存储结构的研究，它要考虑如何划分多处理机、如何划分或共享磁盘及内存等，以保证能实现对数据库的并行操作；三是并行查询优化的研究，查询优化是数据库领域的一个传统课题，但并行查询优化更加复杂，实现起来困难得多。13.2.2并行数据库系统的体系结构目前，对并行数据库系统的研究已取得很大成效，出现了一些并行数据库的原型系统，如ARB