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3.5 数据库技术的研究与发展

3.5.1 数据库技术的研究方向

数据库技术自20世纪60年代问世之后,其研究领域主要包括以下三个方面:

1.数据库理论

早期,数据库理论的研究主要集中于对关系规范化理论、关系数据理论等的研究。近年来,随着人工智能与数据库理论的结合及并行计算技术的发展,数据库逻辑演绎、知识推理和并行算法、演绎数据库、知识库和数据仓库等都成为新的研究方向。

2.数据库设计

数据库设计的研究范围包括数据库的设计方法、设计工具和设计理论的研究,数据模型和数据建模的研究,计算机辅助数据库设计及其软件系统的研究,数据库设计规范和标准的研究等。数据库设计的主要任务是在DBMS的支持下,按照应用要求,为某一个部门或组织设计一个结构合理、使用方便、效率较高的数据库及其应用系统。

3.DBMS软件的研制

DBMS是数据库系统的基础。DBMS软件的研制包括研制DBMS本身及以DBMS为核心的一组相互联系的软件系统,包括工具软件和中间件,它们使得系统既可以支持传统的数据格式,也可以支持新的数据格式,如非格式化的声音、图像、对象、多媒体等数据。其研制的目标是提高系统的性能和提高用户的生产率。

随着数据库应用领域的不断扩大,许多新的应用领域,如自动控制、计算机辅助设计等,都需要数据库系统能够处理与传统数据类型不同的新的数据类型,如声音、图像等非格式化的数据。面向对象的数据库系统、多媒体数据库系统等就是在这些新的需求和应用背景下产生的。

3.5.2 数据库技术的发展现状和趋势

数据库技术的应用领域非常广泛,涉及现代社会的方方面面。大到公司、大型企业或是政府部门,小到家庭或个人,都需要使用数据库技术来存储和管理数据信息。很多传统数据库用于商务领域,如证券、银行、其他企业,以及学校、医院等。以银行为例,银行中大量的客户资料、客户资金信息、每一笔交易的流水都是重要的数据。这些数据存储在数据库中,便于查询和管理,包括:随时根据一定的条件把数据从数据库中调阅出来;客户取钱后,把原有的资金余额扣减了取款金额后再存储回数据库中。数据库技术的支持,使得数据的管理更加易于操作,处理效率更高。

关系数据库走出实验室走向商业领域并取得了巨大的成功,这也刺激了其他领域对数据库技术需求的迅速增长。然而,传统的关系数据库并不能完全满足新领域所提出的数据管理需求。例如,多媒体数据的形式和操作都比传统数据的要复杂。新的挑战带来了新的发展契机。新一代数据库技术的研发促进了数据库技术与其他学科的结合,各种新型数据库不断涌现,如:数据库技术与多媒体技术相结合的产物是多媒体数据库;数据库技术与分布式处理技术相结合的产物是分布式数据库;数据库技术与移动计算技术相结合的产物是嵌入式移动数据库;数据库技术与We b技术相结合的产物是We b数据库;数据库技术与人工智能相结合的产物是演绎数据库;数据库技术与地理信息系统相结合的产物是空间数据库;等等。

随着大数据、人工智能、物联网的崛起,数据库技术有以下几个发展趋势:

1.从集中式逐渐转到分布式

随着数据量的增加,硬件性能的瓶颈尤其是摩尔定律的限制,使得传统的集中式架构无法满足客户的要求,不论是数据库还是整个应用软件,都有从集中式转到分布式的趋势。

2.从SQL到NoSQL

目前Oracle、MySQL、SQL Server等大部分数据库产品是基于二维表结构的,使用SQL语言,但是随着数据库应用领域的不断扩大,图像、文档、流媒体迅速增多,数据量爆发式增长,数据库形态将越来越丰富,未来将从SQL发展到NoSQL,NoSQL数据库包括文档数据库、键值数据库、图数据库和时序数据库。目前,根据DB Engines第三方的统计,图数据库是发展最快的。

3.从云下到云上

以云为基础的云数据库将越来越多地影响人们的生活。现阶段云数据库更多地应用在互联网行业以及传统行业的互联网场景。随着产业端产生更多的业务创新,云数据库的需求将有望被进一步拉动。

4.智能化

随着复杂的、海量的数据不断增长以及越来越多种类的数据库出现,DBA所承担的优化任务越来越繁重,人工调优能力逐渐跟不上数据库的发展,必须引入人工智能来弥补人能力的不足。通过人工智能优化算法,可有效地自动化分析任务,减少人工成本并提高数据库的性能。云数据库更大范围的普及将推动数据库智能化的实现。 6AhMN30DvC5+6tr7w143Um4Xhuxmj54Gy5dV+3ItUA1UmKpOGEa3YNEJnD1eT2ox

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