DB2的历史

DB2拥有悠久的历史并且被很多人认为是最早使用SQL（同样最早被IBM开发）的数据库产品。

1968:IBM 在 IBM 360 计算机上研制成功了 IMS V1，这是第一个也是最著名的和最为典型的层次型数据库管理系统。至今仍然还有企业在使用呢。

1970:这是数据库历史上划时代的一年，IBM公司的研究员E.F.Codd 发表了业界第一篇关于关系数据库理论的论文A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks，首次提出了关系模型的概念。这篇论文是计算机科学史上最重要的论文之一，奠定了Codd博士关系数据库之父的地位。

1973:IBM研究中心启动了 System R 项目，研究多用户与大量数据下关系型数据库的可行性，它为 DB2 的诞生打下了良好基础。由此取得了一大批对数据库技术发展具有关键性作用的成果，该项目于1988年被授予ACM软件系统奖。

1974:IBM研究员Don Chamberlin 和 Ray Boyce 通过 System R 项目的实践，发表了论文SEQUEL：A Structured English Query Language，提出了 SEQUEL 语言，此即 SQL 语言的原型。

1975:IBM研究员Don Chamberlin 和 Morton Astrahan的论文 Implentation of a Structured English Query Language，在 SEQUEL 的基础上 描述了 SQL 语言的第一个实现方案。这也是 System R 项目得出的重大成果之一。

1976:IBM System R 项目组发表了论文A System R: Relational Approach to Database Management，描述了一个关系型数据库的原型。IBM 的研究员Jim Gray 发表了名为Granularity of Locks and Degrees of Consistency in a Shared DataBase的论文，正式定义了数据库事务的概念和数据一致性的机制。

1977:System R 原型在3个客户处进行了安装，这 3 个客户分别是：波音公 司、Pratt &Whitney 公司和 Upjohn 药业。这标志着 System R 从技术上已经是 一个比较成熟的数据库系统，能够支撑重要的商业应用了。

1979:IBM研究员Pat Selinger在她的论文Access Path Selection in a Relational Database Management System中描述了业界第一个关系查询优化器。

1980:IBM发布了 S/38 系统，该系统中集成了一个以 System R 为原型的数据库服务器。为了方便应用程序的移植，它的 API 与 S/3、S/32 的 API 一致。

1981:由于发明了关系型数据库模型，IBM 的研究员E.F.Codd 接受了ACM 图灵奖，这是计算机科学界的最高荣誉。Codd 博士也是继查尔斯.巴赫曼（Charles W. Bachman） 之后，又一位由于在数据库领域做出巨大贡献而获此殊荣的计算机科学家。

1982:IBMPC 的出现标志着 PC 产业开始孕育发展。在以后相当长的一段时间内，在各种品牌的个人电脑上标记着的IBM PC Compatible字样都见证着 IBM 在 这个领域的辉煌。

1982:IBM发布了 SQL/DS for VSE and VM 。这是业界第一个以 SQL 作为接口的商用数据库管理系统。该系统也是基于 System R 原型所设计的。

1983:IBM发布了DATABASE 2（DB2）for MVS（内部代号为Eagle）。

1986:System/38 V7 发布，该系统首次配置了查询优化器，能够对应用程序的存取计划进行优化。

1987:IBM发布带有关系型数据库能力的 OS/2 V1.0扩展版，这是IBM第一次把关系型数据库处理能力扩展到微机系统。这也是 DB2 for OS/2、Unix and Window 的雏形。

1988:IBM发布了SQL/400，为集成了关系型数据库管理系统的AS/400服务器提供了SQL支持。IDUG（国际DB2用户组织）组织成立。

1989:IBM定义了 Common SQL 和 IBM 分布式关系数据库架构（DRDA），并在 IBM 所有的关系数据库管理系统上加以实现。 第一届 IDUG北美大会在美国芝加哥召开。 1992:第一届 IDUG欧洲大会在瑞士日内瓦召开。这标志着 DB2 应用的全球化。

1993:

1.IBM发布了DB2 for OS/2 V1（DB2 for OS/2 可以被简写为DB2/2）和 DB2 forRS/6000V1（DB2 for RS/6000 可以被简写为DB2/6000），这是 DB2 第 一次在Intel 和Unix 平台上出现。

2.Louis V. Gerstner 入主 IBM。

1994:

1.DB2 For MVS V4 通过并行 Sysplex 技术的实现在主机上引入了分布式计算（数据共享）。

2.IBM发布了运行在 RS/6000 SP2 上的 DB2 并行版 V1，DB2 从此有了能够适应大型数据仓库和复杂查询任务的可扩展架构。IBM 将 DB2 Common Server 扩展到 HP-UX 和 Sun Solaris 上。DB2 开始支持其他公司开发的 UNIX 平台。 DB2/400 集成在 OS/400 V3.1中发布，并且引入了并行机制、存储过程和参照完整性等机制。同时，IBM 宣布在 OS/2 和 AIX 平台上的 DB2 产品能够对多媒体数据和面向对象应用程序提供支持。

1995:

1.IBM发布了 DB2 Common Server V2，这是第一个能够在多个平台上运行的对象-关系型数据库(ORDB)产品，并能够对 Web 提供充分支持。DataJoiner for AIX 也诞生在这一年，该产品赋予了 DB2 对异构数据库的支持能力。DB2 在 Windows NT 和 SINIX平台上的第一个版本（DB2 V2）发布。

2.IBM发布了在 AIX 和 MVS 平台上的数据挖掘技术，用于管理大文本、图像、音频、视频和指纹信息的扩展器（Extender）以及可以对数据仓库进行可视化构造和管理的Visual Warehouse。

3.IBM发布了 DB2 WWW Connection V1 for OS/2 and AIX（该产品后来被更名为Net.Data）。该产品可以将数据库中的数据快速发布到 Web。第一届 IDUG 亚太区大会在澳大利亚悉尼召开。这年IBM 并购了 Lotus Development Corp。

1996:

1.IBM发布 DB2 V2.1.2 ，这是第一个真正支持 JAVA 和 JDBC 的数据库产品。

2.DataJoiner 开始支持对非关系型数据库（比如 IMS 和 VSAM）的存取。

3.IBM发布了 Intelligent Miner，该产品可以对基于 DB2 的数据源实施数据挖掘。

4.IBM并购 Tivoli。 IBM 将 DB2 更名为 DB2 Universal Database，这是第一个能够对多媒体和 Web 进行支持的RDBMS。该系统具有很好的伸缩性，可以从桌面系统扩展到大型企业，适应单处理器、 SMP 和 MPP 计算环境，并可以运行在所有主流 *** 作系统和硬件平台上。 DB2 V5 是以前的两个产品的合并：DB2 Common Server V 2.1.2 和 DB2 并行版 1.2。

5.IBM发布了数字图书馆产品，这是一个多媒体资产管理产品，也是 IBM Content Manager 的前身。

6.DB2 Magzine 第一期发布，DB2 有了自己专门的技术刊物。

1997:

1.IBM发布了可以支持 Web 的 DB2 for OS/390 V5，这是当时唯一能够支持64, 000个并发用户和百 TB 级别的数据库产品。

2.IBM发布了DB2 UDB for UNIX、Windows and OS/2，该产品支持 ROLLUP 和 CUBE 函数，对联机分析处理（OLAP）具有重要意义。

3.IDUG 第一次技术论坛在加拿大多伦多召开。

4.IBM发布了用于企业级内容管理的 EDMSuite，该产品包含了用于管理计算机生成报表的 OnDemand 和 管理图像的 ImagePlus VisualInfo。

5.IBM基于 RS/6000 SP 架构的超级计算机深蓝在国际象棋的 6 番棋对抗中战胜了世界棋王卡斯帕罗夫。

1998:

1.IBM发布了 DB2 OLAP Server，这是一个基于 DB2 的完整的 OLAP Solution。这个产品是和 Arbor Software（Hyperion的前身）合作开发的。

2.IBM发布了 DB2 Data Links 技术，该技术可使 DB2 对外部文件进行管理。

3.DB2的 shared-nothing集群技术扩展到 Windows 和 Solaris 平台。

4.IBM发布了 DB2 Spatial Extender，这是与ESRI公司在DataJoiner基础 上联合开发的，该产品赋予了DB2 对地理信息数据的存取能力。

5.IBM发布了 ContentConnect，该产品是 Enterprise Information Portal（EIP）的前身。

6.DB2 对 SCO UnixWare 平台提供支持。

7.DB2 UDB V5.2 增加了对 SQLJ、Java 存储过程和用户自定义函数的支持。

8.IBM发布 DB2 UDB for AS/400，使 AS/400 成为充分支持电子商务的机 型。

1999:

1/IBM为了对移动计算提供支持，发布了DB2 UDB 卫星版和DB2 Everywhere（这是一个适用于手持设备的微型关系数据库管理系统，后称为DB2 Everyplace）。

2/IBM发布了 Enterprise Information Portal，该产品可以跨数字图书 馆和 EDMSuite 提供一个统一的联合检索功能。

3/DB2增加了能够识别 XML 语言的文本检索功能，从而引入了 XML 支 持，并启动了DB2 XML Extender 的 beta 计划。

4/IBM发布了 Intel 平台上的 DB2 UDB for Linux。

5/IBM 研究机构将 DB2 的联邦（federation）功能和 Garlic 技术（Garlic的目标是使能大规模多媒体信息系统，集成到生命科学解决方案DiscoveryLink 中

2000:

1/IBM发布了 DB2 XML Extender，成为在业界第一个为数据库提供内置 XML 支持的厂商。

2/IBM将 Visual Warehouse 集成到 DB2 中，为DB2 提供了内置的数据仓库管理功能。

3/DB2对Linux 的支持进一步增强，能够支持基于 Intel 的 Linux集群、 发布了可以运行在主机上的 DB2 UDB for Linux和可以运行在嵌入式Linux上的 DB2 Everyplace。

4/DB2开始支持 NUMA-Q 平台，可以运行在该平台上的类 UNIX *** 作系统DYNIX/PTX 上。

5/DB2通过 Net.Search Extender 提供了 in-memory 高速文本检索功能。

6/IBM启动了数据库管理工具业务，起初着重于为主机上的 IMS 和 DB2 提供高效管理工具，最终这项业务扩展到 UNIX、Linux 和 Windows 平台。 Informix数据库产品也在支持之列。

7/IBM开始通过在DB2中集成 DataJoiner 来提供数据联邦（federation）功能 。

8/IBM发布了用于管理数字资产的Content Manager。IBM 数字图书馆和 EDMSuite 产品都被包含在一个单一的架构中来提供多媒体资产管理和企业内 容管理。荷兰国家图书馆、梵蒂冈图书馆都是最早的用户。

9/DB2在主机上销售出了它的第10000个许可证。

2001:

1/IBM以 10 亿美金收购了 Informix 的数据库业务，这次收购扩大了IBM 的分布式数据库业务。

2/DB2 OLAP Server中增添了数据挖掘功能。

3/IBM发布了第一个能够支持多种平台的 DB2 工具。

4/DB2提供了基于 SOAP 的 Web 服务的支持。DB2 XML Extender和存储过程可以使DB2成为 Web 服务的提供者。

5/IBM科学家在纳米碳管晶体管技术领域取得突破。IBM 用纳米碳管制造出了世界上第一批纳米晶体管--由直径 10 个原子大小的碳原子组成的小圆柱结 构，比当今基于硅的晶体管小 500 倍。

6/DB2拓宽了其数据联邦（federation）的能力，可以对WebSphere MQ消息队列和生命科学领域特定格式的文件提供支持。

7/IBM发布了 DB2 UDB for OS/390。

2002:

1/IBM发布了 Xperanto，这是一个基于标准的信息集成中间件的演示版， 可以用来优化对分散数据源的存取。这个演示版本使用了XML、Xquery、Web 服 务、数据联邦（federation）和全文检索等先进技术。

2/IBM宣布计划收购 Rational Software Corp，从而使得 IBM软件能够 支持从设计、开发、部署到管理和维护的完整过程。

3/DB2通过基于 SOAP 的 Web 服务扩展了数据联邦（federation）的能力。并可以作为 Web 服务的使用者出现在 Web 服务架构中。

4/DB2 OLAP Server中添加了hybrid（多维和关系）分析能力。

5/作为IBM 自主运算策略的一部分，SMART（自我管理和资源调节）技术 在 DB2 UDB V8.1 中首次正式应用。

6/IBM并购 Tarian Sotware，从而加强了Content Manager 中记录管理组 件的功能。

2003:

1/IBM将数据管理产品统一更名为信息管理产品，旨在改变很多用户对于 DB2 家族产品只能完成单一的数据管理的印象，强调了 DB2 家族在信息的处理与集成方面的能力。

2/DYNIX/ptxDB2 发布了 DB2 Information Integrator（该产品由以 前的 DB2 DataJoiner和 Enterprise Information Portal演化而来），该款软件旨在帮助客户即时访问、集成、管理和分析存储于企业内外任何平台上的各类信息。

2004:IBM DB2 在TPC 的两项测试中屡次刷新该测试的新纪录，在计算领 域的历史上树立了新的里程碑。其中在TPC-C 的测试中，它创造了计算速度领域新的世界记录，彻底粉碎了在该测试中每分钟三百万次交易的极限。

2005:经过长达5年的开发，IBM DB2 9将传统的高性能、易用性与自描述、灵活的XML相结合，转变成为交互式、充满活力的数据服务器。

2006:IBM发布DB2 9，将数据库领域带入XML时代。IT建设业已进入SOA（Service-Oriented Architecture）时代。实现SOA，其核心难点是顺畅解决不同应用间的数据交换问题。XML以其可扩展性、 与平台无关性和层次结构等特性，成为构建SOA时不同应用间进行数据交换的主流语言。而如何存储和管理几何量级的XML数据、直接支持原生XML文档成为SOA构建效率和质量的关键。在这这种情况下，IBM推出了全面支持Original XML的DB2 9，使XML数据的存储问题迎刃而解，开创了一个新的XML数据库时代。同年1月30日，IBM发布了一个DB2免费版本DB2Express-C。

1、现实世界 人们管理的对象存于现实世界中。现实世界的事物及事物之间存在着联系，这种联系是客观存在的，是由事物本身的性质决定的。例如学校的教学系统中有教师、学生、课程，教师为学生授课，学生选修课程并取得成绩。

2、概念世界 概念世界是现实世界在人们头脑中的反映，是对客观事物及其联系的一种抽象描述，从而产生概念模型。概念模型是现实世界到机器世界必然经过的中间层次。涉及到下面几个术语：

实体：我们把客观存在并且可以相互区别的事物称为实体。实体可以是实际事物，也可以是抽象事件。如一个职工、一场比赛等。

实体集：同一类实体的集合称为实体集。如全体职工。注意区分"型"与"值"的概念。如每个职工是职工实体"型"的一个具体"值"。

属性：描述实体的特性称为属性。如职工的职工号，姓名，性别，出生日期，职称等。

关键字：如果某个属性或属性组合的值能唯一地标识出实体集中的每一个实体，可以选作关键字。用作标识的关键字，也称为码。如"职工号"就可作为关键字。

联系：实体集之间的对应关系称为联系，它反映现实世界事物之间的相互关联。联系分为两种，一种是实体内部各属性之间的联系。另一种是实体之间的联系。

3、机器世界 存入计算机系统里的数据是将概念世界中的事物数据化的结果。为了准确地反映事物本身及事物之间的各种联系，数据库中的数据必须有一定的结构，这种结构用数据模型来表示。数据模型将概念世界中的实体，及实体间的联系进一步抽象成便于计算机处理的方式。

数据模型应满足三方面要求：一是能比较真实地模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在计算机上实现。数据结构、数据 *** 作和完整性约束是构成数据模型的三要素。数据模型主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模，用于DBMS的实现。

关系数据库采用关系模型作为数据的组织方式。 关系数据库因其严格的数学理论、使用简单灵活、数据独立性强等特点，而被公认为最有前途的一种数据库管理系统。它的发展十分迅速，目前已成为占据主导地位的数据库管理系统。自20世纪80年代以来，作为商品推出的数据库管理系统几乎都是关系型的，例如，Oracle，Sybase，Informix，Visual FoxPro等。

网络数据库也叫Web数据库。促进Internet发展的因素之一就是Web技术。由静态网页技术的HTML到动态网页技术的CGI、ASP、PHP、JSP等，Web技术经历了一个重要的变革过程。Web已经不再局限于仅仅由静态网页提供信息服务，而改变为动态的网页，可提供交互式的信息查询服务，使信息数据库服务成为了可能。Web数据库就是将数据库技术与Web技术融合在一起，使数据库系统成为Web的重要有机组成部分，从而实现数据库与网络技术的无缝结合。这一结合不仅把Web与数据库的所有优势集合在了一起，而且充分利用了大量已有数据库的信息资源。图1-1是Web数据库的基本结构图，它由数据库服务器（Database Server）、中间件（Middle Ware）、Web服务器（Web Server）、浏览器（Browser）4部分组成。

Web数据库的基本结构

它的工作过程可简单地描述成：用户通过浏览器端的 *** 作界面以交互的方式经由Web服务器来访问数据库。用户向数据库提交的信息以及数据库返回给用户的信息都是以网页的形式显示。

1.1.1 Internet技术与相关协议

Internet技术在Web数据库技术中扮演着重要的角色。Internet（因特网）专指全球最大的、开放的、由众多网络相互连接而成的计算机网络，并通过各种协议在计算机网络中传递信息。TCP/IP协议是Internet上使用的两个最基本的协议。因此也可以说Internet是全球范围的基于分组交换原理和TCP/IP协议的计算机网络。它将信息进行分组后，以数据包为单位进行传输。Internet在进行信息传输时，主要完成两项任务。

（1）正确地将源信息文件分割成一个个数据包，并能在目的地将源信息文件的数据包再准确地重组起来。

（2）将数据包准确地送往目的地。

TCP/IP协议的作用就是为了完成上述两项任务，规范了网络上所有计算机之间数据传递的方式与数据格式，提供了数据打包和寻址的标准方法。

1．TCP/IP协议

TCP协议（Transmission Control Protocol，传输控制协议）规定了分割数据和重组数据所要遵循的规则和要进行的 *** 作。TCP协议能保证数据发送的正确性，如果发现数据有损失，TCP将重新发送数据。

2．IP协议

在Internet上传送数据往往都是远距离的，因此在传输过程中要通过路由器一站一站的转接来实现。路由器是一种特殊的计算机，它会检测数据包的目的地主机地址，然后决定将该数据包送往何处。IP协议（Internet Protocol，网际协议）给Internet中的每一台计算机规定了一个地址，称为IP地址。IP地址的标准是由4部分组成（例如202.112.203.11），其中前两部分规定了当前使用网络的管理机构，第3部分规定了当前使用的网络地址，第4部分规定了当前使用的计算机地址。

Internet上提供的主要服务有E-mail、FTP、BBS、Telnet、WWW等。其中WWW（World Wide Web，万维网）由于其丰富的信息资源而成为Internet最为重要的服务。

3．HTTP协议

HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）应用在WWW上，其作用是完成客户端浏览器与Web服务器端之间的HTML数据传输。

1.1.2 Web的工作原理与工作步骤

万维网简称为Web。Web可以描述为在Internet上运行的、全球的、交互的、动态的、跨平台的、分布式的、图形化的超文本信息系统。

1．Web的工作原理

Web是伴随着Internet技术而产生的。在计算机网络中，对于提供Web服务的计算机称为Web服务器。Web采用浏览器/服务器的工作方式。每个Web服务器上都放置着大量的Web信息。Web信息的基本单位是Web页（网页），多个网页组成了一个Web节点。每个Web节点的起始页称为“主页”，且拥有一个URL地址（统一资源定位地址）。Web节点之间及网页之间都是以超文本结构（非线性的网状结构）来进行组织的。

2．Web的工作步骤

Web的工作步骤如下。

（1）用户打开客户端计算机中的浏览器软件（例如Internet Explorer）。

（2）用户输入要启动的Web主页的URL地址，浏览器将生成一个HTTP请求。

（3）浏览器连接到指定的Web服务器，并发送HTTP请求。

（4）Web服务器接到HTTP请求，根据请求的内容不同作相应的处理，再将网页以HTML文件格式发回给浏览器。

（5）浏览器将网页显示到屏幕上.

图1-2 Web的工作步骤

1.1.3 WWW世界中的标记语言

1．HTML语言

HTML（Hypertext Markup Language，超文本标记语言）是创建网页的计算机语言。所谓网页实际上就是一个HTML文档。文档内容由文本和HTML标记组成。HTML文档的扩展名就是.html或.htm。浏览器负责解释HTML文档中的标记，并将HTML文档显示成网页。

（1）HTML标记

HTML标记的作用是告诉浏览器网页的结构和格式。每一个标记用尖括号<>括起来。大多数标记都有一个开始标记和一个结束标记。标记不分大小写。多数标记都带有自己的属性。例如字体标记<FONT>有FACE、COLOR、SIZE等属性：FACE定义字体；COLOR定义字体的颜色；SIZE定义字体的大小。

使用格式：<FONT FACE= SONG SIZE=3 COLOR=RED >BEIJING </FONT>。

网页中有很多文本链接和图片链接。链接，又被称为超链接，用于链接到WWW万维网中的其他网页上。在HTML文档中表示超链接的标记是<A>，通过属性HREF指出链接的网页地址URL。

使用格式：<A HREF=http://www.bigc.edu.cn/ >BEIJING </A>。

（2）HTML程序

HTML程序必须以<HTML>标记开始，以</HTML>标记结束。在<HTML>和</HTML>标记之间主要由两部分组成：文件头和文件体。文件头用标记<HEAD></HEAD>来标识，文件体用标记<BODY></BODY>来标识。在文件的头部通常包含整个网页的一些信息。例如<TITLE></TITLE>标记是用来说明网页的名称；<META></META>标记是用来说明网页的其他信息，如设计者姓名和版权信息等。所有在浏览器中要显示的内容称为网页的主体，必须放在<BODY></BODY>标记中。下面给出的是一个空网页的HTML程序。

<HTML>

<HEAD>

<TITLE>(在此标记中写网页的标题)</TITLE>

</HEAD>

<BODY>

(在此标记中写网页的内容)

</BODY>

</HTML>

（3）HTML规范

HTML规范又称为HTML标准，它总在不断地发展。每一新版本的出现，HTML都会增加新的特性和内容。有关HTML版本的详细信息请访问www.w3.org网站。

在不同的浏览器中，网页的显示效果可能会有所不同。每一个浏览器都使用自己独特的方式解释HTML文档中的标记，并且多数浏览器不完全支持HTML的所有特性。因为，像Microsoft和Netscape公司在HTML标准上又开发了一些特有的HTML标记和属性，称之为HTML的扩展。这些标记和属性只被他们自己的浏览器所识别，不可能被其他公司的浏览器识别。如果浏览器不能识别HTML文档中的标记，则会忽略这个标记。

（4）HTML程序的编辑环境与运行环境

HTML文档是一个普通的文本文件（ASCII），不包含任何与平台、程序有关的信息。因此HTML文档可以利用任何文本编辑器来方便地生成。要注意的是HTML文档的扩展名必须是.html或.htm。运行HTML文档可以在任何浏览器下进行，并可在浏览器上查看网页的HTML源代码。

关于HTML语言中标记的种类与使用方法将会在第5章中更详细地进行介绍。

2．可扩展标记语言（XML）

HTML是Web上的通用语言，随着Internet的深入人心，WWW上的Web文件日益复杂化、多样化，人们开始感到了HTML这种固定格式的标记语言的不足。1996年W3C开始对HTML的后续语言进行研究，并于1998年正式推出了XML（Extensible Markup Language，可扩展标记语言）。在设计网页时，XML提供了比HTML更灵活的方法。

（1）XML语言的特点

XML是国际组织W3C为适应WWW的应用，将SGML （Standard Generalized Markup Language）标准进行简化形成的元标记语言。简单地说，XML是使用标记来描述内容或与内容相关的形式信息的通用语言。一个XML文档由标记和字符数据组成。

而作为元标记语言，XML不再使标记固定，允许网页的设计者定义数量不限的标记来描述内容，同时还允许设计者创建自己的使用规则。

（2）XML的DTD

DTD（Document Type Definition,文档类型定义）是一组应用在XML文档中的自定义标记语言的技术规范。DTD中定义了标记的含义及关于标记的语法规则。语法规则中确定了在XML文档中使用哪些标记符，它们应该按什么次序出现，标记符之间如何 嵌套，哪些标记符有属性等等。DTD可以包含在它所描述的XML文档中，但通常它是一份单独的文档或者一系列文档。作为外部文件可通过URL链接，被不同的XML文档 共享。

XML把DTD的定义权开放，不同行业可以根据自己的实际需求定义描述内容的DTD，以适应本行业内部的信息交流和存档需要。因此，适合于不同行业、不同平台的标记语言大批涌现。

（3）XML的CSS与XSL

强调内容描述与形式描述的分离，一方面可以使XML文件的编写者更集中精力于数据本身，而不受显示方式的细节影响；另一方面允许为相同的数据定义不同的显示方式，从而适合于不同应用、不同媒体，使XML数据得到最大程度的重用。XML文档数据的显示形式是通过样式单定义的。CSS（Cascading Style Sheets）是XML使用的一种标准的级联样式单，XSL（Extensible Style Language）则是可扩展的样式语言。

由于XML允许用户创建任何所需的标记，而通用浏览器却既无法预期用户标记的意义，又无法为显示这些标记而提供规则，因此用户必须为自己创建的XML文档编写样式单，样式单可以实现共享。

浏览器对一个XML文档的处理过程是，首先去关联它所指定的样式单文件，如果该样式单是一个XSL文件，则按照规定对XML数据进行转换然后再显示，XSL本身也是基于XML语言的，可以将XML转化为HTML后再显示。如果该样式单是一个CSS文件，浏览器就会按照样式单的规定给每个标记赋予一组样式后再显示。

1.2 Web数据库访问技术

Web数据库访问技术通常是通过三层结构来实现的，如图1-3所示。目前建立与Web数据库连接访问的技术方法可归纳为CGI技术，ODBC技术和ASP、JSP、PHP 技术。

Web数据库访问的三层结构

1.2.1 CGI技术

CGI（Common Cateway Interface，通用网关界面）是一种Web服务器上运行的基于Web浏览器输入程序的方法，是最早的访问数据库的解决方案。CGI程序可以建立网页与数据库之间的连接，将用户的查询要求转换成数据库的查询命令，然后将查询结果通过网页返回给用户。一个CGI工作的基本原理如图1-4所示。

CGI程序需要通过一个接口才能访问数据库。这种接口多种多样，数据库系统对CGI程序提供了各种数据库接口如Perl、C/C++、VB等。为了使用各种数据库系统，CGI程序支持ODBC方式，通过ODBC接口访问数据库。

CGI工作流程

1.2.2 ODBC技术

ODBC（Open Database Connectivity，开放数据库互接）是一种使用SQL的应用程序接口（API）。ODBC最显著的优点就是它生成的程序与数据库系统无关，为程序员方便地编写访问各种DBMS的数据库应用程序提供了一个统一接口，使应用程序和数据库源之间完成数据交换。ODBC的内部结构为4层：应用程序层、驱动程序管理器层、驱动程序层、数据源层。它们之间的关系如图1-5所示。由于ODBC适用于不同的数据库产品，因此许多服务器扩展程序都使用了包含ODBC层的系统结构。

ODBC的内部结构

Web服务器通过ODBC数据库驱动程序向数据库系统发出SQL请求，数据库系统接收到的是标准SQL查询语句，并将执行后的查询结果再通过ODBC传回Web服务器，Web服务器将结果以HTML网页传给Web浏览器，工作原理如图1-6所示。

Web服务器通过ODBC访问数据库

由于Java语言所显示出来的编程优势赢得了众多数据库厂商的支持。在数据库处理方面，Java提供的JDBC为数据库开发应用提供了标准的应用程序编程接口。与ODBC类似，JDBC也是一种特殊的API，是用于执行SQL语句的Java应用程序接口。它规定了Java如何与数据库之间交换数据的方法。采用Java和JDBC编写的数据库应用程序具有与平台无关的特性。

1.2.3 ASP、JSP、PHP技术

ASP是Microsoft开发的动态网页技术，主要应用于Windows NT+IIS或 Windows 9x+PWS平台。确切地说ASP不是一种语言，而是Web服务器端的开发环境。利用ASP可以产生和运行动态的、交互的、高性能的Web服务应用程序。ASP支持多种脚本语言，除了VBScript和Pscript，也支持Perl语言，并且可以在同一ASP文件中使用多种脚本语言以发挥各种脚本语言的最大优势。但ASP默认只支持VBScript和Pscript，若要使用其他脚本语言，必须安装相应的脚本引擎。ASP支持在服务器端调用ActiveX组件ADO对象实现对数据库的 *** 作。在具体的应用中，若脚本语言中有访问数据库的请求，可通过ODBC与后台数据库相连，并通过ADO执行访问库的 *** 作。关于ASP的编程技术将会在第7章中详细介绍。

JSP是Sun公司推出的新一代Web开发技术。作为Java家族的一员，几乎可以运行在所有的 *** 作系统平台和Web服务器上，因此JSP的运行平台更为广泛。目前JSP支持的脚本语言只有Java。JSP使用JDBC实现对数据库的访问。目标数据库必须有一个JDBC的驱动程序，即一个从数据库到Java的接口，该接口提供了标准的方法使Java应用程序能够连接到数据库并执行对数据库的 *** 作。JDBC不需要在服务器上创建数据源，通过JDBC、JSP就可以实现SQL语句的执行。

PHP是Rasmus Lerdorf推出的一种跨平台的嵌入式脚本语言，可以在Windows、UNIX、Linux等流行的 *** 作系统和IIS、Apache、Netscape等Web服务器上运行，用户更换平台时，无需变换PHP代码。PHP是通过Internet合作开发的开放源代码软件，它借用了C、Java、Perl语言的语法并结合PHP自身的特性，能够快速写出动态生成页面。PHP可以通过ODBC访问各种数据库，但主要通过函数直接访问数据库。PHP支持目前绝大多数的数据库，提供许多与各类数据库直接互连的函数，包括Sybase、Oracle、SQL Server等，其中与SQL Server数据库互连是最佳组合。

1.3 网络数据库应用系统的层次体系

当前，Internet/Intranet技术发展异常迅速，越来越多的数据库应用软件运行在Internet/Intranet环境下。在此之前，数据库应用系统的发展经历了单机结构、集中式结构、客户机/服务器（C/S）结构之后，随着Internet的普及，又出现了浏览器/服务器（B/S）结构与多层结构。在构造一个应用系统时，首先考虑的是系统的体系结构，采用哪种结构取决于系统的网络环境、应用需求等因素。

1.3.1 客户机/服务器结构

1．二层C/S结构

二层C/S结构是当前非常流行的数据库系统结构，在这种结构中，客户机提出请求，服务器对客户机的服务请求做出回答。它把界面和数据处理 *** 作分开在前端（客户端）和后端（服务器端），这个主要特点使得C/S系统的工作速度主要取决于进行大量数据 *** 作的服务器，而不是前端的硬件设备；同时也大大降低了对网络传输速度的要求，因为只须客户端把服务请求发送给数据库服务器，数据库服务器只把服务结果传回前端，如图1-7所示。

在设计时，对数据可能有如下不同的处理形式。

（1）在处理时，客户机先向服务器索取数据，然后释放数据库，即客户机发出的是文件请求，在客户机端处理数据，最后将结果送回服务器。这种处理方式的缺点很明显：所有的应用处理都在客户端完成，这就要求客户端的计算机必须有足够的能力，以便执行需要的任何程序。更为糟糕的是，由于所有的处理均在客户端完成，每次运行时都要将文件整体传送到客户端，然后才能执行。如：Student表中有30 000条记录，客户端发出命令：

Select * From Student Where Sno='200101'

这条命令将要求服务器将Student表中的所有记录传送到客户端，然后在客户端执行查询，结果只用到一条记录；如果查询的记录不存在，网络传输的数据实际上是无 用的。如此大的数据传输量是不可想象的。因此，人们提出了在服务器中能够执行部分代码的客户机/服务器结构。

（2）在处理时，客户机接受用户要求，并发给服务器；在服务器端处理用户要求，最后将结果传回客户机显示或打印。这种处理方式网络通信量较小。客户机向服务器发出的是处理请求，而不是文件请求，处理请求中的代码在服务器端执行后向客户机传送处理后的结果。

这样，为了特定任务，客户机上的程序和服务器上的程序协同工作：客户机端的代码用于完成用户的输入输出及数据的检查，而服务器端的代码完成对数据库的 *** 作。

客户机/服务器结构的另一个主要特点在于软件、硬件平台的无关性。数据库服务器上的数据库管理系统集中负责管理数据，它向客户端提供一个开放的使用环境，客户端通过数据库接口，如ODBC（开放数据库连接）和SQL语言访问数据库，也就是说，不管客户端采用什么样的硬件和软件，它只要能够通过网络和数据库接口程序连接到服务器，就可对数据库进行访问。

在客户机/服务器结构中，常把客户机称为前台，而把服务器端称为后台。前台应用程序的功能包括用户界面、接收用户数据、处理应用逻辑、向后台发出请求、同时接收后台返回的结果，最后再将返回的结果按一定的格式或方式显示给用户。而后台服务器则负责共享外部设备、存取共享数据、响应前台客户端的请求并回送结果等工作。前台的应用程序和数据一般是用户专用的，而后台的数据和代码是所有用户可以共享的。

由于数据库服务器不仅要管理共享数据，保证数据的完整性，还要执行一部分代码，完成客户端的一些处理请求，所以对用于服务器的计算机提出较高的要求。最好要采用一台专用的服务器，有较快的处理速度，有大容量的硬盘和内存，支持磁带等大容量的存储设备。

上面讲的客户机/服务器结构将应用分在了客户机、服务器两级，称其为两层客户机/ 服务器结构。总之，两层C/S结构的基本工作方式是客户程序向数据库服务器发送SQL请求，服务器返回数据或结果。

这种C/S结构有两种实现方式，一种是客户来完成表示部分和应用逻辑部分，而服务器完成数据访问部分，这种情况是以客户为中心的，适用于应用相对简单、数据访问量不是很大的情况。另一种是以服务器为中心的，把一些重要的应用逻辑部分放到服务器上，这样可充分利用服务器的计算能力，减少网络上需要传送的数据。通常以存储过程和触发器的形式出现，但存储过程都依赖于特定数据库，不同数据库之间很难移植，而三层C/S结构可以很好地解决这个问题。

注意：触发器（trigger）是数据库系统中，一个在插入、删除、修改 *** 作之后运行的记录级事件代码。不同的事件可以对应不同的动作。通常有3种类型的触发器：INSERT触发器、DELETE触发器和UPDATE触发器。

2．三层C/S结构

由于两层结构的客户机/服务器系统本身固有的缺陷，使得它不能应用于一些大型、结构较为复杂的系统中，故出现了3层结构的客户机/服务器系统，将两层结构中服务器部分和客户端部分的应用单独划分出来，即采用“客户机—应用服务器—数据库服务器”结构（如图1-8所示）。典型的数据库应用可分为三部分：表示部分、应用逻辑（商业逻辑）部分和数据访问部分，三层结构便是对应于这三部分。

图1-8 三层C/S结构

其中，应用服务器和数据库服务器可位于同一主机，也可位于不同主机。客户机是应用的用户接口部分，负责用户与应用程序的交互，运行在客户机端的软件也称为表示层软件。应用服务器存放业务逻辑层（也称为功能层）软件，是应用逻辑处理的核心，实现具体业务。它能响应客户机请求，完成业务处理或复杂计算。若有数据库访问任务时，应用服务器层可根据客户机的要求向数据库服务器发送SQL指令。应用逻辑变得复杂或增加新的应用时，可增加新的应用服务器。数据库服务器便是用来执行功能层送来的SQL指令，完成数据的存储、访问和完整性约束等。 *** 作完成后再通过应用服务器向客户机返回 *** 作结果。

1.3.2 浏览器/服务器结构

随着Internet技术和Web技术的广泛应用，C/S结构已无法满足人们的需要。因为在典型C/S体系中，通常为客户安装前端应用程序的做法已不再现实，并且限制客户端工作环境只能基于Windows、Macintosh或UNIX等 *** 作系统也不切实际。于是基于浏览器/服务器结构（Browser/Server）的系统应运而生。

采用B/S结构后，在客户端只需安装一个通用的浏览器即可，不再受具体 *** 作系统和硬件的制约，实现了跨平台的应用。

基于B/S结构的典型应用通常采用三层结构：“浏览器—Web服务器—数据库服务器”，B/S模式的工作原理是：通过浏览器以超文本的形式向Web服务器提出访问数据库的请求，Web服务器接受客户请求后，激活对应的CGI程序将超文本HTML语言转化为SQL语法，将这个请求交给数据库，数据库服务器得到请求后，进行数据处理，然后将处理结果集返回给CGI程序。CGI再将结果转化为HTML，并由Web服务器转发给请求方的浏览器，如图1-9所示。

图1-9 B/S工作原理

在B/S模式中，客户端的标准配置是浏览器，如IE；业务功能处理由独立的应用服务器处理，Web服务器成为应用处理的标准配置；数据处理仍然由数据库服务器处理。

从本质上讲，B/S结构与传统的C/S结构都是以同一种请求和应答方式来执行应用的，区别主要在于：C/S是一种两层或三层结构模式，其客户端集中了大量应用软件，而B/S是一种基于超链接（HyperLink）、HTML、Java的三级或多级C/S结构，客户端仅需单一的浏览器软件，是一种全新的体系结构，解决了跨平台问题。到目前，这两种结构在不同方面都有着广泛的应用。虽然C/S结构在Internet环境下明显不如B/S结构具有优势，但它在局域网环境下仍具有优势。

1.3.3 Internet/Intranet信息系统的多层体系结构

多层结构应用软件与传统的两层结构应用软件相比，有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好等诸多优点，如何在Internet/Intranet环境下构建应用软件体系结构就成为一个非常重要的问题，也是现今软件体系研究的一个新热点。

目前各种技术层出不穷，如最初的静态HTML页面、简单的CGI网关程序、Java Applet程序，现在的ASP等Web数据库技术，还有动态的Java在线游戏及PHP技术等。

实际上，多层的概念是由Sun公司提出来的。Sun公司提出的多层应用体系包括4层：客户层、顶端Web服务层、应用服务层和数据库层。其中顶端Web服务层是Sun公司多层体系结构中非常重要的一层，它主要起代理和缓存的作用。顶端Web服务器的作用是缓存本地各客户机经常使用的Java Applet程序和静态数据，通常被放置在客户机所在的局域网内，起到一个Java Applet主机（向Web浏览器传送Java Applet程序的计算机）和访问其他服务的代理作用。与普通代理服务器的作用相同。构建多层结构应用软件时，选用Java平台是一个很好的选择，因为它跨越各应用平台。总之，在Java平台上构建多层应用软件体系代表着今后Internet/Intranet应用的趋势。