数据库技术的发展趋势

下一代数据库技术的发展主流

针对关系数据库技术现有的局限性，理论界如今主要有三种观点 :

面向对象的数据库技术将成为下一代数据库技术发展的主流 　部分学者认为现有的关系型数据库无法描述现实世界的实体，而面向对象的数据模型由于吸收了已经成熟的面向对象程序设计方法学的核心概念和基本思想，使得它符合人类认识世界的一般方法，更适合描述现实世界。甚至有人预言，数据库的未来将是面向对象的时代。

面向对象的关系数据库技术 　关系数据库几乎是当前数据库系统的标准，关系语言与常规语言一起几乎可完成任意的数据库 *** 作，但其简洁的建模能力、有限的数据类型、程序设计中数据结构的制约等却成为关系型数据库发挥作用的瓶颈。面向对象方法起源于程序设计语言，它本身就是以现实世界的实体对象为基本元素来描述复杂的客观世界，但功能不如数据库灵活。因此部分学者认为将面向对象的建模能力和关系数据库的功能进行有机结合而进行研究是数据库技术的一个发展方向。

面向对象数据库技术 　面向对象数据库的优点是能够表示复杂的数据模型，但由于没有统一的数据模式和形式化理论，因此缺少严格的数据逻辑基础。而演绎数据库虽有坚强的数学逻辑基础，但只能处理平面数据类型。因此，部分学者将两者结合，提出了一种新的数据库技术——演绎面向对象数据库，并指出这一技术有可能成为下一代数据库技术发展的主流。

数据库技术发展的新方向

非结构化数据库是部分研究者针对关系数据库模型过于简单，不便表达复杂的嵌套需要以及支持数据类型有限等局限，从数据模型入手而提出的全面基于因特网应用的新型数据库理论。支持重复字段、子字段以及变长字段并实现了对变长数据和重复字段进行处理和数据项的变长存储管理，在处理连续信息（包括全文信息）和非结构信息 （重复数据和变长数据）中有着传统关系型数据库所无法比拟的优势。但研究者认为此种数据库技术并不会完全取代如今流行的关系数据库，而是它们的有益的补充。

数据库技术发展的又一趋势

有学者指出 ：数据库与学科技术的结合将会建立一系列新数据库，如分布式数据库、并行数据库、知识库、多媒体数据库等，这将是数据库技术重要的发展方向。其中，许多研究者都对多媒体数据库作为研究的重点，并认为多媒体技术和可视化技术引入多媒体数据库将是未来数据库技术发展的热点和难点。

未来数据库技术及市场发展的两大方向数据仓库电子商务　部分学者在对各个数据库厂商的发展方向和应用需求的不断扩展的现状进行分析的基础上，提出数据库技术及市场在向数据仓库和电子商务两个方向不断发展的观点。他们指出 ：从上一年开始，许多行业如电信、金融、税务等逐步认识到数据仓库技术对于企业宏观发展所带来的巨大经济效益，纷纷建立起数据仓库系统。在中国提供大型数据仓库解决方案的厂商主要有Oracle、IBM、Sybase、CA及Informix等厂商，已经建设成功并已收回投资的项目主要有招商银行系统和国信证券系统等。当前，国内外学者对数据仓库的研究正在继续深入。与此同时，一些学者将数据库技术及市场发展的视角瞄准电子商务领域，他们认为 ：如今的信息系统逐渐要求按照以客户为中心的方式建立应用框架,因此势必要求数据库应用更加广泛地接触客户，而Internet给了我们一个非常便捷的连接途径，通过Internet我们可以实现所谓的One One Marketing和One One business，进而实现E business。因此，电子商务将成为未来数据库技术发展的另一方向。

面向专门应用领域的数据库技术　许多研究者从实践的角度对数据库技术进行研究，提出了适合应用领域的数据库技术如工程数据库、统计数据库、科学数据库、空间数据库、地理数据库等。这类数据库在原理上也没有多大的变化，但是它们却与一定的应用相结合，从而加强了系统对有关应用的支撑能力，尤其表如今数据模型、语言、查询方面。部分研究者认为，随着研究工作的继续深和数据库技术在实践工作中的应用，数据库技术将会更多朝着专门应用领域发展。 数据和数据处理

数据（Data）是用于描述现实世界中各种具体事物或抽象概念的，可存储并具有明确意义的符号，包括数字，文字，图形和声音等.数据处理是指对各种形式的数据进行收集，存储，加工和传播的一系列活动的总和.其目的之一是从大量的，原始的数据中抽取，推导出对人们有价值的信息以作为行动和决策的依据；目的之二是为了借助计算机技术科学地保存和管理复杂的，大量的数据，以便人们能够方便而充分地利用这些宝贵的信息资源.

数据库

数据库（DataBase,DB）是存储在计算机辅助存储器中的，有组织的，可共享的相关数据集合.数据库具有如下特性.

⑴数据库是具有逻辑关系和确定意义的数据集合.

⑵数据库是针对明确的应用目标而设计，建立和加载的.每个数据库都具有一组用户，并为这些用户的应用需求服务.

⑶一个数据库反映了客观事物的某些方面，而且需要与客观事物的状态始终保持一致.

数据库管理系统及其基本功能

数据库管理系统（DataBase Management System,DBMS）是对数据库进行管理的系统软件，它的职能是有效地组织和存储数据，获取和管理数据，接受和完成用户提出的各种数据访问请求.能够支持关系型数据模型的数据库管理系统，称为关系型数据库管理系统（Relational DataBase Management System,RDBMS).

RDBMS的基本功能包括以下4个方面：

⑴数据定义功能：RDBMS提供了数据定义语言(Data Definition Language,DDL），利用DDL可以方便地对数据库中的相关内容进行定义.例如，对数据库，表，字段和索引进行定义，创建和修改.

⑵数据 *** 纵功能：RDBMS提供了数据 *** 纵语言(Data Manipulation Language,DML），利用DML可以实如今数据库中插入，修改和删除数据等基本 *** 作.

⑶数据查询功能：RDBMS提供了数据查询语言（Data Query Language,DQL），利用DQL可以实现对数据库的数据查询 *** 作.

⑷数据控制功能：RDBMS提供了数据控制语言(Data Control Language,DCL），利用DCL可以完成数据库运行控制功能，包括并发控制（即处理多个用户同时使用某些数据时可能产生的问题），安全性检查，完整性约束条件的检查和执行，数据库的内部维护（例如索引的自动维护）等.RDBMS的上述许多功能都可以通过结构化查询语言(Structured Query Language,SQL）来实现的，SQL是关系数据库中的一种标准语言，在不同的RDBMS产品中，SQL中的基本语法是相同的.此外，DDL,DML,DQL和DCL也都属于SQL.

⒈3.4数据库应用系统及其组成

数据库应用系统又简称为数据库系统，是指拥有数据库技术支持的计算机系统，它可以实现有组织地，动态地存储大量相关数据，提供数据处理和信息资源共享服务的功能.

各类人员主要参与数据库应用系统的需求分析，设计，开发，使用，管理和维护，他们在数据库应用系统的开发，运行及维护等阶段扮演着不同的角色，并起着不同的作用.各类人员主要包括以下几种.

⑴最终用户.

⑵系统分析员.

⑶应用程序员.

⑷数据库管理员(DataBase Administrator,DBA). 从其应用方式来看，数据库技术主要起着两方面的作用.

⑴信息系统开发作用.利用数据库技术以及互联网技术，并结合具体的编程语言，可以开发一个信息系统，从而解决业务数据的输入和管理问题.在信息系统开发中，主要利用的是RDBMS的基本功能，即数据定义功能，数据 *** 纵功能，数据查询功能以及数据控制功能.

⑵数据分析与展示作用.利用RDBMS的数据查询功能对数据库中的数据进行关联组合或逐级汇总分析，并以表格，图形或报表形式将分析结果进行展示，从而解决业务数据的综合利用问题.

根据IDC的研究结果，2011年创造的信息数量达到1800EB，每年产生的数字信息量还在以60%的速度高速增长，到2020年，全球每年产生的数字信息将达到35ZB。大数据的急剧蔓延使得企业在存储架构方面逐渐面临着史无前例的考验，它给IT企业带来了颠覆性的改革。愈来愈庞大的数据量不断推动着数据库管理技术的升级提高。为了挖掘庞大数据量中的价值，用户对数据库的要求不再是简单的存储，如何从海量数据中提取有用的信息、并快速准确的反映出来成为用户新需求。由此引发了数据仓库、数据挖掘、商业智能、云计算等应用的一系列连锁反应。听说国内人大金仓公司能提供以数据为核心的整体解决方案，能够为用户解决海量信息存储、分析、处理及应用等方面的问题。

1 空间数据库的准确性研究

地理信息数据中误差处理和不确定性错误处理的方法和技术 ,包括 :

不确定性误差模型

误差跟踪并对误差进行编码的方法

计算和表达在 GIS应用中的误差

数据精度的评估

数据质量、元数据、数据标准等问题研究。

2 空间关系语言研究

以地理空间概念的规范化形式为基础 ,利用自然语言和数学方法 , 形成空间关系表达的理论

关于定位表达的计算模型

空间概念的获取和表达

拓扑关系的定义

空间信息的可视化

GIS的用户接口。

3 空间数据的多种表达方式研究

为高效数据提取而组织的不同版本的数据及相应的拓扑关系 ,以及空间数据的多种表达方式

满足数据一致性和精度要求的地图制图规则

数据模型、链接、多机构、多尺度等对数据的需求。

4 地理信息的使用和价值研究

对 GIS获取、实现和使用起关键作用的因素和过程的理解

GIS传播模型建立方法

确定 GIS的经济价值。

5 海量空间数据库的结构体系研究

海量数据库中数据模型、结构、算法、用户接口等问题的实现方法

空间代数学

基于逻辑的计算机查询语言

元数据的具体内容和组织

数据压缩和加密方法。

6 空间决策支持系统

GIS及其相关学科在决策形成中的作用

区域灾害问题解决的空间决策支持方法

空间决策支持系统的模型和数据

空间决策支持系统技术和实现

用户需求和组织等问题研究。

7 空间信息的可视化研究

数据质量的管理和可视化表达构成研究

误差模型和数据质量指标

数据库中数据的质量管理

使内在表达和地图显示更容易的可视化工具

对数据质量信息的用户需求评估。

8 地图制图的规范化研究

研究相应的方法和准则 ,以提高空间数据的一致性 , 以及空间数据在表达方式和空间分析方面的效率和准确性

地图制图语言规范化研究

规范化设计评估体系

将知识推理嵌入数据模型。

9 地理信息数据共享的研究

由地理信息和技术共享到空间数据共享

空间数据共享的理论研究

空间数据共享的场所

空间数据共享的处理方法。

10 GIS中时空关系的研究

地理空间中空间、时间以及和变化相关联的对象研究

不同时间概念的划分 ,如 :离散的、连续的、单调的等

具体应用中 ,笛卡儿坐标和欧几里得坐标的选择

将人类对时间和空间的认知过程具体化、形式化

空间现象的模拟计算模式。

11 遥感和 GIS的集成研究

解决遥感和 GIS集成方面的关键问题 ,主要包括 :

数据结构和存取问题

数据处理流程

误差分析

机构问题。

12 GIS的用户接口研究

人机交互的用户接口设计和实现

在 GIS环境中 ,人和计算机相互作用的研究

不同背景、语言、文化对人机交互的影响

GIS软件用户接口设计的准则和方法。

13 GIS和空间分析研究

空间统计学地理数据的空间统计分析

地理边界和地图比例尺在空间数据体系中的作用

空间数据的采样和内插

GIS数据结构和空间统计计算之间的关系。

14 GIS在全球变化中的作用研究

全面、定量地理解 GIS应用对全球变化所起的作用

从小尺度的研究出发 ,建立理论基础和计算结构

全球数据质量的评估。

15 法律、信息政策和空间数据库关系研究

GIS数据适用范围

科学地理解空间数据库环境中的法律和政策

如何完善 GIS方面法律的内容和质量

空间数据库在公众政策和法律建设方面的作用

GIS在公众政策和法律方面的有用性尝试。

16 通过协作形成空间决策系统的研究

提供开发和评估工具 ,以解决复杂空间问题

建立知识获取方法

建立评估方案

确定协作方的相互联系方式

在相互作用的环境中解决冲突的方法。

17 在社会背景中 ,如何在 GIS中表达人、空间与环境的研究

人口的管理和控制

确定冲突影响的人口范围

政治经济关心的自然资源的开采和使用。

18 地理信息系统的互 *** 作研究

开放的、分布式存储的 GIS结构

地理数据语义特性获取方法

数据抽象和处理模型研究

地理空间数据的粒度 (Granularity)。

19 地理世界的规范化模式研究

地理世界的规范化表达

用空间数据结构表达现实世界时 ,基本的描述元素

GIS用户对地理世界的直觉看法。

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