数据库的发展趋势和发展前景？

数据挖掘、海量存储、数据仓库、智能商务运算、高性能并发管理与控制

主流产品的发展现状

数据库管理系统经历了30多年的发展演变，已经取得了辉煌的成就，发展成了一门内容丰富的学科，形成了总量达数百亿美元的一个软件产业。根据Gartner Dataquest公司的调查，2000年国际数据库市场销售总额达88亿美元，比1999年增长10%。根据CCID的报告，2000年的中国数据库管理系统市场销售总额达24.8亿元，比1999年增长了41.7%，占软件市场总销售额的10.8%。可见，数据库已经发展成为一个规模巨大、增长迅速的市场。

目前，市场上具有代表性的数据库产品包括Oracle公司的Oracle、IBM公司的DB2以及微软的SQL Server等。在一定意义上，这些产品的特征反映了当前数据库产业界的最高水平和发展趋势。因此，分析这些主流产品的发展现状，是我们了解数据库技术发展的一个重要方面。

关系数据库技术仍然是主流

关系数据库技术出现在20世纪70年代、经过80年代的发展到90年代已经比较成熟，在90年代初期曾一度受到面向对象数据库的巨大挑战，但是市场最后还是选择了关系数据库。无论是Oracle公司的Oracle 9i、IBM公司的DB2、还是微软的SQL Server等都是关系型数据库。Gartner Dataquest的报告显示关系数据库管理系统(RDBMS)的市场份额最大， 2000年RDBMS的市场份额占整个数据库市场的80%，这个比例比1999年增长了15%。这组数据充分说明RDBMS仍然是当今最为流行的数据库软件。当前，由于互联网应用的兴起，XML格式的数据的大量出现，学术界有一部分学者认为下一代数据库将是支持XML模型的新型的数据库。作者对此持否定态度，认为关系技术仍然是主流，无论是多媒体内容管理、XML数据支持、还是复杂对象支持等都将是在关系系统内核技术基础上的扩展。

产品形成系列化

一方面，Web和数据仓库等应用的兴起，数据的绝对量在以惊人的速度迅速膨胀；另一方面，移动和嵌入式应用快速增长。针对市场的不同需求，数据库正在朝系列化方向发展。例如IBM公司的DB2通用数据库产品包括了从高端的企业级并行数据库服务器，到移动端产品DB2 Everywhere的一整套系列。从支持平台看，今天的DB2已经不再是大型机上的专有产品，它支持目前主流的各种平台，包括Linux和Windows NT。此外，它还有各种中间件产品，如DB2 Connect、DB2 Datajointer、DB2 Replication等，构成了一个庞大的数据库家族。

支持各种互联网应用

数据库管理系统是网络经济的重要基础设施之一。支持Internet（甚至于Mobile Internet）数据库应用已经成为数据库系统的重要方面。例如，Oracle公司从8版起全面支持互联网应用，是互联网数据库的代表。微软公司更是将SQL Server作为其整个.NET计划中的一个重要的成分。对于互联网应用，由于用户数量是无法事先预测的，这就要求数据库相比以前拥有能处理更大量的数据以及为更多的用户提供服务的能力，也就是要拥有良好的可伸缩性及高可用性。此外，互联网提供大量以XML格式数据为特征的半结构化数据，支持这种类型的数据的存储、共享、管理、检索等也是各数据库厂商的发展方向。

向智能化集成化方向扩展

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(Data Mining)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，会涉及到应用服务器、Web服务器、其它数据库、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。Oracle公司的Oracle 9i 产品包括了OLAP、数据挖掘、ETL工具等一套完整的BI（商业智能）支持平台，中间件产品与其核心数据库具有紧密集成的特性，Oracle Application Server 增加的一项关键功能是高速缓存特性，该特性可以将数据从数据库卸载到应用服务器，加速 Web用户对数据的访问速度。IBM 公司也把BI套件作为其数据库的一个重点来发展。微软认为商务智能将是其下一代主要的利润点。

数据库技术的发展趋势

数据、计算机硬件和数据库应用，这三者推动着数据库技术与系统的发展。数据库要管理的数据的复杂度和数据量都在迅速增长；计算机硬件平台的发展仍然实践着摩尔定律；数据库应用迅速向深度、广度扩展。尤其是互联网的出现，极大地改变了数据库的应用环境，向数据库领域提出了前所未有的技术挑战。这些因素的变化推动着数据库技术的进步,出现了一批新的数据库技术，如Web数据库技术、并行数据库技术、数据仓库与联机分析技术、数据挖掘与商务智能技术、内容管理技术、海量数据管理技术等。限于篇幅，本文不可能逐一去展开来阐述这些方面的变化，只是从这些变化中归纳出数据库技术发展呈现出的突出特点。

“四高” 即DBMS具有高可靠性、高性能、高可伸缩性和高安全性。数据库是企业信息系统的核心和基础，其可靠性和性能是企业领导人非常关心的问题。因为，一旦宕机会给企业造成巨大的经济损失，甚至会引起法律的纠纷。最典型的例子就是证券交易系统，如果在一个行情来临的时候，由于交易量的猛增，造成数据库系统的处理能力不足，导致数据库系统崩溃，将会给证券公司和股民造成巨大的损失。在我国计算机应用的早期，由于计算机系统还不是企业运营必要的成分，人们对数据库的重要性认识不足，而且为了经费上的节约常常采用一些低层次的数据管理软件，如dBASE等，或者盗版的软件。但是，随着信息化进程的深化，计算机系统越来越成为企业运营的不可缺少的部分，这时，数据库系统的稳定和高效是必要的条件。在互联网环境下还要考虑支持几千或上万个用户同时存取和7x24小时不间断运行的要求，提供联机数据备份、容错、容灾以及信息安全措施等。

事实上，数据库系统的稳定和高效也是技术上长久不衰的追求。此外，从企业信息系统发展的角度上看，一个系统的可扩展能力也是非常重要的。由于业务的扩大，原来的系统规模和能力已经不再适应新的要求的时候，不是重新更换更高档次的机器，而是在原有的基础上增加新的设备，如处理器、存储器等，从而达到分散负载的目的。数据的安全性是另一个重要的课题，普通的基于授权的机制已经不能满足许多应用的要求，新的基于角色的授权机制以及一些安全功能要素，如存储隐通道分析、标记、加密、推理控制等，在一些应用中成为切切实实的需要。

“互联” 指数据库系统要支持互联网环境下的应用, 要支持信息系统间“互联互访”，要实现不同数据库间的数据交换和共享，要处理以XML类型的数据为代表的网上数据，甚至要考虑无线通讯发展带来的革命性的变化。与传统的数据库相比，互联网环境下的数据库系统要具备处理更大量的数据以及为更多的用户提供服务的能力，要提供对长事务的有效支持，要提供对XML类型数据的快速存取的有效支持。

“协同” 面向行业应用领域要求，在DBMS核心基础上，开发丰富的数据库套件及应用构件，通过与制造业信息化、电子政务等领域应用套件捆绑，形成以DBMS为核心的面向行业的应用软件产品家族。满足应用需求，协同发展数据库套件与应用构件，已成为当今数据库技术与产品发展的新趋势。规划中的Oracle 11i的主要扩展方面据称主要也是各种面向应用套件的支持。

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.

数据库的未来发展趋势可以总结为以下四点：

1.产品架构与技术创新：云原生 + 分布式 ( d性、高可用 )。架构上分布式共享 存储、存储计算分离，云原生架构 +Shared Nothing 分布式架构，满足d性、 高可用、水平拓展的能力。

2.数据挑战：多模，结构化与非结构化数据 ( 多源异构数据 )。结构化与非结构化 数据如何融合异构处理，比如数据湖的概念、ADB 里面用向量处理引擎把非 结构化数据变成结构化数据，高维向量、多源异构数据处理的技术。

3.数据处理与分析：海量数据分析在线化 ( 实时在线交互式分析 )。如何对海量数 据进行在线分析和计算，支持实时在线交互式分析，需要做并行处理（DSP 模 型、MPP 模型等等），对并行调度计算进行优化。

4.系统能力提升：智能化 + 安全 ( 使用方便可靠、运维简易 )。如在管控平台的 层面如何做智能化的调度、监控以及自动修复，怎样去做数据的安全处理、隐 私保护、加密处理等等，使得整个数据库的使用更加方便可靠、运维简易。

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