數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展課件

第9章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展機(jī)械工業(yè)出版社第9章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展機(jī)械工業(yè)出版社19.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)缺陷傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的是面向機(jī)器的語法數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)類型簡單且固定、結(jié)構(gòu)與行為分離、阻抗失配、只能被動響應(yīng)、存儲和管理的對象有限、事務(wù)處理能力較差。9.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)缺陷傳統(tǒng)數(shù)9.2第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)1.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)的特點(diǎn)面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對數(shù)據(jù)庫發(fā)展的影響最為深遠(yuǎn)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究。2.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特征支持?jǐn)?shù)據(jù)管理、對象管理和知識管理。保持或繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)。對其他系統(tǒng)開放。9.2第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)1.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的數(shù)據(jù)模型對傳統(tǒng)的關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充，引入少數(shù)構(gòu)造器，提出了復(fù)雜數(shù)據(jù)模型；提出了新的數(shù)據(jù)構(gòu)造器和數(shù)據(jù)處理原語，即語義數(shù)據(jù)模型，以表達(dá)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和豐富的語義；將語義數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法結(jié)合起來提出了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)對傳統(tǒng)的關(guān)系模型3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多面體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的特種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到特定的領(lǐng)域中，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、科學(xué)數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蟮年P(guān)鍵技術(shù)之一是其數(shù)據(jù)抽象機(jī)制。類和類層次結(jié)構(gòu)、對象和對象層次結(jié)構(gòu)是構(gòu)成面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的主要因素，類和對象的特性是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的主要特性。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言可以分為類的定義和操縱語言、對象的定義和操縱語言、方法的定義和操縱語言三類。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的模式的一致性和模式演進(jìn)

面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模式應(yīng)當(dāng)提供相應(yīng)的操作以支持模式演進(jìn)。在進(jìn)行模式演進(jìn)的過程中必須保持模式的一致性，即保持模式自身內(nèi)部不能出現(xiàn)矛盾和錯誤。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)不適合運(yùn)行分析型的應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)倉庫（DataWarehouse）是體系化環(huán)境的核心，它是建立決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem，DSS）的基礎(chǔ)。

事務(wù)處理和分析處理的性能特性不同，分析處理系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)集成、歷史數(shù)據(jù)和綜合數(shù)據(jù)。事務(wù)處理系統(tǒng)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)動態(tài)集成操作，其數(shù)據(jù)庫中是當(dāng)前的、細(xì)節(jié)性數(shù)據(jù)，不適合數(shù)據(jù)分析處理的要求。數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)不適合運(yùn)行分析型的應(yīng)用2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、集成的、不可更新的、隨時間不斷變化的數(shù)據(jù)的集合，數(shù)據(jù)倉庫支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢和決策分析處理。2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫的特點(diǎn)數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)技術(shù)

采用人工智能、仿生物技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計和計算智能方法從數(shù)據(jù)倉庫中提取、挖掘和發(fā)現(xiàn)知識，以滿足數(shù)據(jù)分析和決策處理的要求。數(shù)據(jù)倉庫需要并支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)。2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)3.

并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三種基本結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)、共享磁盤結(jié)構(gòu)和無共享資源結(jié)構(gòu)。并行查詢處理技術(shù)：并行處理執(zhí)行計劃、并行化形式、并行操作算法及并行查詢優(yōu)化技術(shù)等。物理組織：并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)劃分、并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)復(fù)制和并行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)重組的問題。

并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ParallelDatabaseSystem）利用并行計算機(jī)技術(shù)使數(shù)個、數(shù)十、甚至成千上百個廉價的計算機(jī)協(xié)同工作，實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)管理和并行查詢功能，提供一個高性能、高可靠性、高擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。3.并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三種基本結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)、共享磁盤結(jié)構(gòu)4.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：分布式數(shù)據(jù)庫有數(shù)據(jù)的物理分布性、數(shù)據(jù)的邏輯相關(guān)性、區(qū)域自治性和各個計算機(jī)之間的聯(lián)系通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的特點(diǎn)。分布透明性：包括位置透明性和復(fù)制透明性等。通過透明性系統(tǒng)就為用戶提供了一個邏輯上的集中式系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種類：同構(gòu)同質(zhì)型、同構(gòu)異質(zhì)型和異構(gòu)型的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

（DistributedDatabaseSystem）將地理上分散的局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)合為一個邏輯整體。

4.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：分布式數(shù)據(jù)庫有數(shù)據(jù)的5.知識庫系統(tǒng)

知識庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫和人工智能技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。知識庫系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：能夠存放和管理大量的知識，具有數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫；知識庫語言為邏輯語言；知識庫系統(tǒng)的核心為推理機(jī)構(gòu)。知識庫系統(tǒng)主要用于智能決策支持系統(tǒng)（IDSS）、智能計算機(jī)輔助設(shè)計系統(tǒng)（ICAD）和專家系統(tǒng)（ES）。5.知識庫系統(tǒng)知識庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫和典型的知識庫系統(tǒng)模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

事務(wù)的模糊特征和行為使用模糊數(shù)據(jù)表示，模糊數(shù)據(jù)主要用模糊集合及其隸屬度表示。模糊數(shù)據(jù)服從模糊運(yùn)算規(guī)則和模糊數(shù)據(jù)約束。模糊數(shù)據(jù)庫能夠存儲和管理模糊數(shù)據(jù)和模糊聯(lián)系，支持模糊運(yùn)算，保證模糊數(shù)據(jù)約束。典型的知識庫系統(tǒng)模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)事務(wù)的模典型的知識庫系統(tǒng)主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠依據(jù)ECA規(guī)則，即事件(Event)-條件(Condition)-動作(Action)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的當(dāng)前狀態(tài)，主動適時地做出反應(yīng)，執(zhí)行某些操作或向用戶提供有關(guān)信息。主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系為：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)＋事件庫（存放ECA規(guī)則）＋事件監(jiān)測器典型的知識庫系統(tǒng)主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能本課結(jié)束本課結(jié)束第9章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展機(jī)械工業(yè)出版社第9章數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與發(fā)展機(jī)械工業(yè)出版社199.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)缺陷傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用的是面向機(jī)器的語法數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)類型簡單且固定、結(jié)構(gòu)與行為分離、阻抗失配、只能被動響應(yīng)、存儲和管理的對象有限、事務(wù)處理能力較差。9.1傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)缺陷傳統(tǒng)數(shù)9.2第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)1.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)的特點(diǎn)面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對數(shù)據(jù)庫發(fā)展的影響最為深遠(yuǎn)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究。2.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特征支持?jǐn)?shù)據(jù)管理、對象管理和知識管理。保持或繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)。對其他系統(tǒng)開放。9.2第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)1.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的數(shù)據(jù)模型對傳統(tǒng)的關(guān)系模型進(jìn)行擴(kuò)充，引入少數(shù)構(gòu)造器，提出了復(fù)雜數(shù)據(jù)模型；提出了新的數(shù)據(jù)構(gòu)造器和數(shù)據(jù)處理原語，即語義數(shù)據(jù)模型，以表達(dá)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和豐富的語義；將語義數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法結(jié)合起來提出了面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)對傳統(tǒng)的關(guān)系模型3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合，產(chǎn)生了分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、知識庫系統(tǒng)和主動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、多面體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、模糊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等。

3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)新型的特種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到特定的領(lǐng)域中，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)倉庫、工程數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫、空間數(shù)據(jù)庫、科學(xué)數(shù)據(jù)庫等多種數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。3.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的新技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)被應(yīng)用到9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)面向?qū)ο蟮年P(guān)鍵技術(shù)之一是其數(shù)據(jù)抽象機(jī)制。類和類層次結(jié)構(gòu)、對象和對象層次結(jié)構(gòu)是構(gòu)成面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的主要因素，類和對象的特性是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的主要特性。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言可以分為類的定義和操縱語言、對象的定義和操縱語言、方法的定義和操縱語言三類。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱OODBS）面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的模式的一致性和模式演進(jìn)

面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫模式應(yīng)當(dāng)提供相應(yīng)的操作以支持模式演進(jìn)。在進(jìn)行模式演進(jìn)的過程中必須保持模式的一致性，即保持模式自身內(nèi)部不能出現(xiàn)矛盾和錯誤。

9.3幾種新型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1.面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（Ob數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)不適合運(yùn)行分析型的應(yīng)用系統(tǒng)

數(shù)據(jù)倉庫（DataWarehouse）是體系化環(huán)境的核心，它是建立決策支持系統(tǒng)（DecisionSupportSystem，DSS）的基礎(chǔ)。

事務(wù)處理和分析處理的性能特性不同，分析處理系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)集成、歷史數(shù)據(jù)和綜合數(shù)據(jù)。事務(wù)處理系統(tǒng)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)動態(tài)集成操作，其數(shù)據(jù)庫中是當(dāng)前的、細(xì)節(jié)性數(shù)據(jù)，不適合數(shù)據(jù)分析處理的要求。數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)不適合運(yùn)行分析型的應(yīng)用2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫的特點(diǎn)

數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、集成的、不可更新的、隨時間不斷變化的數(shù)據(jù)的集合，數(shù)據(jù)倉庫支持?jǐn)?shù)據(jù)查詢和決策分析處理。2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)倉庫的特點(diǎn)數(shù)據(jù)2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)技術(shù)

采用人工智能、仿生物技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計和計算智能方法從數(shù)據(jù)倉庫中提取、挖掘和發(fā)現(xiàn)知識，以滿足數(shù)據(jù)分析和決策處理的要求。數(shù)據(jù)倉庫需要并支持?jǐn)?shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)。2.數(shù)據(jù)倉庫及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘(DataMining)3.

并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三種基本結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)、共享磁盤結(jié)構(gòu)和無共享資源結(jié)構(gòu)。并行查詢處理技術(shù)：并行處理執(zhí)行計劃、并行化形式、并行操作算法及并行查詢優(yōu)化技術(shù)等。物理組織：并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)劃分、并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)復(fù)制和并行數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)重組的問題。

并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ParallelDatabaseSystem）利用并行計算機(jī)技術(shù)使數(shù)個、數(shù)十、甚至成千上百個廉價的計算機(jī)協(xié)同工作，實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)管理和并行查詢功能，提供一個高性能、高可靠性、高擴(kuò)展性的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。3.并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)三種基本結(jié)構(gòu)：共享內(nèi)存結(jié)構(gòu)、共享磁盤結(jié)構(gòu)4.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)：分布式數(shù)據(jù)庫有數(shù)據(jù)的物理分布性、數(shù)據(jù)的邏輯相關(guān)性、區(qū)域自治性和各個計算機(jī)之間的聯(lián)系通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的特點(diǎn)。分布透明性：包括位置透明性和復(fù)制透明性等。通過透明性系統(tǒng)就為用戶提供了一個邏輯上的集中式系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的種類：同構(gòu)同質(zhì)型、同構(gòu)異質(zhì)型和異構(gòu)型的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

（DistributedDatabaseSystem）將地理上分散的局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)合為一個邏輯整體。

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