第18章 数据库技术的发展

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国家“十一五”规划教材

数据库原理与应用教程

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第18章 数据库技术的发展

18.1 18.2 18.3 18.4

数据库技术的发展历程 面向对象技术与数据库技术的结合 数据库技术面临的挑战 数据库技术的研究方向

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18.1 数据库技术的发展历程

18.1.1 18.1.2 18.1.3 18.1.4

层次数据库 网状数据库 关系数据库 新一代数据库管理系统

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层次数据库 按层次存取数据。 其中最基本的数据关系是层次关系，它代表两个记录之间一 对多的关系，也叫做双亲子女关系。 一个数据库系统中有且仅有一个记录无双亲，称为根节点， 其它记录有且仅有一个双亲。 比较著名的是IBM公司的IMS。

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网状数据库 将记录作为数据的基本存储单位，一个记录可以包 含若干数据项。 数据项可以是多值的也可以是复合的数据。 每个记录有一个唯一的内容标识符。 数据间的联系用系表示。 网状数据库是系的集合，其存储结构归结为系的实 现方法。 第一个网状数据库管理系统是由美国通用电气公司 的IDS(Integrated Data Store)。

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网状数据库示例

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关系数据库 关系数据模型是以集合论中的关系概念为 基础发展起来的。 在关系模型中，无论是实体还是实体间的 联系均由单一的结构类型——关系来表示。 在实际的关系数据库中，关系也称为表， 一个关系数据库由若干张表组成。

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新一代数据库管理系统 关系数据库管理系统能够很好地支持格式化数据， 满足商务事务处理的需求。 近年来，新的数据库应用领域包括：计算机辅助设 计(CAD)、计算机辅助软件工程(CASE)、多媒 体数据库、办公信息系统(OIS)、超文本数据库 等。 这些新领域中的应用在某些方面超出了关系数据模 型所能支持的范畴。 新的面向对象的建模方法能够满足这些新的应用领 域的需求，因此，将面向对象技术与数据库技术结 合起来是数据库技术发展的一个重要方向。

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18.2 面向对象技术与数据库技术的结合

18.2.1 18.2.2 18.2.3 18.2.4

新的数据库应用和新的数据类型 面向对象数据模型 面向对象数据库的优点 对象关系数据库与对象数据库

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新的数据库应用和新的数据类型 面向对象数据库除了支持关系数据库提供的数据 类型外，还应该支持如下复杂的数据类型： 用户定义的抽象数据类型：可以存储声音、图像、 视频等数据，甚至还包括这些数据的处理函数。 构造类型：利用构造器从原子数据类型构造出集 合、数组、元组等新的数据类型。 继承：概括出不同数据类型之间的共同点。

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新的数据库应用和数据类型的特征

大数据项。新的数据库应用中的数据项中可 能存在以兆计的一个数据项，比如视频数据。 结构复杂。很多新的数据库应用的结构相当 复杂，可能包括程序模块、图形、图像、文 档、数字媒体流等等。 操作特殊。针对特殊数据类型，可能存在许 多特殊的操作方式，例如旋转、播放、排版 等等。

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关系数据库的局限 表达能力有限。关系数据库的基本结构是二 维表，是一种平面结构，无法表达嵌套的信 息结构。 类型有限。关系数据库的类型是系统内置的， 用户只能使用固定的几种。 结构与行为分离。关系数据库中存储的只是 实体的数据，而实体的行为则交由应用程序 来编码实现。

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面向对象数据模型 面向对象数据库是数据库技术和面向对象程 序设计相结合的产物，面向对象的方法是面 向对象数据库模型和对象数据库的基础。 一个面向对象数据库系统是一个持久的、可 共享的对象库的存储者和管理者； 而一个对象库是由一个面向对象模型所定义 的对象的集合体。

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对象与类 一个对象类似于E-R模型中的一个实体。 因此，在面向对象系统中，一切概念上的实体都 抽象或模拟为对象。 与E-R模型中实体不同的是，对象不仅有数据特征， 还有状态和行为特征， 比如仓库的编号、所在城市、面积可以看作是仓 库的数据特征，仓库是否可用可以看作仓库的状 态特征，而商品的出库和入库可以看作是仓库的 行为特征。

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对象应具有的特征 每一个对象必须能够通过某种方式区别于其 他对象。 用特征或属性来描述对象。 有一组操作，每一个操作决定对象的一种行 为。

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类 把具有相同数据特征和行为特征的所有对象称为 一个对象类，简称为类。 对象是类的一个实例，类是型的概念，对象是值 得概念。 类似于传统的程序设计语言用类型说明变量，在 面向对象系统中用类创建对象。 在面向对象中，类是一个模版，而对象是用模版 创建的一个实例。