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摘要：本文以“計算機數(shù)據(jù)庫技術在數(shù)據(jù)管理中的應用”為題，探討計算機數(shù)據(jù)庫技術的結構、管理等基本理論，并闡述有效運用計算機數(shù)據(jù)技術進行數(shù)據(jù)處理、分析與理解的實現(xiàn)方法，并選取相應個案，簡單概括計算機數(shù)據(jù)庫技術在數(shù)據(jù)管理中的基本應用方式與發(fā)展，希望能為提高數(shù)據(jù)管理的有效性與高效性起到一定的促進作用。

關鍵詞：計算機數(shù)據(jù)庫技術；數(shù)據(jù)管理；信息數(shù)據(jù)；信息系統(tǒng)

我國關于計算機數(shù)據(jù)管理的建設起始于20世紀70年代末期的信息化建設，在當時，計算機屬于“高端”產品，無法正式開展普及，只能被運用為高校教育、科研等重點領域中，因此，當時的數(shù)據(jù)管理十分缺乏對“數(shù)據(jù)”的大體意識，如缺乏系統(tǒng)性、應用層次低、缺乏統(tǒng)一標準等等，都是當時數(shù)據(jù)管理建設面臨的主要困難。隨著科技水平的提高以及數(shù)據(jù)捕捉范圍的擴大，數(shù)據(jù)庫技術開始主動擴充、儲存、管理大量的且繁復的數(shù)據(jù)信息，此時，計算機數(shù)據(jù)庫技術主要針對數(shù)據(jù)訪問、分析處理等服務方面。

1計算機數(shù)據(jù)庫技術的相關研究及理論

1.1數(shù)據(jù)模型是計算機數(shù)據(jù)庫技術的基礎。數(shù)據(jù)模型是對數(shù)據(jù)特征的抽象，也可以被視為是數(shù)據(jù)操縱或結構對現(xiàn)實世界的一種抽象。計算機數(shù)據(jù)庫技術是信息系統(tǒng)的核心，而數(shù)據(jù)模型恰恰是構成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基礎，它決定了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的結構、語言、設計以及方法等等。最早的數(shù)據(jù)模型起始于20世紀60年代，起初，數(shù)據(jù)模型只是一種層次模型，而真正意義上的概念層抽象模型則是E-R模型。迄今為止，數(shù)據(jù)庫技術總共有著三大類數(shù)據(jù)模型：于20世紀60年代的層次數(shù)據(jù)模型，它的代表結構是樹結構，如IMS模型，但很多時候，數(shù)據(jù)之間的關系并不是簡單地概括為樹型結構的，而網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型與層次模型存在一樣的缺點，因此，它們都被20世紀70年代所出現(xiàn)的E-R模型所取代，E-R模型是典型的實體聯(lián)系模型，如圖1所示。如圖1所示，E-R模型的構成成分是實體集、屬性和聯(lián)系集，實體集用矩形框表示，實體的屬性用橢圓框表示，實體間的聯(lián)系用菱形框表示。關系模型是數(shù)據(jù)模型研究的主流，也被常常運用于信息系統(tǒng)設計中，它能夠在概念結構設計階段為數(shù)據(jù)管理者提供有效的信息需求描述或儲存相應的信息類型。1.2數(shù)據(jù)庫數(shù)學理論是計算機數(shù)據(jù)庫技術的工具。數(shù)據(jù)庫是一門技術科學，而數(shù)學是數(shù)據(jù)庫在研究、應用過程所需要的工具。在當前大部分數(shù)據(jù)庫技術中，所需要運用到的數(shù)學一般是指離散數(shù)學與算法理論。顧名思義，離散數(shù)學是以離散的對象作為主要研究目標，而數(shù)據(jù)庫所研究的數(shù)據(jù)也是離散的，因此，離散數(shù)學是數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)研究時作為切合的數(shù)學工具。這是為什么在數(shù)據(jù)庫中，往往會出現(xiàn)數(shù)字的集合（關系、函數(shù)）、樹狀圖（圖論）、代數(shù)系統(tǒng)（群、環(huán)、域、格等形式）以及相應的數(shù)理邏輯。相對于離散數(shù)學，算法理論更為直觀，它是一門研究算法的理論，能夠幫助數(shù)據(jù)庫解決各類算法問題，尤其是算法設計與分析、算法復雜性理論以及可計算性理論等方面，因此，算法理論也是數(shù)據(jù)庫技術在應用過程中不可缺少的一種工具。1.3關系數(shù)據(jù)庫理論是計算機數(shù)據(jù)庫技術的歸納。計算機數(shù)據(jù)庫技術在數(shù)據(jù)管理中的應用文/徐鵬軍（中國民用航空溫州空中交通管理站浙江省溫州市325100）關系數(shù)據(jù)庫理論是Codd開創(chuàng)的、截止到目前應用最為廣泛的一種數(shù)據(jù)庫理論，在關系數(shù)據(jù)庫理論中，關系代數(shù)、關系演算、函數(shù)依賴、鍵、范式、模式分解、規(guī)范化、多值依賴、連續(xù)依賴、廣義依賴、泛關系、無回路數(shù)據(jù)庫等內容是當時年代主要研究的內容及方向。隨著時代的發(fā)展與知識的普及，在20世紀70年代、80年代及90年代的發(fā)展中，關系數(shù)據(jù)庫理論從研究到發(fā)展，最終在21世紀初，關系數(shù)據(jù)庫理論沖破了原有的構架，它將偶爾、局限的類型與思想發(fā)展、完善成了相應的理論與體系。相對應的，以往特殊的、特異的關系數(shù)據(jù)庫變?yōu)榱恕罢！毖芯康姆秶鷥?，這促使關系數(shù)據(jù)庫理論在不斷完善的過程中也間接促使了關系數(shù)據(jù)庫涉及范圍的擴大，尤其是體系、算法等內容的豐富。也就是說，現(xiàn)代計算機數(shù)據(jù)庫的計算內容、容納程度與涉及領域早已經(jīng)是早期數(shù)據(jù)庫的幾十倍。例如，偏序關系數(shù)據(jù)庫、時態(tài)關系數(shù)據(jù)庫等以往被視為特異的關系數(shù)據(jù)庫，在現(xiàn)代，它們都已經(jīng)形成了相應的系統(tǒng)理論與體系，這些被稱為非經(jīng)典關系數(shù)據(jù)庫理論。

2計算機數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展與現(xiàn)狀

2.1計算機數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展。計算機數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展可以被視為是計算機與信息技術的發(fā)展，從現(xiàn)代社會來看，信息時代代表著信息已經(jīng)與知識劃上相應的等號，因此，如何組織、管理與應用這些數(shù)據(jù)，成為衡量計算機數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展與否的重要標志。在計算機誕生的早期，信息管理或數(shù)據(jù)管理仍然是一個籠統(tǒng)、寬泛的概念，而數(shù)據(jù)庫的誕生與完善，更是給計算機數(shù)據(jù)管理帶來極大的改變，越來越多的軟件將數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)庫技術作為基礎，如管理信息系統(tǒng)（MIS）、辦公自動化系統(tǒng)（OA）、決策支持系統(tǒng)等。簡單來說，數(shù)據(jù)庫技術作為數(shù)據(jù)管理與運用的有效工具，它為我國任何行業(yè)提供了極佳的信息服務體驗，同時，由于數(shù)據(jù)庫技術的支撐，計算機應用也被滲透到各個行業(yè)，雖然我們不能簡單地將數(shù)據(jù)庫技術等同于行業(yè)信息化建設的直接動因，但數(shù)據(jù)庫技術仍然未計算機應用與滲透起到了極大的促進作用。2.2計算機數(shù)據(jù)庫技術的現(xiàn)狀。時至今日，計算機數(shù)據(jù)庫技術大部分仍然是基于關系數(shù)據(jù)庫理論所開發(fā)出來的新技術，如NoSQL數(shù)據(jù)庫，NoSQL意為“NoSQL（沒有SQL）”。如圖2所示。如圖2所示，NoSQL數(shù)據(jù)庫可以被視為一種非關系型的、廣泛的，它由CarloStrozzi（1998年）率先提出，在CarloStrozzi給出的官方定義中，NoSQL數(shù)據(jù)庫是一種具有SQL功能的、輕量級且開源的關系型數(shù)據(jù)庫，然而，隨著時代的發(fā)展與科技的進步，NoSQL數(shù)據(jù)庫逐漸偏移了CarloStrozzi的初衷，CarloStrozzi進而將NoSQL數(shù)據(jù)庫定義為“norelational”，不再是“NoSQL（沒有SQL）”，即非關系型數(shù)據(jù)庫，但仍然有很多人將NoSQL數(shù)據(jù)庫視為“NotOnlySQL”。同時，現(xiàn)代的NoSQL數(shù)據(jù)庫開始被代指那種開源分布式數(shù)據(jù)庫、非關系型數(shù)據(jù)庫。

3計算機數(shù)據(jù)庫技術在數(shù)據(jù)管理中的應用、設計

3.1集群應用的功能。在2001年，計算機數(shù)據(jù)庫技術開始真正支持數(shù)據(jù)集群的應用，這也使得數(shù)據(jù)管理方式獲得了極大的優(yōu)化。在OracleOracle9i中，數(shù)據(jù)集群功能能夠使得客戶信息系統(tǒng)可以得到有效連接，不僅直接提高了客戶在數(shù)據(jù)管理中的共享服務體驗，還擴展了計算機數(shù)據(jù)庫的可用性。同時，企業(yè)級網(wǎng)絡計算數(shù)據(jù)庫軟件產品Oracle10g的問世，使得Oracle開始向“信息公司”進行變革，無論是Oracle數(shù)據(jù)庫軟件產品的安全評估，還是Oracle1lg版本中即插即用技術，它們都可以被稱為是現(xiàn)代企業(yè)數(shù)據(jù)管理的雛形。而嵌入式數(shù)據(jù)庫軟件(EmbeddedDatabase)的問世，更是讓計算機性能、內存等“活動”起來，在高性能內存數(shù)據(jù)庫的支持下，快速響應能力和高吞吐量使得嵌入式數(shù)據(jù)庫軟件(EmbeddedDatabase)成為當時電信等行業(yè)的主要服務應用。3.2聯(lián)機事務處理的革新。計算機數(shù)據(jù)庫技術的歷史起始于20世紀60年代的層次模型，當時我國國內仍然處于一片空白，但西方國家已經(jīng)將計算機廣泛地應用于各類數(shù)據(jù)管理，因此，在行業(yè)需求的推動下，數(shù)據(jù)管理與共享技術應運而生，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)已經(jīng)不能完全滿足人們的日常生產需要。此時，的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）開始被投入到數(shù)據(jù)的管理與共享中，隨著涉及信息領域的不斷擴大，小型單項事務處理系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足人們的需求，聯(lián)機事務處理（OLTP）、傳統(tǒng)的企業(yè)管理的發(fā)展也受到了一定的限制，隨著大型信息系統(tǒng)的問世，聯(lián)機分析處理OLAP）開始促使傳榮企業(yè)數(shù)據(jù)管理進行革新，這些都直接推動了數(shù)據(jù)庫技術向第一代、第二代、到現(xiàn)今第三代關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展。3.3SQLServer數(shù)據(jù)庫產品設計。MicrosoftOffice在嚴格意義上是不屬于數(shù)據(jù)庫技術的范疇，但它作為一款成功的SQLServer數(shù)據(jù)庫產品設計，就不得不提到MicrosoftOffice。MicrosoftOffice是典型的關系型數(shù)據(jù)庫，即SQL，在Microsoft公司中，SQLServer是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它從20世紀80年代后期開始開發(fā)，但能夠追溯到更早的1987年SybaseSQLServer，其中更是涉及到三家公司的先后參與。在SQLServer4版本后，Sybase公司與Microsoft公司各自開發(fā)相應的SQLServer，這使得SQLServer分別在UNIX與WindowsNT兩個平臺中得到應用。在接下來數(shù)據(jù)庫產品設計中，Microsoft公司在數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)庫引擎方面做出了變革，這促使MicrosoftOffice等軟件成為全球最主要的數(shù)據(jù)庫應用方式之一。

4結束語

綜上所述，從籠統(tǒng)的廣泛定義來看，計算機數(shù)據(jù)庫技術是計算機信息系統(tǒng)的核心技術，它強調信息數(shù)據(jù)的儲存與運用，并能幫助組織者完成信息數(shù)據(jù)的高效獲取與處理。經(jīng)過四十年的演變，圍繞計算機數(shù)據(jù)處理核心，數(shù)據(jù)庫技術已經(jīng)形成了豐富的內容、龐大的軟件產業(yè)，這使得計算機數(shù)據(jù)庫技術成為一個廣受關注、處于快速發(fā)展的重要領域。

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作者:徐鵬軍 單位:中國民用航空溫州空中交通管理站