面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理第1頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一代數(shù)據(jù)庫(kù)（60年代—70年代初）支持三級(jí)模式的體系結(jié)構(gòu)；用存取路徑表達(dá)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系；有獨(dú)立的數(shù)據(jù)定義語(yǔ)言；導(dǎo)航式的數(shù)據(jù)操作語(yǔ)言?！獙哟螖?shù)據(jù)庫(kù)，網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)第2頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二代數(shù)據(jù)庫(kù)—關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)以關(guān)系代數(shù)為基礎(chǔ)；關(guān)系模型概念單一；數(shù)據(jù)獨(dú)立性強(qiáng)；描述性的數(shù)據(jù)庫(kù)操作語(yǔ)言。第3頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展關(guān)系模型的支持力度完整性控制進(jìn)入核心層安全控制的加強(qiáng)操作粒度更細(xì)化運(yùn)行環(huán)境分布式處理系統(tǒng)開放性聯(lián)機(jī)事務(wù)處理OLTP第4頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四新一代數(shù)據(jù)庫(kù)的研究和發(fā)展新的應(yīng)用領(lǐng)域：CAD/CAM，CIM,OIS；CASE，GIS；知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)；實(shí)時(shí)系統(tǒng)；遙感信息處理系統(tǒng)；醫(yī)學(xué)影像信息處理系統(tǒng)等等。 第5頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四舉例CAD/CAM對(duì)DB的需求圖形對(duì)象內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，異形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；由子對(duì)象聚合而成的復(fù)雜對(duì)象；構(gòu)件間復(fù)雜多樣的語(yǔ)義；對(duì)象的多個(gè)刻面描述；版本化的歷史數(shù)據(jù)管理；原始部件的重用性。第6頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四新領(lǐng)域的應(yīng)用需求復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型定義：抽象數(shù)據(jù)類型，無(wú)結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)數(shù)據(jù)類型，時(shí)間，版本數(shù)據(jù)類型，圖像，圖形數(shù)據(jù)類型，特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難于用關(guān)系模型描述。第7頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四新領(lǐng)域的應(yīng)用需求（cont.）復(fù)雜對(duì)象的存取結(jié)構(gòu)；對(duì)象間復(fù)雜多樣的語(yǔ)義聯(lián)系及關(guān)聯(lián)查詢；長(zhǎng)事務(wù)和嵌套事務(wù)的處理；對(duì)象模型的演進(jìn)和版本控制；程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的無(wú)縫集成。第8頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性面向機(jī)器的語(yǔ)法數(shù)據(jù)模型：強(qiáng)調(diào)高度結(jié)構(gòu)化：數(shù)據(jù)抽象簡(jiǎn)單；語(yǔ)義表示能力差。不直接支持聚合抽象（aggregation）;不直接支持泛化（generalization）；不直接支持特化（specialization）。第9頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性（cont.）直接使用的缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)與外部結(jié)構(gòu)不一致；由聯(lián)接構(gòu)造的視圖不可更新；關(guān)系系統(tǒng)是基于值的。數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)單，固定：簡(jiǎn)單類型：整形，實(shí)型，字串，等等；固定的類型集合，不支持ADT和嵌套。第10頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性（cont.）結(jié)構(gòu)與行為完全分離：不支持抽象行為描述。阻抗失配：SQL與通用編程語(yǔ)言的失配：編程模式失配類型系統(tǒng)不匹配被動(dòng)響應(yīng)第11頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性（cont.）事務(wù)處理能力差：不支持嵌套事務(wù)對(duì)長(zhǎng)事務(wù)響應(yīng)慢且故障恢復(fù)困難第12頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三代數(shù)據(jù)庫(kù)基本特征：支持?jǐn)?shù)據(jù)管理，對(duì)象管理，知識(shí)管理保持或繼承第二點(diǎn)DBMS的技術(shù)支持系統(tǒng)開放：DB標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言DB標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議良好的可移植性，可連結(jié)性，可擴(kuò)展性和可互操作性第13頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四新一代數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的特點(diǎn)面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)在DB中的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機(jī)結(jié)合：分布式，并行，演繹，知識(shí)庫(kù)和多媒體面向?qū)ｉT應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)：工程數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)計(jì)DB，地理DB，空間DB，時(shí)態(tài)DB，動(dòng)態(tài)DB。第14頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)數(shù)據(jù)模型的發(fā)展 數(shù)據(jù)模型為數(shù)據(jù)特征的抽象：真實(shí)描述現(xiàn)實(shí)世界易為人所理解便于在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)抽象方法：用三層模型逐步抽象第15頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第16頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三層模型表示物理層——對(duì)用戶透明數(shù)據(jù)的表示（存儲(chǔ)格式）數(shù)據(jù)的索引高效的操作實(shí)現(xiàn)一致性維護(hù)及故障處理第17頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三層模型表示（cont.）邏輯層——數(shù)據(jù)模型用戶通過(guò)DBMS看到的現(xiàn)實(shí)世界傳統(tǒng)的DBMS模型：層次，網(wǎng)絡(luò)，關(guān)系模型新型的DBMS模型：O—O模型，對(duì)象—關(guān)系模型第18頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三層模型表示（cont.）概念層——直接面對(duì)用戶語(yǔ)義表達(dá)能力強(qiáng)易于被用戶理解獨(dú)立于任何DBMS易于向邏輯模型轉(zhuǎn)換第19頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概念模型及其描述工具E—R模型：實(shí)體—聯(lián)系模型用實(shí)體描述對(duì)象屬性用聯(lián)系描述對(duì)象間的語(yǔ)義關(guān)系缺點(diǎn)：語(yǔ)義表達(dá)能力不夠強(qiáng)不能描述實(shí)體的行為第20頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概念模型及其描述工具（cont.）語(yǔ)義對(duì)象模型（SemanticObjectModel）定義了7種對(duì)象類型，增強(qiáng)了對(duì)象語(yǔ)義表達(dá)能力可以描述聚合抽象和繼承抽象描述對(duì)象間的聯(lián)系和依賴關(guān)系缺點(diǎn)：不能描述對(duì)象的行為第21頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概念模型及其描述工具（cont.）基于UML的面向?qū)ο蟮哪Ｐ停║nifiedModelingLanguage）靜態(tài)對(duì)象模型描述對(duì)象的屬性，關(guān)聯(lián)，聚合，繼承，等等動(dòng)態(tài)對(duì)象模型描述對(duì)象行為，相互作用，合作和變化，等等支持概念模型與邏輯模型無(wú)縫聯(lián)接第22頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四概念模型及其描述工具（cont.）基于XML的對(duì)象模型易學(xué)，易擴(kuò)充易于快速開發(fā)軟件已有多個(gè)工具可以支持結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換問(wèn)題：不提供對(duì)象間的聯(lián)接不支持屬性內(nèi)容的共享不支持繼承和運(yùn)算等O—O特征第23頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四邏輯模型的發(fā)展關(guān)系模型的擴(kuò)充——復(fù)雜數(shù)據(jù)模型結(jié)構(gòu)擴(kuò)充：嵌套關(guān)系模型語(yǔ)義擴(kuò)充：支持集成，可以定義函數(shù)域和運(yùn)算局限性：仍然用關(guān)鍵字標(biāo)識(shí)元組不支持太多的關(guān)聯(lián)語(yǔ)義不區(qū)分類和實(shí)例第24頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四邏輯模型的發(fā)展（cont.）面向?qū)ο竽Ｐ汀狾—O模型對(duì)象標(biāo)識(shí)OID對(duì)象封裝類和類的嵌套類和類的繼承持久對(duì)象概念第25頁(yè)，共27頁(yè)，2023年，2月20日，星期四邏輯模型的發(fā)展（cont.）面向?qū)ο竽Ｐ偷膯?wèn)題：索引與封裝導(dǎo)航的計(jì)算與集合操作數(shù)學(xué)基礎(chǔ)不完美多重繼承的多義性共享對(duì)象與持久對(duì)象的引用副作用，等等第26頁(yè)，共27