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第九章 现代数据库系统 A、发展与研究领域 一、DB技术的发展 第一代 层次、网状DBS 代表：IMS、DBTG 特点： 支持三级模式的体系结构 用路径表示数据间的联系 独立的数据定义语言 导航式数据操纵语言 第二代 关系DBS 代表: System R …… 特点： 统一的关系表示 形式化的理论基础 非过程化的DB语言 数据独立性强 传统DBS的局限性: 第三代 新型DBS 基本特征： 支持OO模型 继承传统DB技术 具开放性 新一代数据库技术的特点和发展趋势 特点 结合对象模型 与多学科技术有机结合、相互渗透 面向更广泛的应用领域 发展趋势 A、发展与研究领域 二、研究领域： 1．新型数据库理论、技术 （1）数据模型的发展 （2）数据库语言的标准化与扩展 （3）数据库安全技术与理论 2．DBMS产品及工具 （1）新型DBMS的研制。 （2）工具(包括中间件)的发展和支持。 目标是: 扩大功能、提高性能和增强可用性。 3．数据库技术与相关技术的融合 产生新的数据库家族成员、新技术 B、面向对象数据库系统 1、引入： 新模型/DBS的要求： 复杂结构的构造 多种类型及ADT的建立 多种类操作的能力 数据模型的扩充能力 2、面向对象数据模型 数据结构--类层次结构 操作--对象操作及对象查询语言 约束--对象类父子间约束、 引用约束等。 类层次图 B、面向对象数据库系统 面向对象的数据结构示例： B、面向对象数据库系统 3、面向对象数据库 综合了面向对象技术与数据库技术 优越性 强大的面向对象建模能力和灵活性能够适应复杂数据库应用的设计，如CAD、OA 提供高级数据库特性，如稳固的数据、面向集合的处理及事务管理等 最重要的，可以完全用面向对象的数据库编程语言（处理记录）独立完成复杂的数据库应用，避免嵌入式查询语言（面向集合）存在的失配问题 B、面向对象数据库系统 面向对象DB宣言 OODBMS必备条件： 支持OO特征 支持传统DB功能 OODBMS附加条件： 1)支持多继承 2)扩充完整性约束 3)分布式功能 4)较强的事务处理能力 5)版本管理能力 OODBMS三大流派： OOP的扩充(Object store) RDBMS的扩充(Postgres) 独立型 (O2) OODB具有以下优点： ①可表示复杂结构的数据。 ②对象可继承，应用易扩充。 ③许多应用软件能自动生成。 ④对象管理简便、安全性好。 4、对象--关系DBS 对象-关系DBS： 以关系DBMS为基础，扩充面向对象的功能。 扩充的主要方面: 创建复杂类型 继承 引用 模型的三要素： 表嵌套及类层次的数据结构 表与对象的操作用扩展RDB语言 表与对象约束机制 C、分布式数据库系统概述 分布式数据库系统(DDBS) 物理上分散而逻辑上集中的数据库系统 物理分散：各站点（Site）或各结点（Node）分散在不同的地方 逻辑集中：各站点之间是一个逻辑整体，并由一个统一的数据库管理系统进行管理 全局用户与局部用户 全局用户：访问两个或以上的站点 局部用户：只访问本站点数据 与集中式DB最大区别是数据的物理分布性 与分散式DB最大区别是数据的逻辑整体性： 判断分散式和分布式DB：该DBS是否支持全局应用 全局数据库(GDB)与局部数据库（LDB） 数据的分布独立性 用户看依然是整体 场地（站点）自治和协调 结点独立，数据由本地DBMS管理，完成本地应用：分布式数据库系统与多处理机系统的区别 多处理机虽然也把数据分散在不同DB中，但与应用系统没有直接联系，都由前端机处理，依然是集中式DBS 整体协调，全局共享，设有集中控制机制 数据的冗余及冗余透明性 提高系统效率和可靠性，但用户不知道 要着重处理数据不一致的问题 不利于更新，增加了维护成本 事务管理的分布性 数据分布性造成事务执行和管理的分布性 分布式数据库系统的分类 按局部DBMS的数据模型分 同构型(Homogeneous DDBS)： 各个站点的数据模型都是同一类型 同构同质型：连DBMS都是同一种（通常是一个厂家的产品） 同构异质型：不是同一种DBMS 异构型（Heterogeneous DDBS）:各个站点的数据模型不是同一类型。 准分布式DB：未达到DDBS的综合指标的系统。 按DDBS控制系统类型分 集中型：全局控制信息位于一个中心站点 有助于保持一致性，但容易产生瓶颈，且如果中心站点失效，整个系统将崩溃 分散型：每个站点上含全局控制信息的一个副本 可用性好，但保持信息的一致性较难，需要复杂设施。 可变型：