關系型和后關系型數據庫技術演變與發展
2024-07-21 02:39:07
供稿：網友
摘要：隨著信息技術的發展，采用兩維表結構的數據庫，已經無法保存大量的多媒體非結構化復雜數據，以及各類數據之間的關系。關系型數據庫亟待突破。
信息技術平臺的選擇經常是建立或重新建立應用系統時的要害問題，而數據庫正是其中需要做出選擇的要害平臺。
關系數據庫治理系統曾處于技術主流而獨領風騷，但是這種傳統的數據庫治理系統因采用兩維數據模型，而存在著本身固有的約束和限制。難以適應當今迅速變化的業務需求，以及新技術發展。
關系型數據庫的局限
隨著信息技術的飛速發展，數據處理不僅在數量上要求越來越大，而且在質量上也要求越來越高，數據庫所治理的數據已經發生了根本的變化。這一變化給數據庫技術帶來了巨大挑戰，數據庫治理的對象已不再僅限于文本數據等簡單的數據類型，而需要描述和保存大量多媒體非結構化的復雜數據，以及數據間的關系。
此外，隨著熱門網站訪問數量的激增，對數據庫本身的存儲機制、大量并發用戶的使用需求、存儲空間的使用效率、以及數據的完整性和安全性等方面都提出了更高要求。而這些都不是傳統關系數據庫中，使用二維表簡單結構就可以滿足的。
關系型數據庫依據的是把數據表示為簡單的兩維模型，即表示為行與列的記錄來進行存儲處理。顯然由于受到當時條件的限制，只是一種適合于對簡單數據存儲處理的技術，存在難以克服的局限性。
關系型數據庫治理系統本身固有的局限性，表現在以下三個方面：
數據模型上的限制
關系數據庫所采用的兩維表數據模型，不能有效地處理在大多數事務處理應用中，典型存在的多維數據。其不可避免的結果是，在復雜方式下，相互作用表的數量激增，而且還不能很好地提供模擬現實數據關系的模型。
關系數據庫由于其所用數據模型較多，還可能造成存儲空間的海量增加和大量浪費，并且會導致系統的響應性能不斷下降。而且，在現實數據中，有許多類型是關系數據庫不能較好地處理的。
性能上的限制
為靜態應用例如報表生成，而設計的關系型數據庫治理系統，并沒有經過針對高效事務處理而進行的優化過程。其結果往往是某些關系型數據庫產品，在對GUI和Web的事務處理過程中，沒有達到預期的效果。除非增加更多的硬件投資，但這并不能從根本上解決問題。
用關系數據庫的兩維表數據模型，可以處理在大多數事務處理應用中的典型多維數據，但其結果往往是建立和使用大量的數據表格，仍很難建立起能模擬現實世界的數據模型。并且在數據需要作報表輸出時，又要反過來將已分散設置的大量的兩維數據表，再利用索引等技術進行表的連接后，才能找到全部所需的數據，而這又勢必影響到應用系統的響應速度。
擴展伸縮性上的限制
關系數據庫技術在有效支持應用和數據復雜性上的能力是受限制的。關系數據庫原先依據的規范化設計方法，對于復雜事務處理數據庫系統的設計和性能優化來說，已經無能為力。此外，高昂的開發和維護費用也讓企業難以承受。
除此之外，關系數據庫的檢索策略，如復合索引和并發鎖定技術，在使用上會造成復雜性和局限性。
后關系型數據庫浮出水面
隨著信息技術的發展,在用關系數據庫數據模型來處理復雜的數據類型、復雜的數據關系以及多種訪問方法上，仍存在著諸多的能力限制。
雖然傳統的關系數據庫能很好地適合于處理相對簡單的事務交易，但是卻不能勝任來自不同表格的數據的處理。更多的數據庫應用開發者熟悉到了關系數據庫的限制，并開始尋找適合的替代方案。
但變革并不是很輕易就可以實現的。在原有的兩維表數據模型架構上，增加其它的功能并不能解決問題，有的開始嘗試網絡化的解決方案。
例如對于前幾年出現的通用數據庫和對象-關系數據庫解決方案，專家們認為這些所謂的通用數據庫，以及企圖在關系數據庫架構上，再增加一層對象層的對象-關系數據庫，仍然是把關系數據庫引擎作為它們的核心，而且通過所加的對象層，訪問數據時，還需要進行轉換映射。
因此，國外的一些專家們也指出：靠增加一些模塊到一個已經很復雜的關系數據庫上去的途徑，并不能從根本上解決問題。
我們知道，數據庫技術的一個基本目標就是要找到一個恰當的數據模型來表達它所治理的對象。為了解決用關系數據庫不能有效表達和治理復雜數據的問題，我們必須尋求更好的、采用更適合治理復雜數據的數據模型，來適應新的變化。
一種更新的被譽為數據庫新分水嶺的后關系型數據庫治理系統(Post-Relational Database，PRDBMS)逐漸出現并興起，成為取代傳統關系數據庫的途徑之一。
在脫穎而出的后關系型數據庫治理系統中，采用了更現代化的多維模型，作為數據庫引擎。并且，這種以稀疏數組為基礎的獨特的多維數據庫架構，是從已成為國際標準的數據庫語言基礎上繼續和發展的，是已積累了實踐經驗的先進而可靠的技術。
后關系型數據庫提供了一種實際可行的解決方案，能夠更加適合當前用戶的真實需要。用對象訪問方式或者用SQL方式，可以直接實現對數據的訪問。下期將主要為您介紹后關系型數據庫。
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數據庫技術演變階段
從數據庫發展歷程來看，數據庫技術的演變可劃分為如下幾個階段：
以技術為中心
在二十世紀七十年代，數據庫的實現方案都把注重力集中在能提供聯機的對信息的訪問技術，著眼于獲得處理效率，并盡可能最少使用價格昂貴的計算機硬件。
那時，能夠為非凡硬件平臺優化的那些由廠商專賣的即非開放式的數據庫，是早期階段用戶唯一可能做出的選擇。
以用戶為中心
二十世紀八十年代，硬件價格下降和個人計算機逐步普及，用戶的信息需求顯著上升，應用軟件的開發生產效率成為要害的成功因素。
帶有易于理解的、簡單的、兩維數據模型的關系型數據庫治理系統，成為服務于用戶查詢和滿足這類需求的大量報表生成的基礎，并得到了廣泛采用。
以網絡為中心
進入二十世紀九十年代后，大量圖形化用戶界面被應用系統普遍采用，而且Internet得到了迅猛發展，應用系統的架構從采用C/S結構轉變為以.Web應用為主的處理階段。
隨著經濟向全球化發展，現代化企業為了要在競爭中取得成功，它們的業務活動已經和日益增加的復雜事務交易應用緊密地聯系在一起。
企業級的運作活動已涉及巨大數量的數據的采集和利用，越是有能力將更多的用戶連接到更多的應用系統功能上去，就越能取得更大的、競爭上的優勢。
以往的關系數據庫系統本身具有的限制，使它難以適應建立以網絡為中心的、企業級快速事務交易處理應用的需求，而后關系型數據庫技術能為網絡為中心環境提供所需的性能、擴展性、互操作性和安全性。
