主动数据库
- 格式:doc
- 大小:70.50 KB
- 文档页数:5
刍议数据库技术现状与发展趋势摘要:数据库技术是计算机技术的核心技术,也是发展最快速的技术。
计算机技术已经广泛应用于社会各个领域,而数据库技术却是整个计算机信息系统和应用系统的支撑技术,由此数据库技术的发展直接关系到计算机技术的发展,关系到社会的发展。
本文从数据库技术的发展进程出发,对数据库技术的发展现状进行了阐述,并对其发展趋势进行探讨。
关键词:数据库技术;发展现状;发展趋势中图分类号:tp311.13数据库技术起源于20世纪60年代末,是随着计算机技术的出现而出现的。
最初研发数据库技术是为了能够有效地管理和存取数据资源。
而且随着科学技术的不断发展与更新,数据库技术与计算机网络技术已经紧密结合起来,并相互促进、相互渗透,已经逐渐成为社会应用最为广泛的两大领域。
随着人们对于数据库技术的认识以及研发的不断加深,数据库技术逐渐完善,且应用领域不断拓展,由原先的事务处理逐渐延伸到情报检索、专家系统以及计算机辅助设计等领域,为人类生活与工作提供了便利,促进了社会的发展。
为了让数据库技术更好地服务于社会,本文对数据库技术的发展现状以及发展趋势做了详细地阐述。
1 数据库技术的发展进程数据库技术是信息系统的核心技术,并对计算机数据进行辅助管理。
数据库技术研究的重点在于如何更好地组织与存储数据,以及如何高效地获取和处理数据。
数据库技术是通过对数据库结构、设计、存储、管理等应用的理论和方法进行研究,并使用这些理论来对数据进行分析、处理的技术。
数据库技术的发展进程主要有三大阶段。
一、层次与网状数据库系统。
该系统是在20世纪70年代研制出来的。
层次数据库系统是数据库系统的先驱,而网状数据库系统则是数据库概念、方法、技术的奠基者。
二、关系数据库系统。
关系数据模型是在1970年由edgar f.codd提出的,为开创关系数据库技术奠定了理论基础,在随后的80年代,研发出了非常多的关系数据管理系统,如ingres、informix、db2等,这些管理系统被广泛应用于企业信息管理、情报检索等领域,为第三代数据库系统的研发奠定了坚实的理论基础。
数据库数据字典数据字典定义数据字典(Data dictionary)是一种用户可以访问的记录数据库和应用程序元数据的目录。
主动数据字典是指在对数据库或应用程序结构进行修改时,其内容可以由DBMS自动更新的数据字典。
被动数据字典是指修改时必须手工更新其内容的数据字典。
数据字典是一个预留空间,一个数据库,这是用来储存信息数据库本身。
数据字典可能包含的信息,例如:数据库设计资料储存的SQL程序用户权限用户统计数据库的过程中的信息数据库增长统计数据库性能统计数据字典则是系统中各类数据描述的集合,是进行详细的数据收集和数据分析所获得的主要成果.数据字典通常包括数据项\数据结构\数据流\数据存储和处理过程五个部分.数据字典是关于数据的信息的集合,也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合.数据字典还有另一种含义,是在数据库设计时用到的一种工具,用来描述数据库中基本表的设计,主要包括字段名、数据类型、主键、外键等描述表的属性的内容。
数据字典的作用数据字典最重要的作用是作为分析阶段的工具。
任何字典最重要的用途都是供人查询对不了解的条目的解释,在结构化分析中,数据字典的作用是给数据流图上每个成分加以定义和说明。
换句话说,数据流图上所有的成分的定义和解释的文字集合就是数据字典,而且在数据字典中建立的一组严密一致的定义很有助于改进分析员和用户的通信。
数据字典的组成数据字典的组成:1、数据项2、数据结构3、数据流4、数据存储5、处理过程数据字典数据库的重要部分是数据字典。
它存放有数据库所用的有关信息,对用户来说是一组只读的表。
数据字典内容包括:1、数据库中所有模式对象的信息,如表、视图、簇、及索引等。
2、分配多少空间,当前使用了多少空间等。
3、列的缺省值。
4、约束信息的完整性。
5、用户的名字。
6、用户及角色被授予的权限。
7、用户访问或使用的审计信息。
8、其它产生的数据库信息。
数据库数据字典是一组表和视图结构。
它们存放在SYSTEM表空间中。
现代数据库技术发展探究摘要:现代数据库技术是信息系统的核心组成部分,数据库的发展与Internet和信息检索的融合,共同为当前信息社会中的关注点,诸如Web数据提取与信息检索、移动数据管理、海量数据管理等领域做出了突出贡献。
结合数据库的发展动力来源,分析现代数据库的发展趋势,介绍几种常用的现代数据库技术。
关键词:数据库;数据管理;数据库系统1 数据库技术发展趋势1.1 扩展型关系数据库技术关系型数据库仍然是当今最为流行的数据库类型,无论是多媒体内容管理、XML数据支持、还是复杂对象支持等都是在关系系统内核技术基础上的扩展。
许多机构都成功地应用了关系型数据库管理系统,并且正在寻求充分利用这一技术的途径,对大型对象和外部文件的支持、扩展语言的支持、预定义的可扩展性的研究正如火如荼地展开,而对象关系型的关键是增加RDBMS的应用支持能力。
为达到这一目的,数据库管理系统必须在四个主要方面可扩展:数据类型、索引结构、查询优化以及函数或方法。
1.2 继续支持各种互联网应用互联网的出现,极大地改变了数据库的应用环境,向数据库领域提出了前所未有的技术挑战。
数据库管理系统是网络经济的重要基础设施之一。
支持Internet(甚至于移动互联网)数据库应用已经成为数据库系统的重要方面。
对于互联网应用,由于用户数量是无法事先预测的,这就要求数据库拥有能处理更大量的数据,以及为更多的用户提供服务的能力,也就是要拥有良好的可伸缩性及高可用性,由此出现了一批新的数据库技术,如Web数据库技术、并行数据库技术、数据仓库与联机分析技术、数据挖掘与商务智能技术、内容管理技术、海量数据管理技术等。
此外,互联网提供大量以XML格式数据为特征的半结构化数据,支持这种类型的数据的存储、共享、管理、检索等也是各数据库厂商的发展方向,这些因素的变化推动着数据库技术的进步。
1.3 向智能化集成化方向扩展数据库技术的广泛使用为企业和组织收集并积累了大量的数据,数据规模越来越大,导致了联机分析处理、数据仓库和数据挖掘等技术的出现,促使数据库向智能化方向发展。
数据库技术的发展趋势数据库技术的发展趋势随着计算机技术特别是计算机⽹络技术的发展,传统的数据库技术⾯临挑战。
主要表现在以下⼏个⽅⾯:环境的变化数据库的应⽤环境由可控制的环境变成多变的异构信息集成环境和Internet环境。
数据类型的变化数据库中的数据类型由结构化扩⼤⾄半结构化、⾮结构化和多媒体数据类型。
数据来源的变化⼤量数据将来源于实时和动态的传感器或监测设备,需要处理的数据量剧增。
数据管理要求的变化许多新型应⽤需要⽀持协同设计和⼯作流管理。
⾯向对象数据库把⾯向对象的技术与数据库技术相结合,便产⽣了⾯向对象数据库。
⽬前,⾯向对象数据库是数据库技术的⼀个重要发展⽅向,国外已经推出⼀些⾯向对象数据库产品,如美国Itasca System 公司的Itascs、Object Design公司的ObjectStore。
这些⾯向对象数据库⼀般采⽤的是“纯”的⾯向对象模型。
另外,还有⼀类⾯向对象数据库基于原有的关系数据库扩展⽽来的,即在关系数据库上引进封装、继承、随机数据类型等概念。
⼀些著名的数据库⼚商及第三⽅⼚商在关系数据库上开发了⼤量的⾯向对象开发⼯具及环境。
分布式数据库分布式数据库系统由多台计算机组成,每台计算机上配有各⾃的本地数据库,各计算机之间通过通信⽹络连接。
在这种系统中,⼤多数处理任务由本地计算机访问本地数据库来完成,对于少量本地计算机不能单独胜任的处理任务,则通过通信⽹络与其他计算机相联系,并获得其他数据库中的数据。
分布式数据库的数据在地理上分散、逻辑上集中,数据由系统统⼀管理,使⽤户感觉不到数据的分散,⽤户看到的似乎是⼀个集中式数据库。
与集中式数据库⽐较,分布式数据库具有体系结构灵活性⼤、可靠性⾼、可⽤性好、可扩充性好等优点。
同时,也存在⼀些不⾜:分布式数据库虽然有利于改善性能,但如果数据库设计不好,数据分布不合理,使远距离访问过多,特别是当分布连接操作过多时,会降低系统的性能。
联邦数据库⼈类在其⽂明形成和发展过程中已经积累了浩瀚的数据,并且采⽤已有的各种DBMS分别进⾏着管理。
如何在MySQL中实现数据主动推送引言:数据主动推送是一种重要的数据传递方式,它可以实时将数据库中的数据主动推送给前端或其他系统,以提供更好的用户体验和数据交互。
本文将探讨如何在MySQL中实现数据主动推送的方法和技巧。
一、背景介绍MySQL是一种开源的关系型数据库管理系统,被广泛应用于各种类型的应用中。
在传统的数据库架构中,前端通常需要通过轮询或长连接等方式主动向数据库请求数据,这种方式对数据库服务器的资源占用较高且响应时间有一定延迟。
而数据主动推送则可以在数据库数据更新时立即将数据推送给前端,减少了不必要的数据交互和资源消耗,使得系统更加高效和实时。
二、数据主动推送的原理数据主动推送的实现依赖于数据库的触发器和消息队列等技术。
当数据库中的数据发生变化时,触发器可以捕捉到这些变化,并将其发送到消息队列中。
消息队列负责接收和处理这些变化数据,并及时将其主动推送给前端或其他系统。
通过这种方式,数据主动推送实现了数据库与前端系统之间的实时数据同步。
三、使用触发器实现数据变化的捕获触发器是MySQL中一种特殊的存储过程,它可以在数据表中的插入、更新或删除操作发生时自动触发执行。
通过定义合适的触发器,可以捕捉到数据库中数据的变化,并将这些变化数据发送到消息队列中。
以下是一个简单的示例:```CREATE TRIGGER data_change_trigger AFTER INSERT, UPDATE, DELETE ON your_tableFOR EACH ROWBEGINDECLARE change_data VARCHAR(255);-- 将变化的数据拼接为字符串,按需发送到消息队列SET change_data = CONCAT('Data change on table ', TABLE_NAME, ': ', NEW.column1, NEW.column2);-- 将变化的数据发送到消息队列SELECT * FROM message_queue_table WHERE 1=0 INTO OUTFILE'/var/lib/mysql-files/message_queue.txt';LOAD DATA INFILE '/var/lib/mysql-files/message_queue.txt' INTO TABLE message_queue_table;-- 确保消息队列中只保留一定数量的数据,避免资源浪费DELETE FROM message_queue_table WHERE id < (SELECT MAX(id) - 100 FROM message_queue_table);END;```通过上述触发器的定义,当your_table表中的数据发生变化时(插入、更新或删除),触发器将捕获到这些变化,并将变化的数据拼接为字符串存储到消息队列表message_queue_table中。
主动数据库XXXXXXX摘要:传统的数据库系统已经不能适应当今的现代应用,近年来主动数据库的研究发展非常迅速,而且被应用到许多领域,如过程控制、网络管理、办公工作流控制等,主动数据库已经成为了数据库研究领域一个前沿的方向。
主动数据库除具有传统被动数据库所拥有的全部功能之外,还通过ECA规则拥有自主反应的特性,能有效地对数据完整性和一致性的进行自动维护,满足高级数据库和实时应用需求,提供主动服务的功能。
随着理论和技术的不断完善,这一计算机科学领域必将越来越成熟,其功能完善的产品随着技术的进步,也将会得到更加广泛的应用。
关键字:主动数据库;ECA规则;主动服务1.概论随着科学技术的不断发展和计算机应用范围的不断扩大,数据库在各种应用领域中起着越来越重要的作用,其应用从常见的状态监控、安全监控、故障监控,到军事或民用部门的协同工作以及各种MIS和决策支持系统[1]。
传统数据库在数据存储与检索等方面,已经为用户提供了各种很好的服务,但是传统的关系型数据库系统是被动的,只有通过用户或应用程序向数据库提交命令,才能完成数据的检索、创建、修改和删除等操作。
而现代应用中存在着大量的主动性需求,例如各种过程控制、网络管理、商务建模与应用、设计与管理、办公工作流控制等,经常要求数据库系统具有某种监视和报警功能,能够主动响应某些操作或外部事件,主动数据库能较好地满足这种主动服务的应用需求,它是现代数据库技术的一个崭新的发展分支,是现代数据库技术与人工智能技术相结合的产物,是目前数据库技术中一个正在发展的活跃领域[2]。
主动数据库是指在没有用户干预的情况下,能够主动地对系统内部或外部所产生的事件作出反应的数据库[3]。
它的主要设计思想是要用一种统一而方便的机制实现应用对主动性功能的需求,即系统能把各种主动服务功能与数据库系统集成在一起,以利于软件的模块化和软件重用,同时也增强了数据库系统的自我支持能力。
在功能结构上,一个主动数据库系统(ADBS)由一个传统数据库系统(DBS)和一个事件驱动的知识库(EB)和相应的事件监视器(EM)组成。
DBS 等同于一般数据库系统,用来存储数据和对数据进行维护和运用。
事件库EB是一组由事件驱动的知识的集合,每一项知识表示在相应的事件发生时,如何来主动地执行其中包含的由用户预先设定的动作。
EM是一个随时监控EB中的事件是否已经发生的探测模块,一旦探测到某事件已经发生时就主动地触发系统[4]。
主动数据库是相对于传统数据库的被动性而言的,主动数据库相对传统数据库有以下特点[5]:(1)具有ECA规则:在主动数据库中需要用户定义后描述规则,系统根据规则,实现主动机制。
(2)具实时性:当程序收到外部传来的信息时,能够马上对其进行实时处理。
(3)交互性:提供了更加方便灵活的人机交互接口。
(4)“快照”功能:把系统的一些瞬时状态能够自动地进行记录或者是输出,这种特性有助于日志的自动建立。
(5)对传统数据库功能的加强:“一致性”和“完整性”等约束的检查更加灵活,增强了多库间的同步和通信功能。
2.国内外发展现状2.1.主动数据库应用现状1976年Eswaran最早提出了触发器的概念,但一直到1983年,在第九届国际超大型数据库学术会议上才正式提出了主动数据库的概念,欧美一些国家开始对主动数据库进行了专门研究,当时称主动数据库为“带规则的数据库系统”。
当时的异常处理是一种能根据程序执行中异常情况的发生而能主动执行某些预先设定动作的编程措施,传统数据库系统中的完整性和一致性等约束的检查也可认为是主动进行的。
因此,在一些己有的系统中,已经存在了一些“主动性”,只是这些功能不够完善,事件是在系统设计时设定好的,用户无法根据自己的需求来进行设置。
到80年代末期至90年代,有关主动数据库研究成为数据库领域的热点问题[6]。
应用领域的需求和计算机技术的飞速发展推动着对数据库技术的研究,自提出主动数据库的概念以来,学者为研究使数据库具有主动服务的能力进行了大量探索,在关于主动数据库的多次国际会议中,一些研究小组提交了有关主动数据库技术的论文,相继构造了一些主动数据库系统的模型和原型[7]。
目前国内外有多个有关主动数据库的研究计划,著名的如HiPAC、Postgress、Sentinel、Chimera、Starburst、Ode、Ariel、NEOS等。
(1)HIPAC是威斯康星大学为它的一个面向对象数据库而开发的,具有“事件一条件一动作规则”和时间约束处理功能。
(2)Postgress是加州大学伯克利分校在一个关系型数据库管理系统的基础上扩充“条件一动作库”后形成的系统。
这种原型最早出现在1986年,经过几次设计更新,在1990年发布了使用新规则系统的新版本,增加了多存储管理器的支持,并且改进了查询执行器。
这种Postgress 模型加入了可自动触发的规则机制,支持ALWAYS、ONCE、NEVE三类规则,,后来在财务数据分析系统,一个喷气引擎性能监控软件包,一个小行星跟踪数据库,一个医疗信息数据库和一些地理信息系统等研究领域得到应用。
(3)Ode系统该系统由Bell实验室设计,采用面向对象语言,主动规则以约束和触发子的形式表达。
采用自动机检测复合事件。
(4)SAMOS系统由瑞士Zurich大学研制,建立在面向对象数据库环境之上,具有丰富的事件描述语言,首次提出将事件作为时间轴上的一个点,这对将事件拓展到时序空间提供了依据。
(5)Starburst系统是由IBM公司Almaden 研究中心研制的,该系统是在可扩充关系数据库管理系统中结合了面向集合的产生式规则。
采用集中式的规则体系,在系统内部存在着一个冲突协调器,当多个规则被触发时,依据一定的判定算法,来选择一定的顺序依次执行这些规则。
随着数据库的广泛应用,许多系统的设计开发与数据库的联系越来越紧密,数据库技术再给人们带来便利的同时,也体现出了传统数据库只能做“被动服务”的局限性,而实际应用中需要数据库的主动性服务,例如[8](1)实时监控功能:在仓库管理、仪器设备管理以及生产过程控制等,常常需要各种实时监控功能,包括状态、性能、功能、以及故障检测控制等等,这些实时监控需要系统能信息提供报警提示并主动做出必要的反应。
(2)方便而灵活的人一机交互接口为了使应用软件系统实现方便灵活的人一机交互功能,要求应用系统具有某种主动地发现外部接收设备发来的中断信号的能力。
(3)异常情况主动处理与自动恢复能力:当应用软件运行过程中出现异常情况时,理想的系统不仅有报警功能,而且应有主动处理乃至自动恢复的能力,以使系统具有一定的冗错功能。
(4)自适应和学习功能:应用系统能根据周围环境发生的变化主动地做出反应,这在军事上十分有用,例如带自动跟踪系统的精确制导导弹,能根据地形、天气、目标运动状态的变化和对方侦察设备的改变作出适当的调整,或者不被对方假目标所迷惑,需要系统具有良好的自适应和学习功能。
在传统的数据库管理系统中,除了能主动地做一些数据的一致性和完整性检查之外,不再有其他的主动性设施。
目前人们研究工作主要集中在主动数据库的实现模式和方法上,近年来,一些商品化的数据库管理系统,例如SQLServer、oraCle和Sybase等数据库系统,都陆续引进了主动处理的概念,随着人工智能技术的发展和面向对象设计的理念逐步深入,数据库的主动性功能正在各种应用中发挥越来越大的作用。
在国内,对主动数据库技术的研究起步较晚,将主动数据库技术应用于实际系统的也比较少,但是近年来由于技术的进步,已经将面向对象数据库和主动数据库技术结合运用在信息管理系统上,并且取得了很大的发展。
2.2.主动数据库技术研究现状2.2.1.主动数据库执行规则主动数据库的主动性主要是通过规则机制实现的,常采用事件驱动的ECA规则模型,即事件-条件-动作(Event-Condition-Action)规则。
每条规则指明“当什么事件发生时,在什么条件下执行什么动作”。
ECA规则预先嵌入数据库系统,由事件探测器负责检查这些规则是否已经发生。
一般形式可以表示为[9]:RULE<规则名>[(<参数>,…)]WHEN<事件表达式>IF<条件1>THEN<动作1>;………IF<条件n>THEN<动作n>;(n>=1)END-RULE[<规则名>]ECA规则由事件、条件、动作三部分组成.其中事件、条件、动作的描述如下:事件(Event)是引发规则执行的原因,事件有“简单事件”和“复合事件”两种,简单事件是事件定义的基本单位,表述的的是在任意时刻在系统内部或系统内部发生的事件。
复合事件以简单事件为基本单元,由简单事件或复合事件通过事件运算符来定义而成的,常见的事件运算符包括逻辑运算符(例如and、or、not、implies等)以及时序运算符(例如:sequence、first occurrence、5 second following 等);条件(Condition)是指规则被执行后要检查的内容,规定执行行动时数据库相关部分或外部环境处于何种状态,是判断数据库的状态是否达到执行主动动作的标准;动作(Action)是规则被触发且条件为“真”时要执行的动作,包括系统定义的动作、应用程序、数据检索修改更新、数据检索、事物的控制操作(提交或回滚)、调用的任意过程/方法等。
上述事件驱动的“事件-条件-动作”规则的语义是:当ECA规则规定的事件发生时,计算机就主动触发执行IF-THEN规则,即当条件满足时执行相应的动作,约束项规定执行规则动作的约束条件,并且接着逐个检查下一个IF-THEN规则,直到执行完为止.2.2.2主动数据库系统体系结构结合研究和实际系统开发中的经验,人们提出了用以实现主动数据库系统抽象模型的主动规则体系结构。
它的体系结构应该具有高度的模块性和灵活性,其主要部件如下:1事件监测器:确定规则所关心的事件是否发生。
原始事件由数据库或外部源提供,复合通报是指原始事件加上从历史记录中获得的已发生事件的信息。
2条件评估器:评估与被监测事件相关联的规则的条件部分。
3调度器:比较当前被触发规则与先前被触发规则,修改冲突集,触发被调度为立即处理的规则。
4查询执行器:执行数据库查询或者动作。
为了支持监视数据库的演化,要求不但能够访问数据库当前状态,而且也要能够访问数据库历史状态.以上每一部分的功能极大地依赖主动数据库所支持的知识模型和执行模型,也受主动数据库所在开发环境的影响。
当前,可确定两种主动数据库的范畴。
1层次型:在被动数据库的顶层部分,将主动功能部分作为它的一层来进行开发。
这种方法的优点是无需访问被动数据库的源代码,所产生的主动系统可以轻松的移植到不同的被动系统。