中級(jí)通信工程師考試數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段

1.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段是指從20世紀(jì)60年代后期以來(lái)。數(shù)據(jù)管理技術(shù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)階段的標(biāo)志是20世紀(jì)60年代末期的三件大事：
(1)1968年美國(guó)ffiM公司推出層次模型的IMS系統(tǒng)；
(2)1969年美國(guó)CODASYL組織發(fā)布了DBTG報(bào)告，提出網(wǎng)狀模型；
(3)1970年美國(guó)IBM公司的E.F.Codd連續(xù)發(fā)表論文，提出關(guān)系模型，奠定了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的理論基礎(chǔ)。
特別是20世紀(jì)70年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，要求用計(jì)算機(jī)管理的數(shù)據(jù)量急劇增長(zhǎng)，同時(shí)，多種應(yīng)用、多種語(yǔ)言互相覆蓋地共享數(shù)據(jù)集合的要求越來(lái)越強(qiáng)烈。一方面，計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展迅速，硬件價(jià)格大幅度下降，.出現(xiàn)了大容量磁盤(pán)等廉價(jià)的內(nèi)、外存儲(chǔ)設(shè)備；
另一方面，軟件價(jià)格上升，軟件成本增加。為了解決多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求，使數(shù)據(jù)為盡可能多的應(yīng)用服務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到迅速的發(fā)展。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)具有如下特點(diǎn)。
(1)采用特定的數(shù)據(jù)模型，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化是數(shù)據(jù)庫(kù)和文件系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。在文件系統(tǒng)中，相互獨(dú)立的文件的記錄內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的，通常采取的是等長(zhǎng)或變長(zhǎng)的記錄格式，但記錄之間沒(méi)有聯(lián)系，這種數(shù)據(jù)的獨(dú)立性只對(duì)一個(gè)應(yīng)用而言，仍有局限性，不適應(yīng)多用戶、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的需求。而數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)為用戶提供一個(gè)數(shù)據(jù)的抽象視圖，它能隱藏?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存取方法等細(xì)節(jié)，并通過(guò)數(shù)據(jù)模型作為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)抽象的主要工具，實(shí)現(xiàn)了整體數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化，它要求在描述數(shù)據(jù)時(shí)不僅要描述數(shù)據(jù)本身，還要描述數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。
(2)數(shù)據(jù)的獨(dú)立性高。
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)提供了3級(jí)數(shù)據(jù)抽象（視圖級(jí)抽象、概念級(jí)抽象和物理級(jí)抽象）能力和3種數(shù)據(jù)庫(kù)模式（外模式、模式和內(nèi)模式），實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的物理獨(dú)立性和邏輯獨(dú)立性。數(shù)據(jù)與程序的相互獨(dú)立，使得可以把數(shù)據(jù)的定義和描述從應(yīng)用程序中分離出去，而把數(shù)據(jù)的存取由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行管理，用戶在應(yīng)用程序中不用考慮存取路徑等細(xì)節(jié)，大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用程序的編制及應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)的維護(hù)和修改。
(3)數(shù)據(jù)的共享性好，數(shù)據(jù)冗余度低。
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)允許多個(gè)用戶或多個(gè)應(yīng)用程序同時(shí)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)中的相同數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)不再面向某個(gè)應(yīng)用，而是面向整個(gè)系統(tǒng)，從而支持了數(shù)據(jù)的共享，節(jié)省了存儲(chǔ)空間，大大減少了數(shù)據(jù)冗余，避免了數(shù)據(jù)之間的不相容性與不一致性。
(4)為用戶提供了方便的用戶接口。
用戶可以使用查詢語(yǔ)言（如SQL)或終端命令對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，也可以借助高級(jí)語(yǔ)言(如C語(yǔ)言、COBOL語(yǔ)言等）采用程序方式對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作。
　　(5)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)控制功能。
數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，而且管理的是有結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，因此在使用數(shù)據(jù)時(shí)可以有很靈活的方式。一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)一般都要支持很多應(yīng)用程序和用戶。不同的應(yīng)用程序和不同的用戶對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可能有不同的理解，對(duì)同一數(shù)據(jù)庫(kù)的每一種理解稱為這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)視圖。一個(gè)視圖可以是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)子集合，也可以是多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的子集按照某種方式構(gòu)成的虛擬數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)提供了定義、維護(hù)和操縱視圖的機(jī)制，使得多個(gè)用戶可以為他們的應(yīng)用定義、維護(hù)和使用自己的視圖。在短短的30多年里，它已從第一代的網(wǎng)狀、層次數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，第二代的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，發(fā)展到第三代以面向?qū)ο竽Ｐ蜑橹饕卣鞯臄?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能技術(shù)、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)等互相滲透，互相結(jié)合，成為當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展的主要特征。數(shù)據(jù)模型是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。因此，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展階段的劃分應(yīng)該以數(shù)據(jù)模型的進(jìn)展作為主要依據(jù)和標(biāo)志。{#page#}第一代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)--層次、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。代表是：
①1969年IBM公司研制的層次模型和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)IMS(InformationManagementSystem)；
②美國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)語(yǔ)言協(xié)會(huì)CODASYL下屬的數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)組DBTG于20世紀(jì)60年代末70年代初提出基于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的方法，它是數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)狀模型的典型代表。
第二代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)--關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。1970年，IBM公司SanJose研究室的研究員E.F.codd發(fā)表了“大型共享數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的關(guān)系模型”論文，提出了數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)系模型，開(kāi)創(chuàng)了數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系方法和關(guān)系數(shù)據(jù)理論的研究，為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)奠定了理論基礎(chǔ)。其典型代表:
①I(mǎi)BMSanJose實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的SystemR;
②Berkeley加利福尼亞大學(xué)研制的INGRES。
第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。從20世紀(jì)80年代以來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在商業(yè)領(lǐng)域的巨大成功刺激了其他領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)需求的迅速增長(zhǎng)，但傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性難以滿足新應(yīng)用的需求。
傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的局限性主要表現(xiàn)在以下幾方面。
①面向機(jī)器的語(yǔ)法數(shù)據(jù)模型。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中采用的數(shù)據(jù)模型強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的高度結(jié)構(gòu)化，只能存儲(chǔ)離散的數(shù)據(jù)和有限的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，語(yǔ)義表示能力差。它無(wú)法表示客觀世界中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、相互聯(lián)系的語(yǔ)義也十分復(fù)雜的對(duì)象，從而限制了數(shù)據(jù)庫(kù)處理文本、超文本、圖形、圖像、CAD圖件、聲音等多種復(fù)雜對(duì)象及工程、地理、測(cè)繪等領(lǐng)域中的非格式化、非經(jīng)典數(shù)據(jù)的能力。
②數(shù)據(jù)類型簡(jiǎn)單、固定。
③結(jié)構(gòu)與行為完全分離。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)主關(guān)心數(shù)要據(jù)的獨(dú)立性及存取數(shù)據(jù)的效率，是語(yǔ)法數(shù)據(jù)庫(kù)，語(yǔ)義表達(dá)能力差，難以抽象化地去模擬行為。對(duì)象的結(jié)構(gòu)表示可映射到數(shù)據(jù)庫(kù)模式,對(duì)象的行為特征最多只能由應(yīng)用程序來(lái)表示。
④阻抗失配。它主要是指關(guān)系系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)操縱語(yǔ)言和通用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之間的失配。
⑤被動(dòng)響應(yīng)。僅能響應(yīng)和重做用戶要求它們做的事情。
⑥存儲(chǔ)、管理的對(duì)象有限。僅能存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)，缺乏知識(shí)管理和對(duì)象管理的能力。
⑦事務(wù)處理能力較差。僅能支持非嵌套事務(wù)，對(duì)長(zhǎng)事務(wù)的響應(yīng)較慢，且在事務(wù)發(fā)生故障時(shí)恢復(fù)比較困難。
有鑒于此，數(shù)據(jù)庫(kù)研究人員積極投入對(duì)第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的研究。
經(jīng)過(guò)大量的研究和討論，達(dá)成共識(shí)，第三代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的基本特征為：
①支持?jǐn)?shù)據(jù)管理、對(duì)象管理和知識(shí)管理；
②必須保持或繼承第二代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的技術(shù)；
③必須對(duì)其他系統(tǒng)開(kāi)放（其開(kāi)放性表現(xiàn)在支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，系統(tǒng)具有良好的可移植性、可連接性、可擴(kuò)展性和可互操作性)；
④數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合（如分布式數(shù)據(jù)庫(kù)與分布處理技術(shù)相結(jié)合，并行數(shù)據(jù)庫(kù)與并行處理相結(jié)合，多媒體數(shù)據(jù)庫(kù)與多媒體技術(shù)相結(jié)合等)。

返回目錄：通信工程師考試科目綜合能力計(jì)算機(jī)應(yīng)用

編輯推薦通信工程師考前試題練習(xí)：

通信工程師電源設(shè)備使用維護(hù)手冊(cè)多選題匯總

通信工程師考試綜合能力電信職業(yè)道德

通信工程師考試綜合能力法律法規(guī)匯總

通信工程師綜合能力現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)教程匯總