發(fā)展展望(數(shù)據(jù)庫)

時(shí)間：2022-12-12 12:30:02 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-12-12 12:30:02 來源：信息時(shí)代

    發(fā)展展望 : 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是十分活躍的研究領(lǐng)域,每年都有數(shù)以千計(jì)的學(xué)術(shù)論文在學(xué)術(shù)會(huì)議或?qū)W術(shù)刊物上發(fā)表,每隔幾年就會(huì)出現(xiàn)新的研究方向,并取得新的研究成果或提出新的解決方案,然后轉(zhuǎn)換為新的產(chǎn)品并投放市場。
豐富的數(shù)據(jù)、應(yīng)用的需求、計(jì)算機(jī)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展是推動(dòng)數(shù)據(jù)庫發(fā)展的主要?jiǎng)恿?。隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件技術(shù)的進(jìn)步、Internet和Web技術(shù)的發(fā)展,需要利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理的數(shù)據(jù)對象產(chǎn)生了巨大的變化,數(shù)據(jù)種類越來越多、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜、數(shù)據(jù)量劇增、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,可以說數(shù)據(jù)無處不在、數(shù)據(jù)管理無處不需,它為數(shù)據(jù)庫技術(shù)帶來了新的需求、新的挑戰(zhàn)和新的發(fā)展機(jī)遇。
Internet、Web、科學(xué)研究、數(shù)字圖書館、電子商務(wù)等已經(jīng)成為數(shù)據(jù)和信息處理需求的重要來源。隨著Internet的廣泛應(yīng)用,金融機(jī)構(gòu)、電信部門和各種企業(yè)越來越依賴網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)來處理、交換和傳輸關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù); 另一個(gè)重要的數(shù)據(jù)來源是自然科學(xué),特別是物理學(xué)、生物學(xué)、生命科學(xué)、保健科學(xué)和工程學(xué),這些領(lǐng)域產(chǎn)生了大量復(fù)雜的科學(xué)數(shù)據(jù); 還有傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和應(yīng)用,大量物體通過微型傳感器實(shí)時(shí)地、連續(xù)地產(chǎn)生大量狀態(tài)數(shù)據(jù),如物體的位置、溫度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)等,采集這些信息,可以用來探測和監(jiān)控這些物體,因此,傳感器網(wǎng)絡(luò)成為又一個(gè)新的數(shù)據(jù)來源。
數(shù)據(jù)種類越來越多。數(shù)字類型和字符串?dāng)?shù)據(jù)類型是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理的主要數(shù)據(jù)對象。現(xiàn)在,圖形、圖像數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)、音頻數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、動(dòng)畫、多媒體文檔、數(shù)據(jù)倉庫中的Cube類型數(shù)據(jù)、多維數(shù)據(jù)、Web上的HTML、XML數(shù)據(jù)、時(shí)間序列數(shù)據(jù)、流數(shù)據(jù)、過程或行為數(shù)據(jù)等都已經(jīng)成為數(shù)據(jù)庫要管理的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜。新的數(shù)據(jù)類型一般都具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),可以是半結(jié)構(gòu)的或無結(jié)構(gòu)的,或者是沒有清晰結(jié)構(gòu)的。對復(fù)雜數(shù)據(jù)的建模比傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)要困難和復(fù)雜得多。因此,對它們的數(shù)據(jù)操作、存儲(chǔ)策略、存取方法和服務(wù)質(zhì)量也隨之復(fù)雜得多。
數(shù)據(jù)量越來越巨大。數(shù)據(jù)采集和數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展,使得今天人們可以獲得的數(shù)據(jù)量正在以TB(tera bytes,10¹²⁾和PB(peta bytes,10¹⁵⁾數(shù)量級增長。
數(shù)據(jù)的巨大變化給數(shù)據(jù)管理技術(shù)提出了一系列挑戰(zhàn)性問題。如DBMS的架構(gòu)問題,是在傳統(tǒng)的DBMS中增加對復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的存儲(chǔ)和處理功能,還是應(yīng)該重新思考DBMS基本架構(gòu),它是當(dāng)前數(shù)據(jù)庫界面臨的重要問題。還有對復(fù)雜數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)查詢和檢索及服務(wù)質(zhì)量問題,對海量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理和使用問題等。這些問題不僅涉及數(shù)據(jù)庫技術(shù),而且涉及網(wǎng)絡(luò)、多媒體、人機(jī)交互、全文檢索、海量存儲(chǔ)技術(shù)等眾多領(lǐng)域,數(shù)據(jù)庫的研究和發(fā)展需要多學(xué)科的交叉和融合。
數(shù)據(jù)庫應(yīng)用領(lǐng)域也在發(fā)生巨大變化,呈現(xiàn)了多元化的明顯特點(diǎn),無處不在的數(shù)據(jù)管理需求使得數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用無處不在。20世紀(jì)80年代以后,出現(xiàn)了一大批新的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,如工程設(shè)計(jì)與制造、辦公自動(dòng)化、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)管理、科學(xué)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)管理、多媒體數(shù)據(jù)管理等。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用從聯(lián)機(jī)事務(wù)處理擴(kuò)展到聯(lián)機(jī)分析處理,數(shù)據(jù)倉庫、OLAP分析、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)為企業(yè)商務(wù)智能高層決策應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的支持。數(shù)字圖書館、工作流管理也成為數(shù)據(jù)庫的重要應(yīng)用領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代以后,最主要的應(yīng)用領(lǐng)域要數(shù)Internet、Web。這是一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用環(huán)境,向數(shù)據(jù)庫提出了前所未有的應(yīng)用需求,電子商務(wù)、電子政務(wù)、Web醫(yī)院、Web信息管理、Web信息檢索、遠(yuǎn)程教育等一大批新一代數(shù)據(jù)庫應(yīng)用應(yīng)運(yùn)而生。在Internet應(yīng)用環(huán)境下,所有應(yīng)用已經(jīng)從企業(yè)內(nèi)部擴(kuò)展為跨企業(yè)間的應(yīng)用。在最成熟的傳統(tǒng)事務(wù)處理應(yīng)用領(lǐng)域,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用也已經(jīng)從封閉的企業(yè)或部門內(nèi)部的處理方式發(fā)展為以網(wǎng)絡(luò)和Internet為基礎(chǔ),跨部門、跨行業(yè)開放的處理方式,需要DBMS對信息安全和信息集成提供更有力的保障和支持。在應(yīng)用領(lǐng)域,Internet是當(dāng)前最主要的驅(qū)動(dòng)力。Internet的飛速發(fā)展,Web迅速成為全球性的分布式計(jì)算環(huán)境,Web上有極其豐富的數(shù)據(jù)資源。如何獲取Web上的有用數(shù)據(jù)并加以綜合利用,成為一個(gè)廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域。
另一個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域是科學(xué)研究領(lǐng)域。這些研究領(lǐng)域產(chǎn)生大量復(fù)雜的數(shù)據(jù),需要比目前數(shù)據(jù)庫技術(shù)和產(chǎn)品提供更高級的支持。同時(shí),它們也需要信息集成機(jī)制,需要對那些在數(shù)據(jù)分析和對順序數(shù)據(jù)的處理過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,需要和全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)網(wǎng)格進(jìn)行集成。
數(shù)據(jù)庫應(yīng)用不再限于機(jī)構(gòu)內(nèi)部的商務(wù)邏輯管理,而是面向開放的和有更多其他要求的應(yīng)用環(huán)境。分布自治(distributed autonomy)的計(jì)算環(huán)境、移動(dòng)環(huán)境、實(shí)時(shí)處理要求、隱私保護(hù)等成為數(shù)據(jù)庫的研究題目。新一代應(yīng)用提出的挑戰(zhàn)極大地激發(fā)了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究和開發(fā)者,使數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究和開發(fā)不斷深入、不斷擴(kuò)大。
源源不斷的應(yīng)用需求永遠(yuǎn)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)最重要的發(fā)展動(dòng)力。
另一個(gè)推動(dòng)數(shù)據(jù)庫研究發(fā)展的動(dòng)力是計(jì)算機(jī)硬件和相關(guān)技術(shù)的成熟。計(jì)算機(jī)硬件的發(fā)展,磁盤和內(nèi)存容量變得越來越大,成本卻變得越來越便宜,訪問時(shí)間和網(wǎng)絡(luò)帶寬也得到了改善,CPU將會(huì)越來越快,處理器高速緩存(cache)有了爆炸性增長,并且增加了層次,數(shù)百TB的數(shù)據(jù)庫不久將會(huì)擁有數(shù)個(gè)TB的內(nèi)存緩沖池。除了太大的數(shù)據(jù)庫表之外,其他信息都可駐留在內(nèi)存。這些技術(shù)將使得當(dāng)前數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)假定失效,這些變化使得傳統(tǒng)的DBMS技術(shù)也面臨巨大挑戰(zhàn),數(shù)據(jù)模型、存取方法、查詢算法、并發(fā)控制、恢復(fù)、查詢語言及用戶操作界面等課題,雖然過去都有了較充分的研究,然而計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的發(fā)展在改變著規(guī)則,要求人們對傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)管理和查詢處理算法重新加以評估,數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法需要在新的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)下重新研究設(shè)計(jì),DBMS要充分利用硬件的進(jìn)步。
相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展和成熟。OLAP和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)已成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的重要組成部分;Web搜索引擎使得信息檢索成了不可缺少的應(yīng)用,這個(gè)檢索技術(shù)也需要與經(jīng)典的數(shù)據(jù)庫搜索技術(shù)結(jié)合; 許多人工智能的研究領(lǐng)域,也產(chǎn)生了能夠與數(shù)據(jù)庫技術(shù)結(jié)合的技術(shù),這些技術(shù)使我們能夠處理語音、自然語言、不確定性推理、機(jī)器學(xué)習(xí)等問題。
數(shù)據(jù)庫學(xué)科發(fā)展會(huì)以數(shù)據(jù)庫技術(shù)與其他相關(guān)新技術(shù)的結(jié)合,呈現(xiàn)多學(xué)科交叉及融合的趨勢。綜觀數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究,其新的熱點(diǎn)將會(huì)不斷涌現(xiàn)。