数据库系统的未来发展趋势

来源:用户上传      作者: 张明

　　摘要：现代计算机技术日新月异，本文针对数据库系统，进行未来发展趋势分析。对已成熟技术进行剖析，根据未来社会的需要，探讨数据库系统的发展方向，为从事相关事业的人员提供数据依据。
　　关键词：数据库系统；自适应；高效高速
　　
　　随着技术的进步，对数据处理的要求也越来越多、越来越高。它不再像过去那样只是对数据的直接的使用，像普通的查询、加减乘除和简单统计等等。现在很重要的应用，就是把数据里面蕴含着的很多有价值的东西拿出来，就是所谓的数据挖掘。现在，各种媒体的数据都可以数字化后进人计算机。例如，扫描的图像，各种装置和设备直接采集的数字化的内容有照片、电视节目、电影、音乐、报纸、书、杂志等等，为了有所区别，不妨把它称之为“后键盘”时代。“后键盘”时代的上述变化对数据库领域所产生的影响是多方位的，也是根本性的，关系数据库已经无法胜任这种变化了的应用需求，可以说它使数据库技术的发展面临一个新的分水岭，必须寻求新的解决办法。
　　一、数据库管理系统（DBMS）的自适应管理
　　随着RDBMS复杂性增强以及新功能的增加，使对数据库管理人员的技术需求和熟练数据库管理人员的薪水支付都在大幅度增长，导致企业人力成本支出也在迅速增加。随着关系数据库规模和复杂性的增加，系统调整和管理的复杂性相应增加。基于上述原因，数据库系统自调优和自管理工具的需求增加，对数据库自调优和自管理的研究也逐渐成为热点。
　　这类项目至少包含两个部分。首先，目前的DBMS有大量“调节按钮”，这允许专家从可操作的系统上获得最佳的性能。通常，生产商要花费巨大的代价来完成这些调优。
　　这就是所谓的数据库调优技术。它其实给数据库系统的用户带来极大的负担和成本开销，而且DBMS的调优工作并不是仅依靠使用者的能力就能完成的。其实，把基于规则的系统和可调控的数据库联系起来是可以实现数据库自动调优的。目前，广大的用户其实已经在数据库调优方面积累了大量的经验，诸如：动态资源分配、物理结构选择以及某种程度上的视图实例化等。人们认为，数据库系统的最终目标是“没有可调部分”，即所有的调整均由DBMS自动完成。它可以依据缺省的规则，如响应时间和吞吐率的相对重要性做出选择：也可以依据用户的需要制定规则。因此，建立能够清楚地描述用户行为和工作负载的更完善的模型是这一领域取得进展的先决条件。除了不需要手工调整，DBMS还需要一种能力以发现系统组件内部及组件之间的故障，辨别数据冲突，侦查应用失败，并且做出相应的处理。这些能力要求DBMS具有更强的适应性。
　　学术界与工业界都在努力，有的数据库厂商已将部分研究成果转化到产品中去。相信达到实质意义上的“无可调部分”，开发出无须DBA的DBMS是可能的。
　　二、复杂化的发展趋势
　　当数据管理所带来的挑战日益增加时，信息的重要性就被提升到前所未有的高度。各种形式的信息--数据库、电子数据表、文档管理系统、文本文件、网页、图表和图像--都成为院校管理资料。因此，对数据库和其他各种来源的数据进行管理的需求，以及为不同级别用户提供更便捷的方式访问这些数据的需求都在日益增加。
　　数据库技术在向复杂化的趋势发展，对相应的管理系统提出了更高的要求。
　　（1）提高载入和检索速度。研究具有更快的载入和检索速度的存储方法仍将打头阵。快速数据访问研究包括新型索引（例如，能够迅速适应新数据类型的通用索引结构）。采用多维聚簇加速访问多维数据。IBM不断研发不同的存储方案以增加数据聚簇速度并加强对大对象的控制能力。
　　（2）对大量数据的高效查询。解决海量业务数据高效处理和复杂查询的工作也正在进行中。例如，IBM Almaden研究中心开发了一种新方法，它通过采样获得数据的随机子集并根据该样本估计或外推解答，使系统能够更快地为复杂查询提供近似解答。该技术已应用在DB2 UDB v.8.1测试基础版中。采样将以更快的速度获得更好的统计信息，帮助优化和不同的设计顾问。此外，为提高带有大量子查询和复杂操作内容（例如和外部关联和反关联）的查询性能所做的相关改进工作也在进行中，有望在某些类型的查询上取得重大飞跃。
　　（3）数据管理和Web服务。数据库早已成为Web服务供应商，通过Web服务接口应答请求。不久它也将成为Web服务的消费者。也就是说，在查询过程中，它能够调用Web服务以返回所需信息。例如，在一次单步查询中，用户可以查找一个包含本地储存状况描述、首选供应商（从不同的本地列表）、可用性及价格信息的零件（通过Web服务发出向供应商的请求并返回当前信息）。目前，你不得不通过用户定义的函数在SQL语句中明确地调用Web服务，照此发展，你甚至可以将Web服务视为列表的别名从而能够透明地访问。应用开发和部署工具将随技术而发展。
　　（4）XML支持。数据及处理集成的基础即是对XML的稳定性支持，包括支持XML作为基本的数据类型。目前，通过对SQL语言（SQL/XML）的标准化扩展，可以将关系数据以XML文件的形式返回。由此，可将数据以电子商务业务中数据交换所需的类型返回，所交换的文档可在RDBMS中安全储存。
　　（5）双语数据库。尽管XML显然将成为电子商务数据交换的标准，关系数据库并不会从此消失。仅支持XML的数据库并不能代替无处不在的关系系统，一部分原因是将全部数据进行转换所需的费用，另一部分原因是比XML数据库更为成熟的关系技术的出现。相反，未来的数据库能够为XML提供全面的关系能力和真正的本地支持。它们将在引擎中构建支持XML的存储管理和检索工具，而且既可使用XML语言查询即XQuery又可使用 SQL。这种双语数据库可使用户按需要同时利用关系和XML的优势，以实施其最佳应用。
　　未来的数据管理系统将更快更强大。通过开放协议、Web服务、网络（计算）和XML，它们能够对多个异构资源进行集成数据并通过应用和数据库交互。它们将成为自我管理、自我协调、高度自主的系统。

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