数据库技术的几种前沿
数据库安全性的前沿技术和趋势

数据库安全性的前沿技术和趋势数据库在各个行业和领域中起着重要的作用,承载着重要的数据和信息。
然而,随着信息技术的迅速发展和互联网的普及,数据库面临着越来越多的安全威胁和挑战。
为了保护数据库中的数据免受未授权访问、数据泄漏和恶意攻击等威胁,数据库安全性的前沿技术和趋势应运而生。
1. 数据加密技术数据加密是数据库保护的基础,通过对数据进行加密,可以确保即使数据库被攻击或数据泄漏,黑客也无法获取到有效的信息。
传统的数据库加密方式通常只对整个数据库进行加密,而现在的前沿技术则能够对数据进行细粒度的加密。
这意味着可以根据需要对数据库中的不同数据进行差异化的加密,提高数据的安全性。
2. 数据脱敏技术在某些场景下,需要使用真实的数据库进行开发、测试和培训等操作,但这也暴露了敏感数据的风险。
数据脱敏技术可以对数据库中的敏感数据进行脱敏处理,保护用户隐私。
脱敏技术分为多个级别,从完全脱敏到部分脱敏,根据需求进行灵活选择,以平衡数据的可用性和安全性。
3. 高级身份认证和访问控制传统的用户名和密码身份认证方式不再足够安全,因此数据库安全性的前沿技术趋势之一是采用更高级的身份认证和访问控制方法。
这包括多因素身份认证、双因素身份认证、生物特征识别等技术。
这些技术强化了数据库的防护层级,减少了未授权访问的风险。
4. 审计和日志监控审计和日志监控是保证数据库安全性的重要手段。
通过对数据库的操作进行日志记录和监控,可以发现异常行为和潜在的威胁,并及时采取措施进行应对。
现代数据库安全技术通过高级算法和分析技术,能够自动检测并标记可疑行为,提醒管理员进行相关的操作。
5. 云安全技术随着云计算的普及,越来越多的数据库正在转向云环境中进行部署和管理。
而云数据库的安全性一直是人们关注的焦点。
云安全技术包括数据加密、身份认证和访问控制、虚拟专用网络(VPN)等,可以有效保护云数据库中的数据安全。
6. 人工智能技术人工智能技术在数据库安全领域也发挥着越来越重要的作用。
谈数据库及数据库技术

之外,并能为多个用户所共享的数据集合. 随着信息供需关系的变化和信息 技术的发展,引起了 世界范围内科技情报体系和工作模式的改变,继而促成 这种以建立数据库为中心的信息软件服务业的诞生。到目 前为止,数据库的 发展可以划分为三个阶段: 5 、6 年代,随着计算机的商品化极其推广应 0 0 用, 在传统的文献工作中开始出 现了数据库的概念和技术: 7 年代以 0 后,非 书目 数据库日益受到关注,各种指南和参考性数值数据库相继问世,全文数 据库开始出现并日 渐增多处理脱机检索方式逐渐向 联机检索方式转化: 8 年 0 代以 来,全世界的数据库产业迅猛发展,竞争日 益激烈, 许多国家都拥有了 自主发展的数据库,数据库己 成为现代信息社会的重要支柱。 二、几种橄据库技术 (一) 井行数据库技术。并行数据库技术包括对数据库的分布管理和 并行查询. 它通过将一个数据库任务分割成多个子任务的方法由多个处理机 协同完成这项任务,从而极大地提高了事务处理能力,并且通过数据分布可
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谈数据库及数据库 技术
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〔 要]对数据库的发展进行了简要的介绍, 摘 对目前的数据库新技术作比较系统的总结,并且展望数据库的发展趋势。
(二) 网 支 甲 文 句 a le 1 网 数 库 品 推出 格 持。 骨 公 o c r g 0 格 据 产 的 将网
面向对象数据库就是在一般传统数据库基础上增加了对对象的管理能力, 对象的基本特性有: 对象标识、封装性、继承性。这些优点大大提高了系 统的开发速度,方便了系统的维护,因而受到了广泛的欢迎,引起了研究 o D 的热潮,甚至有人预言,数据库的 S B 未来将是面向对象的时代。但是, 面向对象数据库还只是一种新兴的技术,它的数据模型缺乏数学理论基 础,它的语言缺乏形式化基础,因此有待于进一步的深入研究。 ( 六) 数据挖掘与数据仓库。数据挖掘是一种决策支持过程,它主要 基于人工智能、机器学习、统计学技术,高度自 动化地分析企业原有的数 据,做出归纳性的推理,从中挖掘潜在模式,预测客户的行为,帮助企业 的决策者调整市场策略,减少风险,做出正确的决策。随着公司数据库的 猛增,特别是数据仓库的出现,原有的数据库工具已无法满足用户的需 求,用户不仅需要一般的查询和报表工具,更需要的是那些能够帮助他们 从浩如烟海的数据中提取出高质量信息 (预测性) 的工具,数据挖掘的出 现和发展下符合了这一潮流。数据挖掘是当前数据库和信息决策领域的最 前沿研究方向之一。 三、橄据库的盆屁趁势 ( 一) 对X 陇的支持。所谓泛数据就是指包含了文档、电子邮件等各 种类型的数据,这些数据通常都不是以行和列的格式存在的,不像关系数 据那样是严格的结构化数据,因此对这类数据的存储管理以及快速高效的 查询是对传统关系型数据库的挑战. 目 前嫩L标准日 益成熟, 并很快成为各 种复杂的异构数据交换的核心技术和未来数据定义的标准格式,因此整合 翔L、对象数据、多媒体数据,将所有数据类型放在一个平台上将是传统的 关系数据库发展的一大趋势。
信息技术行业的技术前沿进展

信息技术行业的技术前沿进展信息技术行业是一个快速发展的领域,新技术不断涌现,推动着整个行业的进步本文章将详细介绍信息技术行业的技术前沿进展,包括、大数据、云计算、物联网、区块链等领域的最新发展动态1.()是近年来备受关注的热门话题,其在信息技术行业中的应用日益广泛技术的核心包括机器学习、深度学习、自然语言处理等目前,在图像识别、语音识别、智能客服、医疗诊断等领域取得了显著的成果同时,技术也在不断突破,如-3等大型预训练模型的出现,使得具备更强的自然语言理解和生成能力2. 大数据大数据技术是指在海量数据中发现有价值信息的一系列技术随着互联网的普及和物联网的发展,数据量呈现出爆炸式增长,大数据技术的重要性日益凸显目前,大数据技术在金融、电商、广告、医疗等领域得到了广泛应用,如风险控制、用户画像、疾病预测等此外,大数据技术也在不断演进,如实时数据处理技术、分布式计算框架等3. 云计算云计算是一种基于互联网的计算模式,通过提供共享计算资源,为企业和个人提供便捷、高效的服务近年来,云计算技术取得了长足的进步,如虚拟化技术、容器技术、微服务架构等目前,云计算已经从IaaS、PaaS发展到SaaS阶段,越来越多的企业将其业务部署在云端同时,边缘计算等新兴技术也在逐渐融入云计算,为行业带来新的机遇4. 物联网物联网(IoT)是指将物体通过网络连接起来,实现智能化管理和控制的技术物联网技术在智能家居、智能交通、智能工厂等领域得到了广泛应用目前,物联网技术的发展主要集中在传感器技术、网络通信技术、数据分析等方面未来,随着5G等新一代通信技术的发展,物联网将实现更广泛的应用5. 区块链区块链技术是一种去中心化的分布式数据库技术,以其安全、透明、不可篡改等特点,在金融、供应链、版权保护等领域取得了显著的成果目前,区块链技术的发展主要集中在底层架构、共识算法、跨链技术等方面随着区块链技术的不断成熟,相信在未来会有更多的应用场景出现信息技术行业的技术前沿进展涵盖了、大数据、云计算、物联网、区块链等多个领域这些技术的发展不仅为各行各业带来了新的机遇,也推动了整个社会的进步随着科技的不断创新,我们有理由相信,未来信息技术行业将会有更多的突破和发展信息技术行业作为引领科技创新的重要领域,不断推动着社会发展和经济增长本文将重点探讨信息技术行业的技术前沿进展,包括5G通信、边缘计算、量子计算、生物信息学、网络安全等领域的最新发展动态1. 5G通信第五代移动通信技术(5G)是当前信息技术行业的焦点之一5G通信技术具有更高的数据传输速率、更低的时延和更广泛的覆盖范围随着5G技术的不断成熟和推广,将极大地推动移动互联网、物联网、智能家居等领域的发展5G技术在工业互联网、远程医疗、自动驾驶等领域的应用也将产生巨大的经济和社会价值2. 边缘计算边缘计算是一种分布式计算框架,将数据处理和分析推向网络边缘,更靠近数据源边缘计算可以有效减少数据传输延迟,提高数据处理速度,适用于需要实时数据分析和处理的场景目前,边缘计算在智能家居、智能交通、智能工厂等领域得到了广泛应用随着5G技术的发展,边缘计算将发挥更大的作用,进一步推动信息技术行业的发展3. 量子计算量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式,具有极高的计算速度和能力量子计算机利用量子比特进行计算,能够同时表示0和1的状态,从而实现海量并行计算量子计算在密码学、药物研发、材料科学等领域具有广泛的应用前景目前,量子计算技术仍处于研发阶段,但随着科研进展和技术突破,相信未来会有更多的实际应用4. 生物信息学生物信息学是将计算机科学、数学和生物学等多个学科领域相结合的一门新兴学科生物信息学主要研究生物大数据的收集、存储、分析和解释近年来,生物信息学在基因组学、蛋白质组学、代谢组学等领域取得了显著的成果,为疾病诊断、药物研发等领域提供了新的方法和手段随着生物信息学技术的不断进步,相信未来将会有更多的生物医学突破5. 网络安全网络安全是信息技术行业中不可或缺的一部分随着网络攻击和黑客行为日益猖獗,网络安全的重要性日益凸显目前,网络安全技术主要包括加密技术、入侵检测系统、防火墙等随着、大数据等技术的发展,网络安全领域也在不断创新,如利用进行异常检测、利用大数据进行分析安全威胁等网络安全技术的发展将有力保护个人隐私和企业信息安全信息技术行业的技术前沿进展涵盖了5G通信、边缘计算、量子计算、生物信息学、网络安全等多个领域这些技术的发展不仅为各行各业带来了新的机遇,也推动了整个社会的进步随着科技的不断创新,我们有理由相信,未来信息技术行业将会有更多的突破和发展应用场合•应用场合:–智能客服:提供高效、精准的客户服务–医疗诊断:辅助医生进行疾病诊断和治疗方案推荐–自动驾驶:实现车辆的智能驾驶和决策–金融科技:风险控制、欺诈检测、智能投资等•注意事项:–数据隐私:保护用户数据不被滥用–透明度和可解释性:确保模型的决策过程可理解大数据•应用场合:–电商推荐系统:根据用户行为和偏好提供个性化商品推荐–广告投放:精准定位目标用户,提高广告效果–金融风险控制:通过分析历史数据,预测和防范风险–医疗健康:通过分析患者数据,提供个性化治疗方案•注意事项:–数据安全:确保大规模数据的安全存储和传输–数据隐私:遵守相关法律法规,保护个人隐私云计算•应用场合:–企业数据中心:提供弹性、可扩展的计算和存储资源–软件即服务(SaaS):为企业提供在线服务和应用–数据分析和处理:利用云资源进行大规模数据处理–灾难恢复:实现数据和应用的备份和恢复•注意事项:–服务稳定性:选择可靠的服务提供商,确保服务的连续性和稳定性–数据安全:加密数据,防止数据泄露物联网•应用场合:–智能家居:远程控制家用电器,提高生活质量–智能交通:实现车辆追踪、交通流量监测等功能–工业自动化:提高生产效率,减少人工成本–环境监测:实时监测空气质量、温度等环境参数•注意事项:–设备安全:确保物联网设备的固件更新和安全防护–数据隐私:保护用户在使用物联网设备时的个人隐私区块链•应用场合:–金融服务:实现安全的数字资产交易和跨境支付–供应链管理:追踪产品来源和交易过程,提高透明度–版权保护:利用区块链技术保护知识产权–身份认证:提供安全、去中心化的身份认证服务•注意事项:–能源消耗:区块链网络的挖矿活动消耗大量能源–法律法规:在法律法规框架内应用区块链技术5G通信•应用场合:–移动互联网:提供更快速、更稳定的移动互联网服务–物联网:支持大规模物联网设备的数据传输–远程医疗:实现高清视频通话和医疗数据的实时传输–自动驾驶:提供低时延的车辆通信和数据传输•注意事项:–网络覆盖:确保5G网络的广泛覆盖和稳定性–设备兼容性:考虑不同设备对5G网络的兼容性边缘计算•应用场合:–智能城市:实现实时交通管理和公共安全–智能医疗:提供实时数据分析和诊断支持–智能零售:实现个性化推荐和库存管理–工业互联网:提高生产效率和设备维护•注意事项:–资源管理:合理分配边缘计算资源,确保效率和成本平衡–数据隐私:在边缘计算过程中保护用户数据隐私生物信息学•应用场合:–药物研发:分析大规模基因数据,加速新药发现–个性化医疗:根据患者基因组提供个性化治疗方案–疾病预防:通过基因检测预测疾病风险,实现早期干预–学术研究:促进生命科学领域的研究和创新•注意事项:–数据共享:在保护个人隐私的前提下,促进生物医学数据的共享–伦理问题:在研究和应用过程中遵守伦理原则网络安全•应用场合:–企业防护:保护企业内部网络不受外部攻击–电子商务:确保在线交易的安全性–个人设备:保护个人电脑、手机等设备免受病毒和恶意软件侵害–关键基础设施:维护电力、交通等关键基础设施的安全运行•注意事项:–定期更新:及时更新系统和软件,修补安全漏洞–安全意识:提高用户的安全意识,预防社会工程学攻击。
数据科学的前沿技术

数据科学的前沿技术数据科学是一门涉及数学、统计学和计算机科学的综合性学科,以数据为基础,采用科学的方法进行数据分析和解释。
数据科学的应用领域广泛,包括金融、医疗、物流、人力资源等多个领域。
随着科学技术的不断进步,数据科学的相关技术也在不断发展。
本文将介绍数据科学的前沿技术。
一、机器学习机器学习(Machine Learning,简称ML)是一种基于数据的算法,主要以计算机程序为学习对象,通过对大量数据进行不断学习和预测,来达到模拟人类思维能力的目的。
机器学习的主要应用包括推荐系统、自然语言处理、图像识别等。
机器学习在现代科技领域中有着广泛的应用,例如智能家居、智能手表、语音助手等。
二、自然语言处理自然语言处理(Natural Language Processing,简称NLP)指的是将人类语言转化为计算机可以理解的形式,并对计算机进行相关处理。
自然语言处理的任务包括文本分类、情感分析、语言翻译等。
自然语言处理在人工智能领域中具有很大的应用前景。
三、深度学习深度学习(Deep Learning)是机器学习的一个分支,其主要核心是人工神经网络。
深度学习的主要目标是通过人工神经网络的连接方式来模拟人类大脑的神经元之间的关系。
由于深度学习具有较高的特征提取能力和自适应能力,因此在图像识别、语音识别等领域有广泛的应用。
四、大数据技术大数据技术(Big Data)是指处理大规模数据的技术,其主要方法包括数据存储、数据分析、数据挖掘等。
大数据技术应用广泛,例如电商平台对用户行为的分析、企业对销售数据的分析等。
五、区块链技术区块链技术(Blockchain)是一个去中心化的分布式数据库,其主要特点是链式数据存储和不可篡改性。
区块链技术在金融、医疗等领域有着广泛的应用,例如数字货币、身份验证等。
六、云计算技术云计算技术(Cloud Computing)是一种基于网络的计算方式,其主要供应商是亚马逊、谷歌等云计算服务商。
数据库技术的发展现状及趋势

数据库技术的发展现状及趋势一、本文概述随着信息技术的迅猛发展,数据库技术作为信息技术的核心组成部分,已经深入到各行各业,成为了现代社会运转不可或缺的基础设施。
本文旨在全面探讨数据库技术的当前发展现状,以及未来可能的发展趋势。
我们将从数据库技术的历史沿革出发,分析当前主流数据库技术的特点和应用场景,然后深入探讨数据库技术在云计算、大数据等新技术背景下的创新应用,最后展望数据库技术的未来发展趋势,以期对数据库技术的发展提供全面的理解和前瞻性的思考。
在本文中,我们将重点关注数据库技术的性能优化、可扩展性、安全性、智能化等方面的发展现状,并深入探讨这些技术如何满足现代社会对数据处理的高效率、高可靠性、高安全性的需求。
我们也将关注数据库技术在应对数据爆炸式增长、数据类型多样化、数据处理实时化等挑战方面的创新实践。
通过本文的阐述,我们希望能够为数据库技术的研究者、开发者、使用者提供一个清晰的技术发展脉络,以及对未来技术发展的预见和启示。
我们也希望通过本文的探讨,能够促进数据库技术的进一步发展,推动信息技术在各个领域的应用创新,为构建数字中国、智慧社会提供强大的技术支持。
二、数据库技术的发展历程数据库技术的发展历史可以追溯到上世纪60年代,经历了从简单到复杂、从集中式到分布式、从关系型到非关系型等多个阶段。
初始阶段(1960s-1970s):在60年代末期,随着计算机技术的兴起,数据库技术开始萌芽。
此时,数据库主要以层次模型(Hierarchical Model)和网状模型(Network Model)为主,这些模型主要用于处理大规模、复杂的数据结构。
关系型数据库阶段(1970s-1990s):随着关系理论的发展,关系型数据库(RDBMS,Relational Database Management System)开始崭露头角。
以SQL(Structured Query Language)为基础,关系型数据库提供了统一的数据查询和操作方式,极大地简化了数据处理和管理的复杂性。
计算机行业的前沿技术

计算机行业的前沿技术计算机技术在过去几十年里发展迅猛,为人们的生活带来了许多便利。
而在不断变化的计算机行业中,前沿技术的出现更是推动了行业的进一步发展。
本文将探讨几个当前计算机行业的前沿技术,包括人工智能、区块链和量子计算。
一、人工智能人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)是计算机科学的一个重要分支,旨在使计算机具备类似人类的智能水平。
人工智能技术在各个领域都有广泛的应用,如机器学习、自然语言处理和计算机视觉等。
机器学习是人工智能的核心技术之一,通过训练算法使计算机能够从大量数据中学习和改进。
深度学习是机器学习的一种方法,模仿人脑神经网络的结构和功能,能够实现更复杂的图像和语音识别。
自然语言处理是人工智能与语言学、计算机科学的交叉领域,致力于使计算机能够理解、分析和生成人类语言。
例如,在与智能助理交谈时,计算机能够理解用户的命令并做出相应的回应。
计算机视觉是通过计算机和摄像头等设备对视觉信息进行感知和处理的技术,使计算机能够识别物体、识别人脸和进行图像分析。
这项技术在无人驾驶、安防和医学图像诊断方面有着广泛的应用。
二、区块链区块链(Blockchain)是一种去中心化的分布式数据库技术,其特点是去中心化、透明性和不可篡改性。
区块链通过将数据以区块的形式链接在一起,在多个参与者之间建立信任和共识。
这项技术最初是用于加密货币比特币,但现在已经扩展到各个领域。
在金融领域,区块链技术可以提高交易的安全性和效率。
传统金融交易需要经过多个中介机构进行验证和结算,而区块链技术可以实现点对点的交易,并且交易记录是公开透明的,减少了欺诈和篡改的可能性。
除了金融领域,区块链技术还可以应用于供应链管理、物联网和知识产权保护等领域。
通过将物品、设备和知识以区块的形式记录在链上,可以方便地追溯和验证其来源和真实性。
三、量子计算量子计算是一种基于量子力学原理的计算方法,可以进行更复杂的计算和数据处理。
数据库技术的前沿

媒体是信息的载体。多媒体是指多种媒体,如数字、文本、图形、图像和声音的有机集成,而不是简单的组合。其中数字、字符等称为格式化数据,文本、图形、图像、声音、视频等称为非格式化数据,非格式化数据具有大数据量、处理复杂等特点。多媒体数据库实现对格式化和非格式化的多媒体数据的存储、管理和查询,其主要特征如下。
??? 主动数据库通常采用的方法是在传统数据库系统中
嵌入ECA(即事件—条件—动作)规则,在某一事件发生时引发数据库管理系统去检测数据库当前状态,看是否满足设定的条件。若条件满足,便触发规定动作的执行。
随着地理上分散的用户对数据库共享的要求,结合计算机网络技术的发展,在传统的集中式数据库系统基础上产生和发展了分布式数据库系统。
分布式数据库应具有以下特点。
(1)数据的物理分布性。
??? 数据库中的数据不是集中存储在一个场地的一台计算机上,而是分布在不同场地的多台计算机上。它不同于通过计算机网络共享的集中式数据库系统。
分布式数据库是数据库技术与分布式处理技术相结合的产物。由于计算机技术的发展以及一些地理上分散经营的金融、商业集团、公司对数据库应用的需求,数据库管理系统的运行环境从单机扩展到网络,对数据的处理从集中式走向分布式,从封闭式走向开放式,分布式数据库应运而生。分布式数据库系统中数据是分布的,数据分布在计算机网络的不同节点上,而这些数据在逻辑上是一个整体,构成一个逻辑的数据库。网络中的每一个节点都具有独立处理本地数据库中的数据的能力,也可以存储和处理异地数据库中的数据。如银行转账,一个分行账户中的金额划转到另一个分行的账户,即从一个节点的数据库划转到另一个节点的数据库,需要同时更新两个结点上的数据库。此时既有本地数据库的数据处理,又有异地数据库的数据处理。
数据库的发展

数据库的发展数据库是一种用于存储、管理和操纵数据的技术。
随着信息技术的迅猛发展,数据库的应用范围也越来越广泛。
在过去的几十年中,数据库发展经历了多个阶段,不断演进和创新,为各行各业提供了强大的数据管理和分析能力。
一、关系型数据库的兴起关系型数据库是数据库发展的重大里程碑。
这种数据库采用表格的形式组织数据,通过建立表与表之间的关联关系来实现数据的存储和查询。
SQL(Structured Query Language)作为关系型数据库管理系统的标准查询语言,为用户提供了方便的数据操作接口。
关系型数据库的兴起使得数据的存储和检索更加简单、高效。
二、面向对象数据库的出现随着面向对象编程的流行,面向对象数据库应运而生。
这种数据库的设计灵感来自于面向对象编程的思想,将对象及其属性直接存储在数据库中。
面向对象数据库不仅可以存储结构化的数据,还可以存储对象之间的关系和行为,为复杂的应用提供了更好的支持。
然而,由于面向对象数据库的应用范围较窄,其发展受到一定的限制。
三、NoSQL数据库的崛起NoSQL(Not Only SQL)数据库是指非关系型的、分布式的、可扩展的数据库系统。
与传统的关系型数据库相比,NoSQL数据库在处理大数据和高并发访问时具有更好的性能和可伸缩性。
NoSQL数据库的出现填补了关系型数据库在特定场景下的不足,例如大规模数据分析、云计算、社交网络等。
MongoDB、Redis和Cassandra等知名的NoSQL数据库在各自领域取得了巨大的成功。
四、大数据时代的数据库随着大数据时代的到来,传统数据库的存储和处理能力面临巨大挑战。
为了应对海量数据的存储和高效分析,诸如Hadoop和Spark等大数据技术崛起。
这些技术以分布式、容错的方式处理数据,并以并行计算的方式加速数据处理速度。
同时,新型的存储引擎和数据模型也得到了广泛应用,例如列式数据库、图数据库和时序数据库。
这些数据库技术为大数据时代的数据管理和分析提供了创新的解决方案。
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几种前沿的数据库技术综述刘春茂王风燕张云岗摘要本文对几类比较前沿的数据库数据技术进行了简要讲解。
数据量急剧膨胀、数据形式以及处理要求多种多样成为当今数据处理技术亟待解决的问题,各种解决不同问题的数据库技术应运而生。
本文对几种比较前沿数据库技术的定义、特征、研究方向、功能和目标进行了概要讲述。
关键词数据库技术,特征, 研究方向, 功能, 目标,综述上世纪60年代,由于计算机的主要应用领域从科学计算转移到数据事务处理,促使数据库技术应运而生,使数据管理技术出现了一次飞跃。
数据库技术发展到现在,传统的数据库技术基本上是面向记录的、以字符表示的格式化数据为主,远远不能满足多种多样的信息类型需求。
当前的关系型数据库技术并不是十全十美的,还不能处理不确定或不精确的模糊信息。
要支持这类数据,必须对确定数据模型做相应的扩展。
人们对数据库查询的要求不再是简单的有解和无解,而可能是模糊解或不确定解,提供模糊查询结果。
另外,在信息大爆炸的现代,数据量急剧扩大和共享程度进一步提高,有必要由数据库系统来管理,这就需要发展相应的数据模型、数据语言和访问方法。
这就促使了新型的数据库技术的产生和研究。
下面就几种当前研究较多的前沿的数据库技术进行简要介绍。
一、分布式数据库分布式数据库是数据库技术与分布处理技术相结合的产物。
分布式数据库由一组数据组成,这些数据物理上分布在计算机网络的不同结点,而逻辑上是属于同一个系统。
与集中式数据库不同,分布式数据库中允许存在适当冗余以适应分布处理,提高系统处理效率和可靠性。
分布式数据库中的这种数据冗余对用户是透明的,维护各副本的一致性也由系统来负责。
因此,数据复制技术是分布式数据库的一项重要技术。
分布式数据库的产生是由于一些地理上分散的用户对数据库共享的需求,结合计算机网络技术的发展,在传统的集中式数据库系统基础上产生和发展的。
数据的处理从集中走向分布,运行环境从单机扩展到网络,从封闭走向开放,就促使了分布式数据库的产生。
分布式数据库系统中数据分布在网络不同节点而逻辑上是一个整体,构成一个逻辑的数据库。
网络中的每一个节点都具有独立处理本地数据库中数据的能力,也可以存储和处理其他节点数据库中的数据。
分布式数据库应具有以下特点。
(1)数据的物理分布性。
数据库中的数据不是集中存储在一个场地的一台计算机上,而是分布在不同场地的多台计算机上。
它不同于通过计算机网络共享的集中式数据库系统。
(2)数据的逻辑整体性。
数据库虽然在物理上是分布的,但这些数据并不是互不相关的,它们在逻辑上是相互联系的整体。
具有相同的数据结构,它不同于通过计算机网络互连的多个独立的数据库系统。
(3)数据的分布透明性。
分布式数据库中数据除具有物理独立性和数据的逻辑独立性外,还具有分布透明性。
即相对于用户,整个数据库仍然是一个集中的数据库,用户不必关心数据的存储分布,物理位置的细节和数据副本的一致性,分布的实现完全由分布式数据库管理系统来完成。
(4)场地自治和协调。
系统中的每个结点都具有独立性,能执行局部的应用请求;每个结点又是整个系统的一部分,可通过网络处理全局的应用请求。
二、多媒体数据库多媒体数据库是数据库技术与多媒体技术相结合的产物。
一般我们把把图像、视频、音频等形式记录的数据称作多媒体数据。
20世纪80年代以来,人们越来越重视多媒体数据的存储与处理,能存储声音、视频、图片、动画的多媒体数据库应运而生,从而使数据库变得功能更加强大而具有实用价值。
多媒体数据库被广泛地应用于交通管理系统的车牌识别、医疗系统的会诊、教育系统的多媒体素材库和电子商务,甚至网站的建设等方方面面,主要用于处理文本、图形、图像、声音、视频等非格式化数据,非格式化数据具有大数据量、处理复杂等特点。
多媒体数据库实现对格式化和非格式化的多媒体数据的存储、管理和查询,其主要特征如下。
(1)能够表示多种媒体的数据。
非格式化数据表示起来比较复杂,需要根据多媒体系统的特点来决定表示方法。
如果依据多媒体数据内部结构检索,可按一定算法映射成包含数据子部分的结构表,然后用格式化的数据表示。
如果依据多媒体数据整体检索,可以用源文件来表示,用文件名来标记和检索。
(2)能够协调处理各种媒体数据。
正确识别各种媒体数据之间在空间或时间上的关联。
例如,关于音符的多媒体数据包括音符特性的描述,音阶定位数据表述,演奏音符的乐器图片,利用该乐器演奏相应音阶音符的声音等,不同媒体数据之间存在着自然的关联,如须保证时间上的同步特性。
(3)提供更强的适合非格式化数据查询的搜索功能。
例如可以对jpg、mdi等非格式化数据作整体和部分数据搜索。
三、主动数据库主动数据库(Active DataBase)是相对于传统数据库的被动性而言的。
主动数据库主要使用于许多实际的应用领域,如计算机集成制造系统、自动化系统中数据库系统根据数据库的当前状态,主动适时地做出反应,执行某些操作,并向用户提供有关信息。
通过在传统数据库系统中嵌入ECA(即事件—条件—动作)机制,在确定事件发生时引发数据库管理系统检测当前状态满足设定的条件与否。
如条件满足即触发规定动作的执行。
对于主动数据库的研究主要集中于解决以下问题。
(1)数据模型和知识模型。
传统数据库模型的扩充,使之适应于主动数据库的要求。
(2)执行机制。
对传统数据库系统事务模型的发展和扩充,即ECA的处理和执行方式。
(3)条件检测。
主动数据库系统实现的关键技术之一,复杂的条件下如何高效地对条件求值以提高系统效率。
(4)事务调度。
要完成并发环境下的可串行化和对事务时间的要求。
如何优化对执行时间估计的代价模型是目前探讨和研究较多的问题。
(5)体系结构。
主动数据库的体系结构大多是在传统数据库管理系统的基础上,扩充事务管理部件和对象管理部件以支持执行模型和知识模型,并增加事件侦测部件、条件检测部件和规则管理部件。
(6)系统效率。
系统的高效率是设计各种算法和选择体系结构时追求的设计目标,也是主动数据库研究中的一个重要课题。
四、对象—关系数据库对象—关系数据库系统兼有关系数据库和面向对象的数据库两方面的特征。
它除了具有原来关系数据库的种种特点外,还具有以下功能。
(1)用户可扩充基本数据类型。
允许用户根据应用需求自己定义数据类型、函数和操作符,而且一经定义,这些新的数据类型、函数和操作符将存放在数据库管理系统中供所有用户使用。
(2)在SQL中支持复杂对象。
能够在SQL中支持多种基本类型或用户定义的类型构成的对象。
(3)满足继承。
支持数据继承和函数继承,支持多重继承,支持函数重载。
(4)提供功能强大的通用规则。
例如规则中的事件和动作可以是SQL语句或用户自定义的函数。
实现对象—关系数据库系统的实现方法主要有以下五种:(1)自主开发对象-关系数据库管理系统。
(2)在现有的关系型数据库管理系统(RDBMS)基础上通过以下两种方法扩展。
①对RDBMS核心进行扩充,增加对象特性。
这种方法比较常用,具有安全、性能好的特点。
②不修改现有的RDBMS核心,而是在增加一个外壳,由外壳提供对象-关系型应用编程接口,并负责将用户提交的对象-关系型查询映像成关系型查询,送给内层,即关系型数据库管理系统处理。
这种方法,系统效率会因外壳的存在受到影响。
(3)将现有的关系型数据库管理系统与其他的对象-关系型数据库管理系统通过以下两种方法连接在一起,从而使现有的关系型数据库管理系统直接而迅速地具有了对象-关系特征。
①使用网关技术连接。
但通过网关的方法会损失部分系统效率。
②使用对象-关系型引擎连接。
关系型数据库管理系统作为系统的最底层,具有兼容的存储管理器的对象-关系型系统作为上层。
(4)将现有的面向对象型数据库管理系统与对象-关系型数据库管理系统连接在一起,使现有的面向对象型数据库管理系统直接而迅速地具有了对象-关系特征。
(5)对现有的面向对象的数据库管理系统进行扩充,使之成为对象-关系型数据库管理系统。
五、并行数据库系统并行数据库系统是在并行机上运行的具有并行处理能力的数据库系统。
并行数据库系统的目标是高性能、高可用、可扩充。
六、数据仓库数据仓库领域的权威W.H.Inmon在其著作《Building the Data Warehouse》中给一个简短而全面的定义是:数据仓库是一个面向主题的、集成的、非易失(相对稳定)的、时变(反映历史变化)的数据集合,用于支持管理决策。
对于数据仓库的概念,可以从两个层次予以理解:首先,数据仓库用于支持决策,面向分析型数据处理,它不同于企业现有的操作型数据库;其次,数据仓库是对多个异构的数据源有效集成,集成后按照主题进行重组,并包含历史数据,而且存放在数据仓库中的数据一般不再修改。
传统的数据库技术是以单一的数据资源为中心,进行各种操作型处理。
操作型处理也叫事务处理,是指对数据库联机的日常操作,通常是对一个或一组记录的查询和修改,主要是为特定应用服务,人们关心的是响应时间,数据的安全性和完整性。
分析型处理则用于管理人员的决策分析。
数据库由旧的操作型环境发展为体系化环境。
体系化环境由操作型环境和分析型环境(数据仓库级,部门级,个人级)构成。
而数据仓库是一种语义上一致的数据存储,它充当决策支持数据模型的物理实现,并存放企业战略决策所需信息,是体系化环境的核心,是建立决策支持系统(DSS)的基础。
通过将异种数据源中的数据集成在一起而构成,支持结构化和专门的查询、分析报告和决策制定。
面向主题、集成、非易失、时变是数据仓库四个最主要的特征。
(1) 数据仓库是面向主题(Subject Oriented)的数据集合。
数据仓库与传统数据库面向应用相对应。
主题是一个在较高层次将数据归类的标准,每一个主题基本对应一个宏观的分析领域。
常围绕一些主题,如“产品”、“销售商”、“消费者”等来进行组织。
因此,基于主题组织的数据被划分为各自独立的领域,每个领域有自己的逻辑内涵而不相交叉。
这与基于应用的数据库数据只是为处理具体应用而组织在一起的方式完全不同。
(2) 数据仓库是集成(Integrated)的数据集合。
数据仓库与操作型数据不同,需要保存适合DSS分析的数据。
各种不同的数据都有可能做为DSS的输入,所以数据仓库通常是结合多个异种数据源构成的,异种数据源可能包括关系数据库、面向对象数据库、文本数据库、Web数据库、一般文件等。
(3) 数据仓库非易失(Nonvolatile)的数据集合。
数据仓库反映的是历史数据的内容,而不是处理联机数据。
因而,数据经集成进入数据库后是极少或根本不更新的。
数据仓库数据总是与操作环境下的实时应用数据物理地分离存放,因此不需要事务处理、恢复和并发控制机制。
数据仓库里的数据通常只需要两种操作:初始化载入和数据访问,因此其数据相对稳定,极少或根本不更新。