数据库数据模型的发展及方向
数据库技术的发展历程与趋势展望(二)
数据库技术的发展历程与趋势展望1. 引言数据库技术在信息时代的发展中扮演着至关重要的角色。
本文将从数据库技术的发展历程入手，探讨其演进过程以及当前的趋势展望。
2. 关系型数据库关系型数据库是数据库技术发展的重要阶段之一。
20世纪60年代，关系数据库模型被提出，这种模型以表格的形式组织数据，并通过关系代数进行操作。
关系型数据库提供了结构化数据存储和查询的能力，成为当时的主流数据库技术。
3. 非关系型数据库尽管关系型数据库取得了巨大的成功，但随着互联网的快速发展，传统关系型数据库在某些场景下面临着挑战。
非关系型数据库应运而生，这种数据库以键值对、文档、列族和图等方式组织数据，提供了更高的可扩展性和灵活性。
4. 大数据驱动随着互联网和物联网的兴起，数据量呈现爆炸式增长，传统的数据库技术面临着庞大数据的存储和处理挑战。
大数据技术的发展催生了一系列新型数据库，如分布式数据库、列式数据库等，以应对数据规模的快速增长和快速查询的需求。
5. 人工智能与数据库人工智能技术的兴起为数据库技术带来了新的机遇和挑战。
数据库技术在人工智能领域的应用越来越广泛，例如，将机器学习算法与数据库相结合，可以实现更高效的数据挖掘和模型训练。
6. 数据安全与隐私保护随着数据的广泛应用和共享，数据安全和隐私保护成为一项重要议题。
数据库技术在数据脱敏、加密、权限管理等方面展现出巨大潜力，以保护用户数据的安全和隐私。
7. 数据库云化云计算技术的快速发展使得数据库技术得以进一步演进。
数据库云化成为一种趋势，用户可以通过云服务提供商获得数据库服务，无需关心数据库的底层架构和维护工作，大大降低了运营成本和维护负担。
8. 边缘计算与数据库边缘计算是一种将计算资源和数据存储推近到用户终端的新型计算模型。
随着物联网设备的普及，边缘计算对数据库技术提出了新的要求，即在资源受限的环境下能够高效处理和存储数据。
9. 数据库的未来趋势展望数据库技术在不断发展创新的过程中呈现出以下几个趋势：- 数据库与人工智能技术的深度融合，提供更智能化的数据管理和分析能力。
数据库的发展历程及未来趋势研究
数据库的发展历程及未来趋势研究数据库是计算机科学领域中的重要组成部分，它承载着存储和管理大量数据的任务。
随着计算机技术的不断进步，数据库也经历了多个阶段的发展，从最初的层次数据库到关系数据库，再到分布式数据库和云数据库，每一个阶段都带来了新的技术和挑战。
在数据库的发展历程中，最早的数据库类型是层次数据库。
这种数据库模型是将数据组织成树状结构，其中每个节点都可以有多个子节点。
虽然层次数据库在存储和检索数据方面具有一定的优势，但是它的数据结构过于复杂，不易扩展和修改，使得它的应用范围受到了限制。
随着关系模型的提出，关系数据库成为了主流。
关系数据库将数据组织成表格的形式，其中每个表格都有一个唯一的标识符，称为主键。
关系数据库通过结构化查询语言（SQL）来进行数据的操作和管理，这种模型更加灵活和易于扩展。
关系数据库的发展推动了商业应用的快速发展，它成为了企业管理和决策支持的重要工具。
然而，随着互联网的兴起和大数据时代的到来，传统的关系数据库面临了很多挑战。
数据量的急剧增加和数据类型的多样化使得关系数据库在存储和处理大数据方面变得困难。
为了解决这一问题，分布式数据库应运而生。
分布式数据库将数据分散存储在多个计算机节点上，并通过网络进行数据的交互和协调。
这种模型具有良好的可扩展性和容错性，能够满足大规模数据处理的需求。
随着云计算的普及，云数据库成为了当前的热点。
云数据库将数据库服务部署在云平台上，用户可以通过互联网进行数据的存储和访问。
云数据库具有高可用性、弹性扩展和灵活性的优势，能够为用户提供便捷的数据管理和分析服务。
同时，云数据库也面临着数据安全和隐私保护的挑战，需要不断改进和完善。
未来，数据库的发展趋势将主要集中在以下几个方面。
首先，随着人工智能和机器学习的快速发展，数据库将更加注重对非结构化数据的处理和分析。
传统的关系数据库主要处理结构化数据，而大数据时代涌现出大量的非结构化数据，如文本、图像和视频等。
数据库技术的发展与展望
数据库发展与展望数据库技术是计算机科学技术中发展最快、应用最广泛领域之一, 它是计算机信息系统与应用程序关键技术和关键基础。
自从20世纪50年代中期计算机应用由科学计算扩展到数据处理, 数据库技术关键性也日益被大家所认识。
时至今日, 数据库技术已经形成了比较完善理论体系和实用技术, 成为计算机科学一个关键分支。
接下来我就简明叙述数据库发展及其展望。
1.数据库技术发展1.1数据库技术发展四个阶段伴随使用计算机进行数据管理技术不停发展, 数据库技术经历了人工管理、文件系统、数据库系统和Internet时代四个发展阶段。
1.1.1人工管理阶段时代背景: 20世纪40年代至50年代中期, 计算机外部设备只有磁带机、卡片机和纸带穿孔机, 而没有直接存取磁盘设备, 也没有操作系统, 只有汇编语言, 计算机关键用于关键科学计算, 数据处理采取批处理方法。
人工管理数据特点:1）数据不保留因为当初数据关键用于科学计算, 数据管理规模小, 加上计算机硬件、软件条件有限, 通常不需要将数据长久保留, 计算完成后就将数据撤走。
2）没有专门软件系统对数据进行管理因为没有专门软件系统对数据进行管理。
所以应用程序设计者不仅要要求数据逻辑结构, 而且还要设计物理结构, 即要设计数据存放结构、存取方法和输入输出方法等。
3）数据不共享数据面向应用程序, 一组数据只能对应一个程序, 多个应用程序包含一些相同数据时, 也必需各自定义, 造成程序间大量冗余。
4）数据不独立数据和程序之间不含有独立性, 假如数据存放结构改变, 则程序需要做对应修改。
1.1.2文件系统阶段时代背景: 从20世纪50年代中期到69年代中期, 计算机不仅用于科学计算, 同时也开始用以信息处理, 硬件方面有了很大改善, 出现了磁盘、磁鼓等直接存放设备。
软件方面出现了高级语言和操作系统, 且操作系统中出现了专门数据管理软件。
优点:1）数据以文件形式可长久保留下来2）由文件系统管理数据3）文件形式多样化4）程序与数据间有一定独立性由专门软件即文件系统进行数据管理, 程序和数据间由软件提供存取方法进行转换, 数据存放发生改变不一定影响程序运行。
数据库技术的演化与趋势
数据库技术的演化与趋势随着信息化时代的到来，数据库技术也在不断的发展与演化，从早期的简单文件管理系统到关系型数据库、非关系型数据库（NoSQL），再到混合型数据库。
本文将从历史的角度出发，探讨数据库技术的发展历程、现状和未来趋势。
一、数据库技术发展历史早期的文件管理系统是基于文件的，每个文件都包含了一组数据，这种系统简单易用，但是不具备搜索功能，数据的管理和安全性都受到限制。
60年代中期IBM公司开发了一种叫做IMS （Information Management System）的层次型数据库，它基于层级结构进行数据管理，拓展了文件系统的缺陷，但不具备容错和扩展性。
引擎SAP开发出了另一种形式的数据库，即关系型数据库（RDBMS），和IMS相比，它完美地解决了数据安全性和管理问题。
90年代，物理学家Jim Grey提出了分布式数据库理论及ACID原则，加上互联网的普及，数据库技术迎来了崭新的时代。
不久之后，业界发现关系型数据库在某些场景下表现不佳，比如高并发、刻度不确定等情况。
为此，工程师们又开发出了一种新型的数据库，即NoSQL，相比关系型数据库，非关系型数据库在可扩展性、高并发、海量数据等方面表现更为出色。
近年来，混合型数据库也逐渐兴起，综合了传统的关系型数据库以及NoSQL的技术。
二、当前数据库技术现状1.关系型数据库技术在当前的数据库领域中，关系型数据库仍然占据主流地位。
MySQL、Oracle、SQL Server等商业关系型数据库领域的巨头仍然在市场上占据主导地位，尤其是企业级应用中，仍然是首选。
相较于非关系型数据库，关系型数据库熟悉度高、底层特性稳定，优化方案和功能完备，对安全性和数据一致性要求高的应用也更合适。
2.NoSQL数据库技术NoSQL是Non-Relational SQL（不仅仅是SQL）的缩写。
主要是为了解决传统关系型数据库所面对的高并发、大容量等限制的问题而诞生的。
数据库技术的发展历程与趋势展望(一)
数据库技术的发展历程与趋势展望一、引言数据库技术作为信息系统的核心部分，随着计算机技术的发展而不断演进。
本文将回顾数据库技术的发展历程，并对未来的趋势进行展望。
二、关系型数据库时代关系型数据库是最早的数据库技术，在上世纪70年代首次提出并得到广泛应用。
该技术采用二维表格存储数据，通过关系代数来对数据进行查询和操作。
关系型数据库的代表作为Oracle、MySQL等，这些数据库系统以其良好的数据完整性和事务支持功能，成为企业应用的主要选择。
三、大数据时代的挑战随着互联网的兴起，大数据时代的到来对数据库技术提出了新的挑战。
传统的关系型数据库在面对亿万级甚至更大规模的数据处理时面临性能瓶颈。
此时，非关系型数据库（NoSQL）技术应运而生。
NoSQL数据库以其高可扩展性和高性能的特点，满足了大数据时代对海量数据存储和处理的需求。
四、多模型数据库的出现除了关系型数据库和NoSQL数据库，多模型数据库是近年来新兴的数据库技术。
多模型数据库允许存储和操作多种数据模型，如图形、文档、键值等，有效地解决了数据之间的复杂关系和应用场景的多样性问题。
例如，Neo4j是一种流行的图形数据库，可以高效地处理网络关系和社交网络分析。
五、人工智能与数据库技术的结合随着人工智能的快速发展，数据库技术也开始与人工智能相结合。
人工智能需要对海量数据进行分析和挖掘，而数据库技术提供了高效的数据存储和访问方式。
此外，利用机器学习和深度学习的算法，数据库系统可以进行智能化的查询优化和数据处理，提高数据分析的效率和准确性。
六、分布式数据库的趋势随着云计算和大数据技术的迅猛发展，分布式数据库成为未来的趋势。
分布式数据库将数据存储和计算分布在多个节点上，提高了系统的扩展性和容错能力。
例如，Google的Spanner和亚马逊的DynamoDB就是典型的分布式数据库系统，它们保证了全球范围内的高可用性和低延迟访问。
七、区块链技术与数据库区块链技术作为一种去中心化的分布式账本，正在引起数据库技术的革新。
数据库技术发展趋势与创新应用
数据库技术发展趋势与创新应用随着信息技术的飞速发展和数字化需求的增加，数据库技术作为信息存储和管理的核心工具之一，正迎来新的发展机遇和创新应用。
本文将探讨数据库技术发展的趋势，并介绍其在创新应用方面的展望。
一、云数据库的兴起随着云计算的普及和快速发展，云数据库成为了数据库领域的一个重要发展方向。
云数据库以其高可用性、弹性伸缩和灵活性等特点，成为了许多企业和组织存储和管理数据的首选。
云数据库的兴起不仅改变了传统数据库管理的方式，还提供了更多的功能和服务，如数据分析、数据挖掘和机器学习等。
二、大数据与数据库融合大数据的出现对数据库技术提出了新的挑战和机遇。
传统的关系型数据库在处理大数据时面临着性能瓶颈和存储限制的问题。
为了应对这些挑战，一些新兴的数据库技术如列存储数据库、图数据库和NoSQL数据库等应运而生。
这些数据库技术采用了不同的数据组织和查询方式，以更好地支持大数据处理和分析。
三、人工智能与数据库的结合人工智能的快速发展也为数据库技术的创新应用提供了新的契机。
基于机器学习和深度学习的人工智能算法对数据的存储和处理提出了新的要求，传统的数据库技术已经难以满足这些需求。
因此，一些新兴的数据库技术如图数据库和知识图谱成为了人工智能领域研究的热点。
这些数据库技术能够更好地建模和管理复杂的知识和关系，提供更准确和高效的查询和分析功能。
四、物联网与数据库的连接随着物联网技术的广泛应用，数据库技术也面临着新的挑战和机遇。
物联网技术产生的海量数据和复杂的数据关系对数据库的性能和扩展性提出了新的要求。
因此，一些新兴的数据库技术如分布式数据库和边缘计算等应运而生。
这些数据库技术能够在边缘设备上进行数据分析和处理，提供更快速和实时的查询和响应能力。
五、数据库的创新应用除了以上提到的数据库技术发展趋势，还有许多创新应用值得关注。
例如，数据库在金融领域的应用可以帮助银行等金融机构进行远程交易和风险分析；在医疗领域的应用可以支持医生进行患者数据的管理和协作诊断；在教育领域的应用可以提供个性化教育和学习跟踪等。
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。
数据库系统技术的新进展与未来趋势
数据库系统技术的新进展与未来趋势一、引言数据库系统技术是目前计算机科学领域中的重要分支，是各行各业企业管理、科研学术等方面必不可少的基础设施。
随着新兴技术的不断涌现，数据库系统技术也在不断发展和进步，本文就数据库系统技术的新进展与未来趋势进行分析。
二、新进展1.分布式数据库技术分布式数据库技术指的是多个数据库分布在不同地理位置上，通过网络连接并共同协作完成数据的存储和管理。
在现代大数据时代，分布式数据库系统能够更好地应对数据存储、处理与应用的需要，其应用范围已经涉及互联网、电子商务、金融等多个领域。
2.云数据库技术云数据库技术即把数据库放进云端，通过云服务商提供的资源和服务来进行数据存储和管理。
云数据库技术极大地降低了企业的运维和安全管理成本，并且使得企业的数据始终保持高可用性和可伸缩性。
3.NoSQL数据库技术NoSQL技术（Not Only SQL）是一种非关系型的，面向分布式的、可扩展的数据库技术，它既可以脱离关系型数据库的限制，支持半结构化数据，又依然保留了ACID属性。
4.人工智能技术在数据库中的应用机器学习、联邦学习和深度学习等人工智能技术正在广泛应用于数据库系统中。
通过人工智能技术对大数据进行深度挖掘，可以发现数据之间的更多联系和规律，从而为企业的决策提供更加精准的数据参考。
三、未来趋势1.多模型数据库的发展多模型数据库系统是一种支持多种数据模型的数据库系统，它能够同时支持关系数据库、图数据库、文档数据库、键值数据库等多种数据模型。
多模型数据库是未来数据库发展的方向，可以满足不同数据类型和不同应用场景的需求。
2.区块链技术与数据库的融合随着区块链技术的不断发展，已经开始涉及到数据库的领域。
区块链技术和数据库相结合，可以有效地改善数据的安全性、可扩展性和去中心化等问题。
3.数据库的自主管理未来的数据库发展将更多地关注自主管理的能力，这将使数据库系统能够更加灵活、高效地管理数据。
自主管理的数据库可以根据数据类型、数据访问频率和数据存储大小等因素自动进行数据分布和存储，从而减少人工干预的需求。
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[XXXX大学XXX学院XXX班]数据库数据模型的发展及方向[ ][学号： ][摘要：近年来，随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助软件工程 (CASE)、全球信息系统(GIS)、图像处理、超文本应用等领域的飞速发展及其在传统领域中应用的深化，要求数据库管理系统(database management system，DBMS)能够有效地管理复杂对象。
比如在工程应用领域，一个客观复杂实体往往由数十个，甚至成百上千个简单实体组成，为了减小数据库应用系统的设计复杂度、提高其执行效率，要求DBMS不但能根据实体丰富的语义进行建模、提供有效的存储与操纵手段，以及模拟复杂实体的复杂行为，而且在逻辑上还要将一个复杂实体的表示和操纵作为一个整体看待，在操纵数据的同时考虑实体间的复合语义，即各简单实体的存在方式（独立或依赖）以及实体间的引用方式（共享或排他）。
然而，传统RDBMS由于采用满足第一范式(first normal form，1NF)的平关系模型，在面对各种新的应用领域时存在以下不足。
]关键词：数据库，数据模型，扩展关系数据库，语义数据模型，面向对象的数据模型，XML数据模型正文：数据模型概述数据（data）是描述事物的符号记录。
模型（Model)是现实世界的抽象。
数据模型（Data Model）是数据特征的抽象，是数据库管理的教学形式框架。
数据库系统中用以提供信息表示和操作手段的形式构架。
数据模型包括数据库数据的结构部分、数据库数据的操作部分和数据库数据的约束条件。
数据模型所描述的内容包括三个部分：数据结构、数据操作、数据约束。
1. 概念数据模型（Conceptual Model）：这是面向数据库用户的实现世界的数据模型，主要用来描述世界的概念化结构，它使数据库的设计人员在设计的初始阶段，摆脱计算机系统及DBMS的具体技术问题，集中精力分析数据以及数据之间的联系等，与具体的DBMS无关。
概念数据模型必须换成逻辑数据模型，才能在DBMS中实现。
2. 逻辑数据模型（Logical Data Model）：这是用户从数据库看到的数据模型，是具体的DBMS所支持的数据模型，如网状数据模型、层次数据模型等等。
此模型既要面向用户，又要面向系统。
3. 物理数据模型（Physical Data Model）：这是描述数据在存储介质上的组织结构的数据模型它不但与具体的DBMS有关，而且还和操作系统以及硬件有关。
每一种逻辑数据模型在实现时都有其对应的物理数据模型。
DBMS为了保证其独立性与可移植性，大部分物理数据模型的实现工作由系统自动完成，而设计者只设计索引、聚集等特殊结构。
数据模型的三要素：一般而言，数据模型是一组严格定义的概念的集合。
这些概念精确地描述了系统的静态特征（数据结构）、动态特征（数据操作）和完整性约束条件，这就是数据模型的三要素。
1. 数据结构数据结构是所研究的对象类型的集合。
这些对象是数据库的组成部分，数据结构指对象和对象间联系的表达和实现，是系统静态特征的描述，包括两个方面：（1）数据本身：类型、内容、性质。
例如关系模型中的域、属性、关系等。
（2）数据之间的联系：数据之间是如何相互联系的，例如关系模型中的主码、外码等联系。
2. 数据操作对数据库中对象的实例允许执行的操作集合，主要指检索和更新（插入、删除、修改）两类操作。
数据模型必须定义这些操作的确切含义、操作符号、操作规则（如优先级）以及实现操作的语言。
数据操作是对系统动态特征的描述。
3. 完整性约束条件数据完整性约束是一组完整性规则的集合，规定数据库状态及状态变化所应满足的条件，以保证数据的正确性、有效性和相容性。
数据库技术发展概述：数据库技术是计算机科学技术中发展最快的领域之一，也是应用最广的技术之一一、第一代的网状、层次数据库系统1、层次数据库（Hierarchiacl Database）层次模型是出现较早的一种公认的数据库管理系统数据模型。
它是将数据组织成有向有序的树结构，并用“一对多”的关系联结不同层次的数据库。
早在1968年IBM公司就推出了IMS的最初版本，之后，层次数据库管理系统得到了迅速发展，同时它也影响了其它类型的数据库管理系统，特别是网状系统的出现和发展。
2、网状数据库处理以记录类型为结点的网状数据模型的数据库。
处理方法是将网状结构分解成若干棵二级树结构，称为系。
系类型是二个或二个以上的记录类型之间联系的一种描述。
在一个系类型中，有一个记录类型处于主导地位，称为系主记录类型，其它称为成员记录类型。
系主和成员之间的联系是一对多的联系。
网状数据库的代表是DBTG系统。
1969年美国的CODASYL组织提出了一份“DBTG报告”，以后，根据DBTG报告实现的系统一般称为DBTG系统。
现有的网状数据库系统大都是采用DBTG方案的。
DBTG系统是典型的三级结构体系：子模式、模式、存储模式。
相应的数据定义语言分别称为子模式定义语言SSDDL，模式定义语言SDDL，设备介质控制语言DMCL。
另外还有数据操纵语言DML。
3、层次数据库系统与网状数据库系统的共同特点：（1）. 支持三级模式的体系结构（2）. 用存取路径来表示数据之间的联系（3）. 独立的数据定义语言（4）. 导航的数据操纵语言二、第二代的关系数据库系统1970年，IBM的研究员，有“关系数据库之父”之称的埃德加·弗兰克·科德（Edgar Frank Codd或E. F. Codd）博士在刊物《Communication of the ACM》上发表了题为“A Relational Model of Data for Large Shared Data banks（大型共享数据库的关系模型）”的论文，文中首次提出了数据库的关系模型的概念，奠定了关系模型的理论基础。
后来Codd又陆续发表多篇文章，论述了范式理论和衡量关系系统的12条标准，用数学理论奠定了关系数据库的基础。
IBM的Ray Boyce和Don Chamberlin将Codd关系数据库的12条准则的数学定义以简单的关键字语法表现出来，里程碑式地提出了SQL语言。
由于关系模型相关书籍简单明了、具有坚实的数学理论基础，所以一经推出就受到了学术界和产业界的高度重视和广泛响应，并很快成为数据库市场的主流。
20世纪80年代以来，计算机厂商推出的数据库管理系统几乎都支持关系模型，数据库领域当前的研究工作大都以关系模型为基础。
这一时期的主要成果奠定了关系模型的理论基础，给出了人们一致接受的关系模型的规范说明，研究了关系数据语言，包括关系代数、关系演算、SQL及QBE等研制了大量的RDBMS的原型，攻克了系统实现中查询优化、并发控制、故障恢复等一系列关键技术三、第三代数据库系统——数据库大家族1990年，高级DBMS功能委员会发表了《第三代数据库系统宣言》的文章，提出第三代DBMS应具有的3个基本特征：1、第三代数据库系统应支持数据管理、对象管理和知识管理。
2、第三代数据库系统必须保持或继承第二代数据库系统的技术。
3、.第三代数据库系统必须对其他系统开放。
数据库模型的发展应用的需求始终是推动技术进步的动力。
自20世纪70年代初E．F．Code 提出关系数据库理论，定义关系数据模型以来，关系数据库管理系统（relationaldatabase managementsystem，RDBMS）以其简洁、严密的数据模型，简明易学、功能强大的描述性查询语言而备受用户青睐，并迅速取代网状及层次型数据库系统，成为数据库技术发展的主流。
之后，随着RDBMS理论基础及其实现方法的日趋成熟，关系数据库技术日臻完善。
近年来，随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助软件工程(CASE)、全球信息系统(GIS)、图像处理、超文本应用等领域的飞速发展及其在传统领域中应用的深化，要求数据库管理系统(database management system，DBMS)能够有效地管理复杂对象。
比如在工程应用领域，一个客观复杂实体往往由数十个，甚至成百上千个简单实体组成，为了减小数据库应用系统的设计复杂度、提高其执行效率，要求DBMS不但能根据实体丰富的语义进行建模、提供有效的存储与操纵手段，以及模拟复杂实体的复杂行为，而且在逻辑上还要将一个复杂实体的表示和操纵作为一个整体看待，在操纵数据的同时考虑实体间的复合语义，即各简单实体的存在方式（独立或依赖）以及实体间的引用方式（共享或排他）。
然而，传统RDBMS由于采用满足第一范式(first normal form，1NF)的平关系模型，在面对各种新的应用领域时存在以下不足。
1、不能完整地描述复杂实体。
对一个逻辑上作为整体的复杂实体只能采用分解成多个关系的方法进行描述，从而在内部数据库结构和由这种结构所描述的外部实体之间缺乏一对一的对应关系，在查询时这将导致系统效率的严重降低。
2、缺乏稳定的元组标识。
RDBMS中完全由关键字属性值作为元组的惟一标识，当关键字值不稳定时，引用时会产生数据的一致性问题，给维护带来很大困难。
3、缺乏数据抽象。
在关系模型中只有一个非常简单的结构构造概念——关系，缺乏诸如聚合(把由多个子实体组成的复合实体抽象成一个聚合实体)、概化(把相似实体归类为一个更一般的实体型)与特化(把抽象的实体型细化成更特殊的实例)等在许多实际应用中非常重要的抽象概念。
4、缺乏丰富的类型系统。
这些不足使得传统关系型数据库技术在面对来自“非经典”应用领域中的巨大挑战时显得力不从心，新的数据库技术应运而生。
当前，数据库的发展主要朝以下几个方向：1、扩展关系数据库。
对传统的关系模型(1NF) 进行扩充，引入了少数构造器，称为复杂数据模型，一种是偏重于结构的扩充（嵌套关系模型），一种是侧重于语义的扩充（如：POSTGRES系统）。
这类研究相对来说是“改良性”的：即在传统关系模型上增添各种特点，或打破原有约束以支持各种新型的、复杂结构的数据。
早期对关系模型的扩展主要包括非第一范式（nonfirst normal form，NF2）和抽象数据类型（abstract data type，ADT）。
非第一范式打破了关系模型中第一范式的要求，从而能够有效地描述复杂实体。
这方面的工作主要集中在20世纪80年代，所作的扩充也各有不同，包括：P.Pistor等提出的AIM-P中，允许关系的属性为任意域；Jaeschke与Schek所扩充的关系模型允许关系带有集合值属性；由Thomas和Fischer提出的“嵌套关系模型”。
其中，嵌套关系模型融合了前两种模型，它允许关系中集合操作与聚合操作以任意层次相互嵌套，建模能力最强，因此后续的研究大多围绕嵌套关系进行，包括代数和演算系统、查询语言、规范化等。