【小資說庫】第2期 數據庫發展歷史

上一期我們聊了數據庫和數據庫管理系統。

這一期我們再來扒一扒數據庫的發展歷史。

受硬件和軟件發展水平的影響，數據庫發展階段大致劃分為如下幾個階段：人工管理階段、文件系統階段、數據庫系統階段、高級數據庫階段。

人工管理階段

年代 上世紀50年代中期以前 。

背景 ? ? ?計算機主要用于科學計算 。

硬件上，外存只有磁帶、卡片、紙帶，沒有磁盤等直接存取的存儲設備 。

軟件上，沒有操作系統、沒有管理數據的軟件。

數據處理方式是批處理。

因為無系統管理軟件，數據與程序不具有獨立性 。數據的組織方式由程序員自行設計。

應用程序與數據的關系：一 一對應，數據面向應用程序。

文件系統階段

年代 ? 從上世紀50年代后期到60年代中期

背景 ? ?計算機不僅用于科學計算，還大量用于管理。

硬件上，外存儲器有了磁盤、磁鼓等直接存取的存儲設備；

軟件上，操作系統中已經有了專門的管理數據軟件（文件系統）。

數據處理方式有文件批處理和聯機實時處理。

因此這階段依然存在數據和程序缺乏獨立性 、增刪數據困難的缺點。

文件系統的三個缺陷：數據冗余性、 數據不一致性、數據聯系弱。

數據庫系統階段

年代 上世紀60年代后期開始。

背景 ? ?計算機更大規模的用于管理，數據量急劇增長，數據的共享要求越來越強；

硬件上，外存儲器有了大容量的磁盤；

軟件價格上升，硬件價格下降；

數據處理方式上，聯機實時處理要求更多了，并開始提出和考慮分布處理。

特點 ? ?面向全組織的復雜的數據結構（結構化、集成化）；

數據冗余度小，易擴充；

引進DBMS，實現了數據的：獨立性、安全性、完整性、并發控制

數據的最小存取單位是數據項；實現數據共享的最小單位是數據項。

總結：

一、人工管理階段:特點

數據的管理者：人

數據面向的對象：某一應用程序

數據的共享程度：無共享,冗余度極大

數據的獨立性：不獨立，完全依賴于程序

數據的結構化：無結構

數據控制能力：應用程序自己控制

二、文件系統階段:特點

數據的管理者：文件系統

數據面向的對象：某一應用程序

數據的共享程度：共享性差,冗余度大

數據的獨立性：獨立性差

數據的結構化：記錄內有結構，整體無結構

數據控制能力：應用程序自己控制

三、數據庫系統階段:特點

數據的管理者：數據庫管理系統

數據面向的對象：整個應用系統

數據的共享程度：共享性高，冗余度小

數據的獨立性：具有高度的物理獨立性和邏輯獨立性

數據的結構化：整體結構化，用數據模型描述

數據控制能力：由數據庫管理系統提供數據安全性、完整性、并發控制和恢復能力

（編者注：通過理解上一期所說的數據庫和數據庫管理系統的概念，我們不難總結出：人工管理階段和文件系統階段的數據庫只是存放數據的庫，而數據庫系統階段和高級數據庫階段，則不僅有庫，而且已經是DBMS了）

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進入數據庫系統階段后，DBMS的發展先后發展出了網狀型數據庫、層次型數據庫和關系數據庫。

網狀型數據庫

最早出現的網狀型DBMS數據庫，是美國通用電氣公司Bachman等人在1961年開發成功的IDS（Integrated DataStore）。

1961年通用電氣公司（General ElectricCo.）的Charles Bachman ；成功地開發出世界上第一個網狀DBMS也是第一個數據庫管理系統——集成數據存儲（Integrated DataStore IDS），奠定了網狀數據庫的基礎，并在當時得到了廣泛的發行和應用。

IDS?，具有數據模式和日志的特征。但它只能在GE主機上運行，并且數據庫只有一個文件，數據庫所有的表必須通過手工編碼來生成。之后，通用電氣公司一個客戶——BF Goodrich Chemical 公司最終不得不重寫了整個系統。并將重寫后的系統命名為集成數據管理系統（IDMS）。

1973年Cullinane公司（也就是后來的Cullinet軟件公司），開始出售Goodrich公司的IDMS改進版本，并且逐漸成為當時世界上最大的軟件公司。

網狀數據庫模型對于層次和非層次結構的事物都能比較自然的摸擬，在關系數據庫出現之前網狀DBMS要比層次DBMS用得普遍。在數據庫發展史上，網狀數據庫占有重要地位。

特點：它反映著現實世界中實體間更為復雜的聯系，其基本特征是，結點數據間沒有明確的從屬關系，一個結點可與其它多個結點建立聯系。

如圖所示的四個城市的交通聯系，不僅是雙向的而且是多對多的。

層次型數據庫

層次型DBMS是緊隨網絡型數據庫而出現的，最著名最典型的層次數據庫系統是IBM 公司在1968 年開發的IMS（Information Management System）。IMS，一種適合其主機的層次數據庫。這是IBM公司研制的最早的大型數據庫系統程序產品。從60年代末產生起，如今已經發展到IMS15，提供群集、N路數據共享、消息隊列共享等先進特性的支持。這個具有50年歷史的數據庫產品在如今的WWW應用連接、商務智能應用中扮演著新的角色。

（編者注：特意查到的IMS官網奉上。https://www.ibm.com/it-infrastructure/z/ims）

層次型數據庫圖示如下：

關系數據庫

網狀數據庫和層次數據庫已經很好地解決了數據的集中和共享問題，但是在數據獨立性和抽象級別上仍有很大欠缺。用戶在對這兩種數據庫進行存取時，仍然需要明確數據的存儲結構，指出存取路徑。而后來出現的關系數據庫較好地解決了這些問題。

主流的關系數據庫有：Oracle(中文名叫甲骨文)公司的Oracle數據庫；IBM(中文名稱是國際商務機器公司)的DB2，Informix；微軟的SQL Server，Access；Sybase公司的Sybase；以及開源數據庫MySQL、Postgres等。

發展趨勢：

隨著信息管理內容的不斷擴展，出現了豐富多樣的數據模型（層次模型，網狀模型，關系模型，面向對象模型，半結構化模型等），新技術也層出不窮（數據流，Web數據管理，數據挖掘等）。每隔幾年，國際上一些資深的數據庫專家就會聚集一堂，探討數據庫研究現狀，存在的問題和未來需要關注的新技術焦點。

各種新型的數據庫技術：演繹數據庫、主動數據庫、基于邏輯的數據庫、時態數據庫、模糊數據庫、并行數據庫、多媒體數據庫、內存數據庫……….

數據庫發展大事記：

1951：Univac系統使用磁帶和穿孔卡片作為數據存儲。

1956：IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁盤驅動器

1961：通用電氣(GE)公司的Charles Bachman開發了第一個數據庫管理系統——IDS

1969： E.F. Codd發明了關系數據庫。

1973：由John J.Cullinane領導Cullinane公司開發了 IDMS——一個針對IBM主機的基于網絡模型的數據庫。

1976：Honeywell公司推出了Multics Relational Data Store——第一個商用關系數據庫產品。

1979：Oracle公司引入了第一個商用SQL關系數據庫管理系統。

1983：IBM推出了DB2數據庫產品。

1985：為Procter & Gamble系統設計的第一個商務智能系統產生。

1991：W.H.“Bill” Inmon發表了”構建數據倉庫”。

前期匯總：

【小資說庫】第1期 什么是數據庫

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