数据库原理及应用第10章数据库技术新发展主要内容10.1数据库新技术发展的动因10.2嵌入式数据库10.3非关系型数据库NoS
QL10.４面向特定应用领域的数据库新技术第10章数据库保护技术10.1数据库新技术发展的动因一、数据管理的新需求1、
计算机辅助设计系统比如：机械CAD系统、建筑CAD系统、超大规模集成电路CAD系统等在超大规模集成电路CAD系统中，要求具有对
大量可重用原始部件的存储管理能力，对芯片设计中的不同版本的历史数据的有效管理能力等。一、数据管理的新需求2、地理信息系统要求具
有存储和组织空间数据（以矢量等形式存储点、线、面数据）的能力，具有空间变换和空间测度数据的操作能力。一、数据管理的新需求3、计算
机集成制造系统要求提供面向工程环境的数据模型，具有定义新的数据类型和数据结构的能力。一、数据管理的新需求4、计算机辅助软件工程
要求支持大型程序和文档的版本管理，提供有效的有向图表示手段来表示语法分析树和流程图等。一、数据管理的新需求5、Interne
t应用系统要求具有对诸如大文本、时间序列等非结构化数据类型，以及交互式页面等的支持。一、数据管理的新需求6、移动通信应用系统
对嵌入式移动数据库及其移动计算环境中的断接性、移动性和网络通信的不对称性的支持。一、数据管理的新需求7、办公信息系统对图形、图
像、声音、报表等复杂数据对象和复杂数据类型的支持。二、关系数据库系统的局限性1、关系模型对复杂对象的表达能力较差比如：缺乏对
工程、地理、测绘等领域对象所拥有的许多复杂异形结构的抽象机制和非结构化数据的表达能力。不能有效地处理多维数据。二、关系数据库系统
的局限性2、关系数据库较难支持对知识的表达与管理比如：缺乏对知识的表达、管理和处理能力，不具备演绎和推理的功能。二、关系数据
库系统的局限性3、关系模型支持的数据类型有限比如：不提供自定义数据类型机制和扩展自身数据类型集的能力。缺乏对图形、声音、时
间序列和地理信息等这样的非结构化复杂数据类型的支持。二、关系数据库系统的局限性4、关系数据库的处理能力有限比如：对WEB2.
0网站中需要的高并发处理、基于大内存和高性能的随机读写、数据的快速备份和恢复等的支持上，遇到了困难。二、关系数据库系统的局限性5
、关系操纵语言与主语言之间存在着阻抗失配这种不匹配使得查询结果的输出和显示变得比较麻烦。{所以才引入游标机制将对集合的操作转换
成对单个元组的操作}三、数据库技术新发展1、数据库技术与多学科技术的结合与渗透，产生和发展了许多新型数据库系统，如：面向对象数
据库、主动数据库、多媒体数据库、并行数据库、演义数据库、模糊数据库、联邦数据库等。三、数据库技术新发展2、出现了一些面向特定应用
领域的新型数据库技术与系统，比如：工程数据库、统计数据库、空间数据库、科学数据库等。三、数据库技术新发展3、出现了嵌入式数据库
，从而为智能化仪器设备、实时性应用系统和移动互联设备的发展和性能提升提供了技术支持。三、数据库技术新发展4、出现了新的非关系型数
据库NoSQL，基本上满足了互联网应用和大数据处理对数据库高并发读写、对海量数据的高效率存储与访问，以及对数据库的高可扩展性和高可
用性等方面的应用需求。第10章数据库保护技术10.2嵌入式数据库嵌入式数据库管理系统是指在嵌入式设备或移动设备上运行和使
用的数据库管理系统。由于用到嵌入式数据库管理系统的多是移动信息设备，诸如掌上电脑、PDA、车载设备等移动通信设备，所以嵌入式数据
库也称为移动数据库或嵌入式移动数据库。作用：主要是解决移动计算环境下数据的管理问题。第10章数据库保护技术10.3非关系
型数据库NoSQLNoSQL的全称是NotOnlySQL，其含义为“不仅仅是SQL”或“不仅仅是结构化查询”，狭义上指非关系
型数据库，广义上意指“非关系型数据存储”。一、web2.0动态网站对数据库性能的需求1、对数据库高并发读写的需求2、对海量数
据的高效率存储和访问的需求3、对数据库的高可扩展性和高可用性的需求何谓web2.0？Web2.0是相对Web1.0（2003
年以前的互联网模式）的新的一类互联网应用的统称，是一次从核心内容到外部应用的革命。Web1.0到Web2.0的转变主要包括：模
式上由单纯的“读”向“写”、“共同建设”发展；由被动地接收互联网信息向主动创造互联网信息迈进！基本单元构成上由“网页”向“发表
/记录的信息”发展；工具上由互联网浏览器向各类浏览器、rss阅读器等发展；运行机制上由“ClientServer”向“Web
Services”转变；作者由程序员等专业人士向全部普通用户发展；应用上由初级的“滑稽”的应用向全面大量应用发展。web
3.0Web3.0是由业内人员制造出来的概念词语，最常见的解释是：网站内的信息可以直接和其他网站相关信息进行交互，能通过第三方
信息平台同时对多家网站的信息进行整合使用。用户在互联网上拥有自己的数据，并能在不同网站上使用。完全基于web，用浏览器即可实现
复杂系统程序才能实现的系统功能。用户数据审计后，同步于网络数据。二、NoSQL数据库的概念NoSQL数据库不再支持关系数据库
管理系统（RDBMS）中事务所具有的ACID特性(原子性/Atomicity、一致性/Consistency、隔离性/Isolat
ion、持久性/Durability)；无需共享操作；不使用SQL作为查询语言；不支持JOIN处理；没有一个统一的架构；使用
松耦合类型和可扩展的数据模式来对数据进行逻辑建模；以跨多节点的数据分布模型通过数据分区将记录分散在多个节点上，支持水平伸缩；拥
有在磁盘或内存中，或者在这两者中都有的，对数据的持久化存储能力；支持大规模数据处理；大部分技术都具有开源性。三、NoSQL数
据库的特征1、易于数据的分散由于NoSQL数据库不再支持JOIN处理，各个数据都是独立设计的，这样就很容易把数据分散到多个服务
器上。由于数据被分散到了多个服务器上，减少了每个服务器上的数据量，使大量数据的写入操作和读入操作变得很容易，满足了超大规模和高并
发的web2.0纯动态社交网站的读写需求。三、NoSQL数据库的特征2、无需共享操作实现使“大量数据的写入处理更加容易”的方
案或者是提升性能，或者是增大规模。前者需要购买性能翻倍的服务器，需要投入5到10倍的经费。但为了控制成本，面向Web2.0的动态网
站通过使用多台廉价服务器的增大规模方案来提高处理能力。虽然需要对程序进行变更，但可，避免了传统关系数据库共享操作的复杂性和高昂成本
。三、NoSQL数据库的特征3、弹性可扩展关系数据库为了提高数据处理能力，采用的是购买更大型和功能更强的服务器来承载增加的负
载。针对大数据分析需要，新的NoSQL数据库利用低成本的商业硬件透明地利用新节点进行横向扩展，使NoSQL数据库具有了弹性可扩展
性。三、NoSQL数据库的特征4、灵活的数据模型具有键值对存储、列式存储、文档式存储、图形存储等多种数据模型。三、NoSQ
L数据库的特征5、异步复制早期的关系型DBMS运行在单个CPU之上，读写操作都是由单个数据库实例完成。NoSQL的复制技术使
得数据库的读写操作可以分散在运行于不同CPU之上的独立服务器上。四、NoSQL数据库的分类1、键值对存储数据库键值对（key
-value）存储数据库通常用哈希表来实现，哈希表中有一个特定的键（key）和一个指针指向特定的数据（value）。四、NoSQ
L数据库的分类2、列式存储数据库列式存储数据库是一种将同一列数据存储在一起，然后再存储下一列数据，以列簇（每个列都归属于某个列
簇）为单位进行存储、检索和权限控制的NoSQL数据库，可方便存储结构化和半结构化数据,方便数据压缩。四、NoSQL数据库的分类
3、文档式存储数据库文档式存储数据库也简称为文档数据库，是一种以键值对的方式进行存储，且值为没有强制架构的文档数据（以特定形式存
储的半结构化数据）的NoSQL数据库。四、NoSQL数据库的分类4、图形存储数据库图型存储数据库也简称图形数据库,是一种依据
图的结构，通过节点（顶点）、边和属性来表示和存储图形数据的NoSQL数据库。第10章数据库保护技术10.4面向特定应用领域的
数据库新技术一、工程数据库工程数据库(EngineeringDatabase)是一种能存储和管理各种工程图形，并能为工程设计提供各种服务的数据库。二、统计数据库统计数据库(StatisticalDatabase)是一种用来对统计数据进行存储、统计(如求数据的平均值、最大值、最小值、总和等)、分析的数据库系统。三、空间数据库空间数据库(spacialdatabase)是以描述空间位置和点、线、面、体特征的拓扑结构的位置数据及描述这些特征的性能的属性数据为对象的数据库。 |
|
