发展展望(数据库)

时间：2022-12-12 12:30:02 | 来源：信息时代

时间：2022-12-12 12:30:02 来源：信息时代

    发展展望 : 数据库技术是十分活跃的研究领域,每年都有数以千计的学术论文在学术会议或学术刊物上发表,每隔几年就会出现新的研究方向,并取得新的研究成果或提出新的解决方案,然后转换为新的产品并投放市场。
丰富的数据、应用的需求、计算机技术及相关技术的发展是推动数据库发展的主要动力。随着计算机系统硬件技术的进步、Internet和Web技术的发展,需要利用数据库技术管理的数据对象产生了巨大的变化,数据种类越来越多、数据结构越来越复杂、数据量剧增、应用领域广泛,可以说数据无处不在、数据管理无处不需,它为数据库技术带来了新的需求、新的挑战和新的发展机遇。
Internet、Web、科学研究、数字图书馆、电子商务等已经成为数据和信息处理需求的重要来源。随着Internet的广泛应用,金融机构、电信部门和各种企业越来越依赖网络和计算机来处理、交换和传输关键业务数据; 另一个重要的数据来源是自然科学,特别是物理学、生物学、生命科学、保健科学和工程学,这些领域产生了大量复杂的科学数据; 还有传感器网络的发展和应用,大量物体通过微型传感器实时地、连续地产生大量状态数据,如物体的位置、温度和运动状态数据等,采集这些信息,可以用来探测和监控这些物体,因此,传感器网络成为又一个新的数据来源。
数据种类越来越多。数字类型和字符串数据类型是传统的数据库管理的主要数据对象。现在,图形、图像数据、视频数据、音频数据、文本数据、动画、多媒体文档、数据仓库中的Cube类型数据、多维数据、Web上的HTML、XML数据、时间序列数据、流数据、过程或行为数据等都已经成为数据库要管理的数据。
数据结构越来越复杂。新的数据类型一般都具有复杂的结构,可以是半结构的或无结构的,或者是没有清晰结构的。对复杂数据的建模比传统的结构化数据要困难和复杂得多。因此,对它们的数据操作、存储策略、存取方法和服务质量也随之复杂得多。
数据量越来越巨大。数据采集和数字化技术的飞速发展,使得今天人们可以获得的数据量正在以TB(tera bytes,10¹²⁾和PB(peta bytes,10¹⁵⁾数量级增长。
数据的巨大变化给数据管理技术提出了一系列挑战性问题。如DBMS的架构问题,是在传统的DBMS中增加对复杂数据类型的存储和处理功能,还是应该重新思考DBMS基本架构,它是当前数据库界面临的重要问题。还有对复杂数据的数据建模、数据查询和检索及服务质量问题,对海量数据的数据存储、管理和使用问题等。这些问题不仅涉及数据库技术,而且涉及网络、多媒体、人机交互、全文检索、海量存储技术等众多领域,数据库的研究和发展需要多学科的交叉和融合。
数据库应用领域也在发生巨大变化,呈现了多元化的明显特点,无处不在的数据管理需求使得数据库的应用无处不在。20世纪80年代以后,出现了一大批新的数据库应用,如工程设计与制造、办公自动化、实时数据管理、科学与统计数据管理、多媒体数据管理等。进入20世纪90年代以后,数据库的应用从联机事务处理扩展到联机分析处理,数据仓库、OLAP分析、数据挖掘等技术为企业商务智能高层决策应用提供了强有力的支持。数字图书馆、工作流管理也成为数据库的重要应用领域。20世纪90年代以后,最主要的应用领域要数Internet、Web。这是一个全新的应用领域和应用环境,向数据库提出了前所未有的应用需求,电子商务、电子政务、Web医院、Web信息管理、Web信息检索、远程教育等一大批新一代数据库应用应运而生。在Internet应用环境下,所有应用已经从企业内部扩展为跨企业间的应用。在最成熟的传统事务处理应用领域,数据库应用也已经从封闭的企业或部门内部的处理方式发展为以网络和Internet为基础,跨部门、跨行业开放的处理方式,需要DBMS对信息安全和信息集成提供更有力的保障和支持。在应用领域,Internet是当前最主要的驱动力。Internet的飞速发展,Web迅速成为全球性的分布式计算环境,Web上有极其丰富的数据资源。如何获取Web上的有用数据并加以综合利用,成为一个广泛关注的研究领域。
另一个重要的应用领域是科学研究领域。这些研究领域产生大量复杂的数据,需要比目前数据库技术和产品提供更高级的支持。同时,它们也需要信息集成机制,需要对那些在数据分析和对顺序数据的处理过程中产生的中间数据进行管理,需要和全球范围内的数据网格进行集成。
数据库应用不再限于机构内部的商务逻辑管理,而是面向开放的和有更多其他要求的应用环境。分布自治(distributed autonomy)的计算环境、移动环境、实时处理要求、隐私保护等成为数据库的研究题目。新一代应用提出的挑战极大地激发了数据库技术的研究和开发者,使数据库技术的研究和开发不断深入、不断扩大。
源源不断的应用需求永远是数据库技术最重要的发展动力。
另一个推动数据库研究发展的动力是计算机硬件和相关技术的成熟。计算机硬件的发展,磁盘和内存容量变得越来越大,成本却变得越来越便宜,访问时间和网络带宽也得到了改善,CPU将会越来越快,处理器高速缓存(cache)有了爆炸性增长,并且增加了层次,数百TB的数据库不久将会拥有数个TB的内存缓冲池。除了太大的数据库表之外,其他信息都可驻留在内存。这些技术将使得当前数据库系统体系结构的基础假定失效,这些变化使得传统的DBMS技术也面临巨大挑战,数据模型、存取方法、查询算法、并发控制、恢复、查询语言及用户操作界面等课题,虽然过去都有了较充分的研究,然而计算机硬件技术的发展在改变着规则,要求人们对传统数据库存储管理和查询处理算法重新加以评估,数据结构、算法需要在新的计算机体系结构下重新研究设计,DBMS要充分利用硬件的进步。
相关技术迅速发展和成熟。OLAP和数据挖掘技术已成为数据库系统的重要组成部分;Web搜索引擎使得信息检索成了不可缺少的应用,这个检索技术也需要与经典的数据库搜索技术结合; 许多人工智能的研究领域,也产生了能够与数据库技术结合的技术,这些技术使我们能够处理语音、自然语言、不确定性推理、机器学习等问题。
数据库学科发展会以数据库技术与其他相关新技术的结合,呈现多学科交叉及融合的趋势。综观数据库技术的研究,其新的热点将会不断涌现。