【小资说库】第2期 数据库发展历史

上一期我们聊了数据库和数据库管理系统。

这一期我们再来扒一扒数据库的发展历史。

受硬件和软件发展水平的影响，数据库发展阶段大致划分为如下几个阶段：人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段、高级数据库阶段。

人工管理阶段

年代 上世纪50年代中期以前 。

背景      计算机主要用于科学计算 。

硬件上，外存只有磁带、卡片、纸带，没有磁盘等直接存取的存储设备 。

软件上，没有操作系统、没有管理数据的软件。

数据处理方式是批处理。

因为无系统管理软件，数据与程序不具有独立性 。数据的组织方式由程序员自行设计。

应用程序与数据的关系：一 一对应，数据面向应用程序。

文件系统阶段

年代   从上世纪50年代后期到60年代中期

背景    计算机不仅用于科学计算，还大量用于管理。

硬件上，外存储器有了磁盘、磁鼓等直接存取的存储设备；

软件上，操作系统中已经有了专门的管理数据软件（文件系统）。

数据处理方式有文件批处理和联机实时处理。

因此这阶段依然存在数据和程序缺乏独立性 、增删数据困难的缺点。

文件系统的三个缺陷：数据冗余性、 数据不一致性、数据联系弱。

数据库系统阶段

年代 上世纪60年代后期开始。

背景    计算机更大规模的用于管理，数据量急剧增长，数据的共享要求越来越强；

硬件上，外存储器有了大容量的磁盘；

软件价格上升，硬件价格下降；

数据处理方式上，联机实时处理要求更多了，并开始提出和考虑分布处理。

特点    面向全组织的复杂的数据结构（结构化、集成化）；

数据冗余度小，易扩充；

引进DBMS，实现了数据的：独立性、安全性、完整性、并发控制

数据的最小存取单位是数据项；实现数据共享的最小单位是数据项。

总结：

一、人工管理阶段:特点
数据的管理者：人
数据面向的对象：某一应用程序
数据的共享程度：无共享,冗余度极大
数据的独立性：不独立，完全依赖于程序
数据的结构化：无结构
数据控制能力：应用程序自己控制
二、文件系统阶段:特点
数据的管理者：文件系统
数据面向的对象：某一应用程序
数据的共享程度：共享性差,冗余度大
数据的独立性：独立性差
数据的结构化：记录内有结构，整体无结构
数据控制能力：应用程序自己控制
三、数据库系统阶段:特点
数据的管理者：数据库管理系统
数据面向的对象：整个应用系统
数据的共享程度：共享性高，冗余度小
数据的独立性：具有高度的物理独立性和逻辑独立性
数据的结构化：整体结构化，用数据模型描述
数据控制能力：由数据库管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力

（编者注：通过理解上一期所说的数据库和数据库管理系统的概念，我们不难总结出：人工管理阶段和文件系统阶段的数据库只是存放数据的库，而数据库系统阶段和高级数据库阶段，则不仅有库，而且已经是DBMS了）

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进入数据库系统阶段后，DBMS的发展先后发展出了网状型数据库、层次型数据库和关系数据库。

网状型数据库
最早出现的网状型DBMS数据库，是美国通用电气公司Bachman等人在1961年开发成功的IDS（Integrated DataStore）。

1961年通用电气公司（General ElectricCo.）的Charles Bachman ；成功地开发出世界上第一个网状DBMS也是第一个数据库管理系统——集成数据存储（Integrated DataStore IDS），奠定了网状数据库的基础，并在当时得到了广泛的发行和应用。

IDS ，具有数据模式和日志的特征。但它只能在GE主机上运行，并且数据库只有一个文件，数据库所有的表必须通过手工编码来生成。之后，通用电气公司一个客户——BF Goodrich Chemical 公司最终不得不重写了整个系统。并将重写后的系统命名为集成数据管理系统（IDMS）。

1973年Cullinane公司（也就是后来的Cullinet软件公司），开始出售Goodrich公司的IDMS改进版本，并且逐渐成为当时世界上最大的软件公司。

网状数据库模型对于层次和非层次结构的事物都能比较自然的摸拟，在关系数据库出现之前网状DBMS要比层次DBMS用得普遍。在数据库发展史上，网状数据库占有重要地位。
特点：它反映着现实世界中实体间更为复杂的联系，其基本特征是，结点数据间没有明确的从属关系，一个结点可与其它多个结点建立联系。
如图所示的四个城市的交通联系，不仅是双向的而且是多对多的。

层次型数据库

层次型DBMS是紧随网络型数据库而出现的，最著名最典型的层次数据库系统是IBM 公司在1968 年开发的IMS（Information Management System）。IMS，一种适合其主机的层次数据库。这是IBM公司研制的最早的大型数据库系统程序产品。从60年代末产生起，如今已经发展到IMS15，提供群集、N路数据共享、消息队列共享等先进特性的支持。这个具有50年历史的数据库产品在如今的WWW应用连接、商务智能应用中扮演着新的角色。

（编者注：特意查到的IMS官网奉上。https://www.ibm.com/it-infrastructure/z/ims）

层次型数据库图示如下：

关系数据库

网状数据库和层次数据库已经很好地解决了数据的集中和共享问题，但是在数据独立性和抽象级别上仍有很大欠缺。用户在对这两种数据库进行存取时，仍然需要明确数据的存储结构，指出存取路径。而后来出现的关系数据库较好地解决了这些问题。

主流的关系数据库有：Oracle(中文名叫甲骨文)公司的Oracle数据库；IBM(中文名称是国际商务机器公司)的DB2，Informix；微软的SQL Server，Access；Sybase公司的Sybase；以及开源数据库MySQL、Postgres等。

发展趋势：

随着信息管理内容的不断扩展，出现了丰富多样的数据模型（层次模型，网状模型，关系模型，面向对象模型，半结构化模型等），新技术也层出不穷（数据流，Web数据管理，数据挖掘等）。每隔几年，国际上一些资深的数据库专家就会聚集一堂，探讨数据库研究现状，存在的问题和未来需要关注的新技术焦点。

各种新型的数据库技术：演绎数据库、主动数据库、基于逻辑的数据库、时态数据库、模糊数据库、并行数据库、多媒体数据库、内存数据库……….

数据库发展大事记：

1951：Univac系统使用磁带和穿孔卡片作为数据存储。
1956：IBM公司在其Model 305 RAMAC中第一次引入了磁盘驱动器
1961：通用电气(GE)公司的Charles Bachman开发了第一个数据库管理系统——IDS
1969： E.F. Codd发明了关系数据库。
1973：由John J.Cullinane领导Cullinane公司开发了 IDMS——一个针对IBM主机的基于网络模型的数据库。
1976：Honeywell公司推出了Multics Relational Data Store——第一个商用关系数据库产品。
1979：Oracle公司引入了第一个商用SQL关系数据库管理系统。
1983：IBM推出了DB2数据库产品。
1985：为Procter & Gamble系统设计的第一个商务智能系统产生。
1991：W.H.“Bill” Inmon发表了”构建数据仓库”。

前期汇总：

【小资说库】第1期 什么是数据库