SWFCDB的研究与探索 第2页
1 引言
数据库技术是当代计算机科学的重要分支，也一直是目前计算机科学的一个重点热门研究领域，其历史追溯到六十年代C. W. Bachman提出的数据图。而自七十年代F. Codd的关系数据库理论与模型的问世之后，八十年代中至九十年代初，数据库(DB)技术蓬勃发展，日趋成熟[1]。迄今为止，已经经历了两代（第一代的网状、层次数据库系统；第二代的关系数据库系统）数据库系统的技术积累和正在进行开发的第三代数据库（以面向对象模型为主要特征的数据库系统）的推动，使DB技术取得了辉煌的成就与发展。
关系数据库属于第二代数据库技术，在70～80年代得到长足的发展和广泛而有效地应用，80年代，关系数据库成为应用的主流，几乎所有新推出的数据库管理系统(Database Management System, DBMS) 产品都是关系型的，他在计算机数据管理的发展史上是一个重要的里程碑，这种数据库具有数据结构化、最低冗余度、较高的程序与数据独立性、易于扩充、易于编制应用程序等优点，目前较大的信息系统都是建立在关系数据库系统理论设计之上的。像Oracle公司的Oracle 10i、IBM公司的DB2、还是微软的SQL Server等都是关系型数据库。
开发自主知识产权的系统软件一直是我国软件产业发展的目标。作为信息处理的核心软件之一，数据库系统是除操作系统外最重要的核心软件，是数据处理的核心，也是我国信息化建设中需求量最大、应用最广泛的基础性软件[3]。发展国产数据库系统，将对我国软件产业及相关产业发挥重大影响。本文对SWFCDB进行了研究和探索，已实现SWFCDB第一层和第二层的基本功能（包括可视化新建数据库，删除数据库，新建表，删除表，插入记录，返回记录等功能），完成了B+树算法的探索和实现，完成了SWFCDB网络模型的探索和实验（包括基于完成端口模型的服务器接口和基于Event Select 模型的客户端接口实现）。下面具体介绍SWFCDB第一层、第二层、B+树算法和网络模型的设计思想和实现。
2 数据库系统发展现状
随着用户应用需求的提高、硬件技术的发展和Internet / Intranet 提供的丰富多彩的多媒体交流方式，促进了数据库技术与网络通信技术、人工智能技术、面向对象程序设计技术、并行计算技术等相互渗透，互相结合，成为当前数据库技术发展的主要
特征，形成了数据库新技术。
2.1 面向对象数据库系统
面向对象的方法和技术对数据库发展的影响最为深远，他起源于程序设计语言，把面向对象的相关概念与程序设计技术相结合，是一种认识事物和世界的方法论，他以客观世界中一种稳定的客观存在实体对象为基本元素，并以“类”和“继承”来表达事物间具有的共性和他们之间存在的内在关系。面向对象数据库系统将数据作为能自动重新得到和共享的对象存储，包含在对象中的是完成每一项数据库事务处理指令，这些对象可能包含不同类型的数据，包括传统的数据和处理过程，也包括声音、图形和视频信号，对象可以共享和重用。面向对象的数据库系统的这些特性通过重用和建立新的多媒体应用能力使软件开发变得容易，这些应用可以将不同类型的数据结
合起来。面向对象数据库系统的好处是他支持WWW应用能力。然而，面向对象的数据库是一项相对较新的技术尚缺乏理论支持，他可能在处理大量包含很多事务的数据方面比关系数据库系统慢得多，但人们已经开发了混合关系对象数据库，这种数据库将关系数据库管理系统处理事务的能力与面向对象数据库系统处理复杂关系与新型数据的能力结合起来[2]。
2.2 分布式数据库系统
分布式数据库系统（Distributed Database System，DDBS）是在集中式数据库基础上发展起来的，是数据库技术与计算机网络技术、分布处理技术相结合的产物。分布式数据库系统是地理上分布在计算机网络不同结点，逻辑上属于同一系统的数据库系统，能支持全局应用，同时存取两个或两个以上结点的数据。分布式数据库系统的主要特点是：（1）数据是分布的。数据库中的数据分布在计算机网络的不同结点上，而不是集中在一个结点，区别于数据存放在服务器上由各用户共享的网络数据库系统。（2）数据是逻辑相关的。分布在不同结点的数据，逻辑上属于同一个数据库统，数据间存在相互关联，区别于由计算机网络连接的多个独立数据库系统。（3）结点的自治性。每个结点都有自己的计算机软、硬件资源、数据库、数据库管理系统（即Local Database Management System，LDBMS 局部数据库管理系统），因而能够独立
地管理局部数据库[1]。
2.3 多媒体数据库系统
多媒体数据库系统（Multi - media Database System ，MDBS）是数据库技术与多媒体技术相结合的产物。在许多数据库应用领域中，都涉及到大量的多媒体数据，这些与传统的数字、字符等格式化数据有很大的不同，都是一些结构复杂的对象。它们数据量大，结构复杂，大多是非结构化的数据，来源于不同的媒体且具有不同的形式
和格式。时序性强，数据传输要求连续性、稳定，否则出现失真而影响效果[1]。
2.4 知识数据库系统
知识数据库系统的功能是如何把由大量的事实、规则、概念组成的知识存储起来，进行管理，并向用户提供方便快速的检索、查询手段。因此，知识数据库可定义为：知识、经验、规则和事实的集合。知识数据库系统应具备对知识的表示方法，对知识系统化的组织管理，知识库的操作，库的查询与检索，知识的获取与学习，知识的编
辑，库的管理等功能。知识数据库是人工智能技术与数据库技术的结合[2]。
2.5 并行数据库系统
并行数据库系统是并行技术与数据库技术的结合，其发挥多处理机结构的优势，将数据库在多个磁盘上分布存储，利用多个处理机对磁盘数据进行并行处理，从而解决了磁盘“I/O”瓶颈问题，通过采用先进的并行查询技术，开发查询间并行、查询内并行以及操作内并行，大大提高查询效率。其目标是提供一个高性能、高可用性、高扩展性的数据库管理系统，而在性能价格比方面，较相应大型机上的DBMS高得多。并行数据库系统作为一个新兴的方向，需要深入研究的问题还很多，但可以预见，由于并行数据库系统可以充分地利用并行计算机强大的处理能力，必将成为并行计算机最重要的支撑软件之一[2]。
2.6 模糊数据库系统
模糊性是客观世界的一个重要属性，传统的数据库系统描述和处理的是精确的或确定的客观事物，但不能描述和处理模糊性和不完全性等概念，这是一个很大的不足，为此，开展模糊数据库理论和实现技术的研究，其目标是能够存储以各种形式表示的模糊数据，数据结构和数据联系、数据上的运算和操作、对数据的约束(包括完整性和安全性)、用户使用的数据库窗口用户视图、数据的一致性和无冗余性的定义等都是模糊的，精确数据可以看成是模糊数据的特例，模糊数据库系统是模糊技术与数据库技术的结合，由于理论和实现技术上的困难，模糊数据库技术近年来发展不是很理想，但他已在模式识别、过程控制、案情侦破、医疗诊断、工程设计、营养咨询、公共
服务以及专家系统等领域得到较好的应用，显示了广阔的应用前景[1]。
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