从关系数据库到面向对象数据库的发展概述
时间：2021-04-08 07:56:12 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘要：该文主要论述了在数据库技术发展的过程中起主导作用的关系数据库的特征及其发展历程，同时阐述了面向对象数据库的特征以及其必然取代关系数据库成为数据库技术发展和研究的新的热点。
关键词：数据库技术；关系数据库；面向对象数据库
中图分类号：TP311.138文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2011)21-5061-02
From Relational Databases to Object-oriented Database Development Overview
ZHANG Ying
(Liaoning Technical University, Fuxin 123000, China)
Abstract: This paper discusses features and development of the relational databases.It plays a leading role in the process of development in database technology.This papers also describes the characteristics of object-oriented database.It is bound to replace the relational database and become a new hot spot of database technology development and research.
Key words: database technology; relational databases; object-oriented database
计算机技术的几乎每一项内容都是“数据”这一核心展开的：数据的加工处理和存储，数据的传输与共享，数据的管理问题等。数据库技术作为应用系统的底层支撑技术与数据的管理、数据的存储、数据的处理等无不密切相关。随着计算机技术的飞速发展，新的应用系统要求数据库技术不断推陈出新，适应新的要求。下面主要论述数据库技术从关系数据库到面向对象数据库的发展历程。
1 关系数据库时代
计算机使用的初期数据管理功能主要是由文件系统来实现，文件的使用者对数据的操作繁琐而低效。60年代末，数据库技术应运而生，经历了层次数据库、网状数据库，发展到70年代的关系数据库时期。关系数据库理论的诞生特别是其标准查询语言SQL语言的发明，对数据库技术的发展起到了巨大的推动作用，SQL语言把早期数据库管理系统中各种独立的功能如查询、数据修改、数据定义和控制等集成在单一的语言环境内，因此达到了简单、易学、易用的目的。
关系数据库系统管理的数据以二维表的形式进行存储；表之间的数据联系是通过一个表的键与另一个表的键的连接来实现。关系数据库系统为其管理的数据提供并发控制、应急恢复和可伸缩性等功能。关系数据库系统提供了强大的查询功能以及十分方便、易于使用的非过程化查询语言“SQL”，这些优点使得关系型数据库得到广泛的应用。
随着计算机网络的发展和使用，计算机应用的网络化也同时推动了数据库系统的网络化。80年代后期，客户机/服务器（C/S）结构逐渐取代了传统的主机系统，在这种结构中应用系统一分为二，数据库服务器负责数据管理部分，客户机负责应用程序与用户的接口，彼此通过网络交换信息。
关系数据库也从传统的单机模式，演变成客户机/服务器结构中的数据库服务器模式。在数据库服务器中运行着各种类型的关系数据库产品。进入90年代，Internet/Intranet以及Web技术在全球被普遍接受。使得基于Internet/Intranet技术的计算环境被采纳的速度比历史上任何其他信息技术都要快。这种计算结构的实质就是将越来越多应用软件从“胖”客户机上移开，转移到应用软件服务器和数据库服务器上，从而使得大量的分散的客户机变“瘦”，使之易于维护和管理。
2 关系数据库存在的问题
计算结构模式的改变，重心的转移，对数据库服务器和应用软件服务器提出了新的要求。一方面要求数据库必须能够支持越来越复杂的应用程序，必须能够支持越来越多的用户，另一方面还要求数据库支持更多类型的数据。这些数据包括结构化数据以及大量非结构化的多媒体数据（如：图像、图形、资料、时间序列等）。传统的RDBMS在处理这些复杂的数据类型时，就显得有些力不从心。数据表达是一个问题，复杂数据类型的处理方法也是一个问题。解决这一问题的关键是在数据库系统中加入面向对象技术。
3 面向对象数据库的实现途径
在面向对象技术和数据库技术相结合的过程中，基本上是沿着两条途径发展的：一种是建立纯粹的面向对象数据库管理系统（即OODBMS），这种途径往往是以一种面向对象语言为基础，增加数据库的功能，主要是支持持久对象和实现数据共享。面向对象的数据库不仅在处理多媒体等数据类型时可以做到游刃有余，而且在应用系统开发速度和维护等方面有着极大的优越性。面向对象数据库系统产生于80年代后期，它利用类的设置来描述复杂对象，利用类中封装的方法来模拟对象的复杂行为，利用继承性来实现对象的结构和方法的重用。面向对象数据库系统对一些特定应用领域（例如CAD等），能较好地满足其应用需求。但是，这种纯粹的面向对象数据库系统并不支持SQL语言，完全失去SQL语言原有的优势，因而其应用领域受到了很大的局限。
另一种途径是对传统的关系数据库加以扩展，增加面向对象的特性，把面向对象技术与关系数据库相结合，建立对象关系数据库管理系统（ORDBMS），这种系统既支持已经被广泛使用的SQL，具有良好的通用性，又具有面向对象特性，支持复杂对象和复杂对象的复杂行为，是对象技术和传统关系数据库技术的最佳融合。这种类型的数据库被称为对象关系数据库。
国际著名的数据库专家，美国加州大学伯克利分校的教授MichaelStonebraker先生认为，对象关系数据库系统的四个主要特性是：SQL环境中对基本类型扩充的支持；对复杂对象的支持；对继承性的支持；对产生式规则系统的支持以及为完全支持这些特性所需满足的特殊要求，只有满足以上四个特性才算得上真正的对象关系数据库产品。
4 对象关系数据库的现状
目前各大数据库厂商纷纷推出具有面向对象特点的关系数据库产品。这些面市的产品尽管都不能完全符合对象关系数据库理论的所有要求，但都或多或少地包含了一些对象技术的特征。下面分别述评如下。
1) IBM公司的DB2
1995年7月，IBM公司交付了其对象关系型数据库管理系统DB2/V2。DB2/V2提供了一组广泛的新特征，这些特征组合起来可以支持集成的内容搜索。
利用由DB2提供的对象关系型特征，DB2的基于内容的搜索能力可以扩展到诸如文本、图像、视频、音频等新的数据类型。为了使这一扩展不仅可行，而且还易于实现，IBM同其客户和独立的软件开发商通力合作，创建了关系数据库扩展程序，这是一个预先包装的用户定义类型、用户定义函数、触发器、约束以及存储过程的集合，可以很容易地装入到DB2的SQL核心中，以支持集成内容搜索。使用关系数据库的扩展程序，用户可以把文本文档、图像、视频等数据同常规数据一样存储在DB2的表格中。
IBM推出的DB2/V2数据库系统包含了对用户自定义数据类型、用户自定义函数的支持，并且支持大型对象数据的存取和查询，这些都是对象关系数据库的一些基本特征。但DB2/V2对继承、多态等对象技术还没有支持。
2) Oracle公司的Oracle数据库系列产品
1997年6月25日，Oracle公司在全球举行了隆重的Oracle8产品发布会，Oracle8是一个紧密集成的对象关系数据库管理系统解决方案，它没有像其他的数据库产品那样只是在现有的关系数据库上附加一个采用对象技术的外壳，或者在关系数据库和客户端应用软件之间提供一个对象服务器网关。而是允许用户以处理关系数据的同样方式来处理对象数据，而且为处理对象数据专门设计了新功能。
当然，Oracle的数据库产品也只是在数据类型和内容上实现了面向对象的处理特征，其提出的包的概念在某种意义上实现了数据及其操作的封装，但是面向对象技术的重要特征诸如继承性、多态性等还没有实现。
3) Sybase公司的AdaptiveServer
在对象技术的实现方面，Sybase采用了“组件事务服务器”来支持分布式事务，支持对象管理，加入对特殊数据类型存储的支持，这些数据包括地理空间信息、时间序列数据、多媒体、图像内容等。Sybase虽然没有强调自己的数据库是对象关系数据库，但其产品中已经包含了某些对象技术。
目前使用的对象关系数据库产品并不能完全符合对象关系数据库的几条规则，在技术实现上也不尽相同，对对象技术的支持程度也参差不齐，但是这都阻挡不了对象关系数据库在未来越来越广泛的应用以及其取代关系数据库的霸主地位的发展趋势。
