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第 12章 数据库研究和应用的新领域
数据库的研究可以划分为三大类
关于数据模型的研究
经历了层次模型、网状模型、关系模型、语义模型、面向对象模型等的研究过程
关于新技术的研究
主要是数据库技术与其他技术相结合而派生出来的新的研究领域
关于数据库应用的研究
数据库的应用领域非常广泛
2
数据库研究和应用的新领域
并行数据库
主动数据库
知识库
多媒体数据库
模糊数据库
工程数据库
空间数据库
3
并行数据库
并行数据库是在并行计算机上具有并行处理能力的数据库系统，它是数据库技术与计算机并行处理技术相结合的产物。
4
并行数据库的可行性
由于数据库模型、特别是关系数据库模型本身就有极大的并行可能性，因此将并行处理技术与数据库技术结合是完全可行的。在关系数据库中，
数据库是元组的集合，数据库操作实际是对集合的操作，许多情况下可以将其分解为对一系列子集合的操作。由于这些子集合操作不具有数据相关性，因而具有潜在的并行处理可能。
5
并行数据库研究的主要内容
实现并行数据库操作的并行算法的研究，它要解决如何对数据库进行并行操作的问题；
并行数据库物理存储结构的研究，它要考虑如何划分多处理机、如何划分或共享磁盘及内存等，
以保证能实现对数据库的并行操作；
并行查询优化的研究，查询优化是数据库领域的一个传统课题，但并行查询优化更加复杂，实现起来也困难得多。
6
主动数据库
传统的数据库是被动地提供服务的
数据库能否主动提供服务？
什么是主动服务？
7
主动服务
主动数据库通常采用的方法是在传统数据库中嵌入 ECA（ Event Condition Active即事件 -条件 -动作）
规则，即在某一事件发生时，触发数据库管理系统去检测当前数据库的状态，如果满足设定的条件，便执行规定的动作（程序）。
8
主动数据库研究的主要课题
主动数据库的数据模型和知识模型，即研究如何扩充传统的数据模型，使之适应于主动数据库的要求；
执行模型，即研究 ECA规则的处理和执行方式；
条件检测，这是主动数据库系统实现的关键技术之一，由于条件的复杂性，如何高效地对条件求值对提高系统效率有很大影响；
体系结构，目前主动数据库的体系结构大多是在传统数据库管理系统的基础上，扩充事务管理部件和对象管理部件，以支持知识模型和执行模型，并增加事件侦测部件、条件检测部件和规则管理部件等。
9
知识库
数据库还可以存储和管理“知识”，使数据库智能化，这就是所谓的知识库。知识库把人类具有的知识以一定形式存入计算机，实现方便而有效地使用和管理大量的知识。
10
知识库的研究方法
一方面是从人工智能出发研究知识库，
另一方面是从数据库出发研究知识库。
事实上，知识库就是人工智能与数据库技术相结合的产物，研究如何在数据库中加入推理规则或知识，以使数据库具有推理能力或知识
11
知识库管理系统的结构
12
多媒体数据库
传统的数据库也可以存储多媒体信息
不能认为存储了多媒体信息的数据库就是多媒体数据库
多媒体数据库的一个重要特征是不仅能存储多媒体信息，而且能够高效的处理多媒体信息
13
模糊数据库
模糊技术是一种利用模糊的、不准确的数据做出正确结论的技术，它也是人工智能的一种研究方法。
传统的数据库系统描述和存储的是精确的和确定的客观事物，但不能描述和处理模糊的和不确定的数据。
模糊技术与数据库技术相结合，就是希望利用数据库来描述、存储和处理模糊数据，从而提高模糊技术的应用水平。
14
模糊数据库系统
存储、管理和操作模糊数据的数据库。
存储的是以各种形式表示的模糊数据；
数据之间的联系是模糊的；
对数据的约束（如完整性）是模糊的；
数据的处理和操作是模糊的等。
15
工程数据库
传统的数据库一般只是处理简单的对象和规范化的数据，这样的数据库不适合在工程领域的应用，
比如存放工程图纸等。而在工程领域又非常需要数据库技术的支持，为此人们又开始研究工程数据库，它针对工程应用领域的需要，对工程对象进行存储和处理，并提供相应的管理功能及良好的设计环境。
16
工程数据库还应具备如下功能：
支持复杂多样的工程数据的存储和管理
支持复杂对象（如图形数据）的表示和处理
支持变长结构的数据实体的处理
支持多种工程应用程序
支持模式的动态修改和扩展
支持工程长事务和嵌套事务的处理和恢复等
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空间数据库
空间数据是用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等各方面信息的数据。
空间数据库则是存储空间物体信息的数据库，并能够对空间数据进行高效的查询和处理。
空间数据库是数据库技术在地理信息系统（ GIS，
Geographical Information System） 领域的应用，
并且空间数据库是地理信息系统的基础和核心。
18
空间数据库的主要研究内容
空间数据模型
空间数据查询语言
点 -线查询，例如查询某一河流（线）上的桥梁（点）
点 -面查询，例如查询某一城市（面）的学校（点）
线 -面查询，例如查询某一高速公路（线）所经过的城镇（面）
点 -点查询，例如查询两个地点之间的距离
线 -线查询，例如查询与某一高速公路相交的所有公路等
空间数据库管理系统
19
【本章小节】
介绍了数据库研究和发展的一些新的和专门的领域。
第 12章 数据库研究和应用的新领域
数据库的研究可以划分为三大类
关于数据模型的研究
经历了层次模型、网状模型、关系模型、语义模型、面向对象模型等的研究过程
关于新技术的研究
主要是数据库技术与其他技术相结合而派生出来的新的研究领域
关于数据库应用的研究
数据库的应用领域非常广泛
2
数据库研究和应用的新领域
并行数据库
主动数据库
知识库
多媒体数据库
模糊数据库
工程数据库
空间数据库
3
并行数据库
并行数据库是在并行计算机上具有并行处理能力的数据库系统，它是数据库技术与计算机并行处理技术相结合的产物。
4
并行数据库的可行性
由于数据库模型、特别是关系数据库模型本身就有极大的并行可能性，因此将并行处理技术与数据库技术结合是完全可行的。在关系数据库中，
数据库是元组的集合，数据库操作实际是对集合的操作，许多情况下可以将其分解为对一系列子集合的操作。由于这些子集合操作不具有数据相关性，因而具有潜在的并行处理可能。
5
并行数据库研究的主要内容
实现并行数据库操作的并行算法的研究，它要解决如何对数据库进行并行操作的问题；
并行数据库物理存储结构的研究，它要考虑如何划分多处理机、如何划分或共享磁盘及内存等，
以保证能实现对数据库的并行操作；
并行查询优化的研究，查询优化是数据库领域的一个传统课题，但并行查询优化更加复杂，实现起来也困难得多。
6
主动数据库
传统的数据库是被动地提供服务的
数据库能否主动提供服务？
什么是主动服务？
7
主动服务
主动数据库通常采用的方法是在传统数据库中嵌入 ECA（ Event Condition Active即事件 -条件 -动作）
规则，即在某一事件发生时，触发数据库管理系统去检测当前数据库的状态，如果满足设定的条件，便执行规定的动作（程序）。
8
主动数据库研究的主要课题
主动数据库的数据模型和知识模型，即研究如何扩充传统的数据模型，使之适应于主动数据库的要求；
执行模型，即研究 ECA规则的处理和执行方式；
条件检测，这是主动数据库系统实现的关键技术之一，由于条件的复杂性，如何高效地对条件求值对提高系统效率有很大影响；
体系结构，目前主动数据库的体系结构大多是在传统数据库管理系统的基础上，扩充事务管理部件和对象管理部件，以支持知识模型和执行模型，并增加事件侦测部件、条件检测部件和规则管理部件等。
9
知识库
数据库还可以存储和管理“知识”，使数据库智能化，这就是所谓的知识库。知识库把人类具有的知识以一定形式存入计算机，实现方便而有效地使用和管理大量的知识。
10
知识库的研究方法
一方面是从人工智能出发研究知识库，
另一方面是从数据库出发研究知识库。
事实上，知识库就是人工智能与数据库技术相结合的产物，研究如何在数据库中加入推理规则或知识，以使数据库具有推理能力或知识
11
知识库管理系统的结构
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多媒体数据库
传统的数据库也可以存储多媒体信息
不能认为存储了多媒体信息的数据库就是多媒体数据库
多媒体数据库的一个重要特征是不仅能存储多媒体信息，而且能够高效的处理多媒体信息
13
模糊数据库
模糊技术是一种利用模糊的、不准确的数据做出正确结论的技术，它也是人工智能的一种研究方法。
传统的数据库系统描述和存储的是精确的和确定的客观事物，但不能描述和处理模糊的和不确定的数据。
模糊技术与数据库技术相结合，就是希望利用数据库来描述、存储和处理模糊数据，从而提高模糊技术的应用水平。
14
模糊数据库系统
存储、管理和操作模糊数据的数据库。
存储的是以各种形式表示的模糊数据；
数据之间的联系是模糊的；
对数据的约束（如完整性）是模糊的；
数据的处理和操作是模糊的等。
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工程数据库
传统的数据库一般只是处理简单的对象和规范化的数据，这样的数据库不适合在工程领域的应用，
比如存放工程图纸等。而在工程领域又非常需要数据库技术的支持，为此人们又开始研究工程数据库，它针对工程应用领域的需要，对工程对象进行存储和处理，并提供相应的管理功能及良好的设计环境。
16
工程数据库还应具备如下功能：
支持复杂多样的工程数据的存储和管理
支持复杂对象（如图形数据）的表示和处理
支持变长结构的数据实体的处理
支持多种工程应用程序
支持模式的动态修改和扩展
支持工程长事务和嵌套事务的处理和恢复等
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空间数据库
空间数据是用于表示空间物体的位置、形状、大小和分布特征等各方面信息的数据。
空间数据库则是存储空间物体信息的数据库，并能够对空间数据进行高效的查询和处理。
空间数据库是数据库技术在地理信息系统（ GIS，
Geographical Information System） 领域的应用，
并且空间数据库是地理信息系统的基础和核心。
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空间数据库的主要研究内容
空间数据模型
空间数据查询语言
点 -线查询，例如查询某一河流（线）上的桥梁（点）
点 -面查询，例如查询某一城市（面）的学校（点）
线 -面查询，例如查询某一高速公路（线）所经过的城镇（面）
点 -点查询，例如查询两个地点之间的距离
线 -线查询，例如查询与某一高速公路相交的所有公路等
空间数据库管理系统
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【本章小节】
介绍了数据库研究和发展的一些新的和专门的领域。
