广东2020年南方电网校园招聘考试计算机知识：数据库技术的发展

数据库技术的发展
 
一、分布式数据库系统
分布式数据库系统是在集中式系统的基础上发展而来的。集中式数据库系统是指所有工作都由一台计算机完成。
分散式数据库系统是指采用将数据分散的方法，把数据库分成多个，建立在多台计算机上。
分布式数据库系统是指通过网络通信把分散在各处的数据库系统连接起来。它兼有集中式和分散式的优点。
分布式数据库系统具有的优点为：
(1)具有灵活的体系结构；
(2)适应分布式的管理和控制机构；
(3)经济性能优越；
(4)系统的可靠性高、可用性好；
(5)局部应用的响应速度快；
(6)可扩展性好，易于集成现有的系统。
分布式数据库系统的缺点为：
(1)系统开销较大，主要花在通信部分
(2)复杂的存取结构在集中式系统中是有效存取数据的重要技术，但在分布式系统中不一  定有效
(3)数据的安全性和保密性较难处理。
    分布式数据库系统可分成下面三类：同构同质型DDBS，同构异质型DDBS，异构型DDS。
 
二、分布式数据库系统的体系结构
分布式数据库的数据存储技术有数据分配和数据分片两种策略。
1．数据分配是指数据在计算机网络各场地上的分配策略。一般有四种分配策略：
(1)集中式：所有数据均安排在同一个场地上；
(2)分割式：所有数据只有一份，分别被安置在若干个场地；
(3)全复制式：数据在每个场地重复存储；
(4)混合式：数据库分成若干可相交的子集，每一子集安置在一个或多个场地上，但是每一场地未必保存全部数据。
对于上述四种分配策略，有四个评估因素：存储代价、可靠性、检索代价和更新代价。2．数据分片是通过关系代数的基本运算实现的数据分片，其主要的分片方式有下面三种：（1）水平分片
（2）垂直分片
（3）混合型分片
在定义各种分片时必须遵守三个条件，即完备性条件、重构条件、不相交条件。
3．分布式数据库的体系结构
分布式数据库系统的体系结构为理解分布式数据库提供了一种通用的概念结构。这个
结构从整体上可以分为两大部分：下面是集中式数据库原有的体系结构，代表各个场地上局部数据库系统的基本结构；上面是分布式数据库系统增加的结构，分成四级，即全局外模式、全局概念模式、分片模式、分配模式。它有三个显著的特征：(1)数据分布独立性；(2)数据冗余的显式控制；(3)局部DBMS的独立性。
三、分布式查询处理
    在分布式查询中，数据传输量是衡量查询时间的一个主要指标，不同场地间的联接操作和并操作是导致数据传输的主要原因。分布式查询中有基于半联接的查询优化策略和基于联接的查询优化策略。基于半联接的查询优化策略是常用的技术。在分布式查询处理时，究竟用半联接还是联接方案，取决于数据传输和局部处理的相对费用。如果认为传输费用是主要的，那么采用半联接策略比较有利。如果认为还必须考虑局部处理费用，则采用联接策略较好。
 
四、客户／服务器结构的分布式系统
    客户／服务器结构与分布式结构是两个不同的概念。在分布式DBS中，DBMS软件分成客户级和服务器级两级。客户级处理全局查询，并分解成各个场地的局部查询，向服务器发出应用请求。服务器级处理局部查询，完成事务处理和数据访问的控制，再把结果返回给客户机。
把DBMS的功能划分成客户级和服务级两级，一般采用下面两种方法：
(1)把集中式DBMS的功能放在服务器一级；
(2)基于面向对象方法，把DBMS的软件功能以更加集成的方式划分到客户机和服务器中。在处理SQL查询语言方面，客户机和SQL服务器之间将以下列方式配合：
(1)客户机接受并分析用户查询，把它分解成若干独立场地上查询，并发送到各个服务器场地；
(2)每个服务器处理局部查询，然后把导出的关系发回客户机场地；
(3)客户机场地结合各子查询的结果，组合产生原始查询的结果。
在典型的分布式DBMS中，把软件模块划分成三个级别：服务器级软件、客户机软件和通信软件。
    
五、对象联系图
    平面关系模型中不允许属性值具有复合结构。嵌套关系模型中允许关系的属性值既可以
是一个关系，又可以出现多次嵌套。复合对象模型中的属性类型可以是基本数据类型、结构
类型或集合类型。
    对象联系图完整地揭示了数据之间的联系。椭圆代表对象类型(相当于实体型)，椭圆之间的边表示其间的函数，单箭头表示函数值是单值，双箭头表示函数值是多值。小圆圈表示属性是基本数据类型。
 
六、对象关系数据库
ORDB的定义语言。
(1)数据类型的定义：在对象关系模型中，属性可以是复合类型。复合类型有四种：结构类型、数组类型、多集类型、集合类型。数据类型可以嵌套
(2)继承性的定义：包括类型级的继承性和表级的继承性。即子类型继承超类型的全部属性，子表继承超表的全部属性。子表和超表应满足两个一致性要求，即超表中每个元组最多可以与每个子表中的一个元组对应，子表中的元组在继承的属性上和对应的超表中元组具有相同的值；子表中每个元组在超表中恰有一个元组对应，并在继承的属性上有相同的值
(3)引用类型的定义：数据类型可以嵌套定义，若要实现递归，就要采用函数概念。也就是在嵌套引用时，不是引用对象本身的值，而是引用对象标识符。
    ORDB的查询语言。(1)当属性值为单值或结构值时，在层次之间加圆点“．”。(2)当路径中某个属性值为集合时，应为该属性定义一个元组变量。(3)聚集操作可应用于任何集合值表达式。
七、面向对象数据库    
面向对象数据模型的基本概念：
(1)对象结构
对象可以定义为对一组信息及操作的描述。对象之间的相互作用都得通过发送消息和执行消息完成。消息是对象之间的接口。
对象由三部分组成，即一组变量、一组消息和一组方法。对象的方法分成只读型和更新型两种。前者不影响对象中变量的值，后者可以改变变量的值。同样，消息也分成只读型和更新型两种。
在面向对象模型中，实体的每个属性应该用一个变量和两个消息表示。变量用来存储属性的值，一个消息用来读属性的值，另一个消息用来更新属性值。对象的定义提供了OO技术和一个重要特征一封装性。
封装性是一种信息隐蔽技术，对象的使用者只能看到对象封装界面上的信息，对象的内部对使用者是隐蔽的，其目的在于将对象的使用者和设计者分开
(2)对象类
  类是类似对象的集合。“类似“是指它们有相同的消息，使用相同的方法，具有相同的变量名和类型。
  类中每个对象也称为类的实例。类中所有对象共享一个公共的定义，而赋予变量的值各不相同。将类本身当作一个对象，称为类对象。一个类对象包括：①一个集合值变量，其值是类的所有实例的集合；②消息所对应的方法，用以创建类的一个新实例
(3)继承性
继承性允许不同类的对象共享有它们公共部分的结构和特性。继承性可以用超类和子类的层次联系实现。
   一个子类可以继承某一个超类的结构和特性，这称为“单继承性”；一个子类也可以继承多个超类的结构和特性，这称为“多重继承性”。继承性是数据间的泛化／细化联系，是一种“is a”联系，表示了类之间的相似性。
(4)对象标识
每个对象一个标识，这个标识与对象的物理存储位置无关，也与数据的描述方式和值无关。在对象创建的瞬间，由系统赋给对象一个“对象标识”，它在系统内是惟一的。在对象的生存期内，标识是不能改变的
(5)对象包含
不同类的对象之间可能存在着包含关系。包含其他对象的对象称为复合对象。包含关系可以有多层，形成类包含层次图。包含是一种“a part of”联系。