El desarrollo y aplicación de la tecnología de bases de datos en el país y en el extranjero.
Con el desarrollo de la tecnología informática y la tecnología de comunicación en red, la tecnología de bases de datos se ha convertido en un importante medio técnico y tecnología de software para organizar y gestionar grandes cantidades de datos en la sociedad de la información, y es la base de la gestión de la información en red. sistemas. Este capítulo presenta principalmente la aplicación y el desarrollo de la tecnología de bases de datos, los conceptos básicos de los modelos relacionales y la teoría y los métodos de diseño de las bases de datos relacionales. Es la base para aprender y dominar la tecnología de bases de datos moderna.
1.1 Desarrollo y aplicación de la tecnología de bases de datos
Desde finales de la década de 1960 hasta la actualidad, la tecnología de bases de datos se ha desarrollado durante más de 30 años. A lo largo de más de 30 años, las personas han logrado logros brillantes en la investigación teórica y el desarrollo de sistemas de tecnología de bases de datos, y han comenzado a realizar investigaciones en profundidad sobre una nueva generación de sistemas de bases de datos. Los sistemas de bases de datos se han convertido en una parte importante de los sistemas informáticos modernos.
1.1.1 Tecnología de bases de datos y tecnologías de la información
Tecnología de la información (TI) es uno de los términos más utilizados en la actualidad. Con la aplicación generalizada de la tecnología informática en la industria, la agricultura y la vida cotidiana, cada vez más personas y empresas la consideran uno de los signos de ponerse al día con la tendencia mundial. La tecnología de bases de datos es un soporte importante para la tecnología de la información. Sin tecnología de bases de datos, la gente estaría perdida en el vasto mundo de la información.
La tecnología de bases de datos es una rama importante de la informática y la tecnología. Desde mediados de la década de 1950, las aplicaciones informáticas se han expandido desde los departamentos de investigación científica hasta los departamentos administrativos gubernamentales y de gestión empresarial, y las personas tienen requisitos cada vez mayores para el procesamiento de datos. En 1968 nació el primer sistema de gestión de información comercial del mundo, IMS (Information Management System). Desde entonces, la tecnología de bases de datos se ha desarrollado rápidamente. Hoy en día, con la creciente popularidad de Internet, la importancia de la tecnología, los conocimientos y las habilidades de las bases de datos se ha amplificado por completo. Ahora la base de datos se ha convertido en una de las principales herramientas de software para la gestión de la información, la automatización de oficinas, el diseño asistido por computadora y otras aplicaciones, que ayudan a las personas a procesar información y datos diversos.
1.1.2 Aplicación y características de la tecnología de bases de datos
La base de datos se utilizó originalmente como base para el procesamiento de transacciones a gran escala por parte de grandes empresas o instituciones. Más tarde, con la popularidad de las computadoras personales, la tecnología de bases de datos se trasplantó a las PC (computadoras personales) para aplicaciones de bases de datos personales de un solo usuario. Luego, dado que las PC estaban conectadas en red en el grupo de trabajo, la tecnología de la base de datos se transfirió al nivel del grupo de trabajo. Hoy en día, las bases de datos son ampliamente utilizadas en Internet e Intranet.
A mediados de la década de 1960, la tecnología de bases de datos se utilizaba para resolver problemas en los sistemas de procesamiento de archivos. La tecnología de procesamiento de bases de datos en ese momento era frágil y las solicitudes a menudo no se presentaban. El nacimiento del modelo relacional en la década de 1970 proporcionó un método estándar para que los expertos en bases de datos construyeran y procesaran bases de datos, y promovió el desarrollo y la aplicación de bases de datos relacionales. En 1979, Ashton-Tate Company lanzó el producto de microcomputadora dBase y lo llamó sistema de gestión de bases de datos relacionales. Desde entonces, la tecnología de bases de datos se ha trasladado a las computadoras personales. Desde mediados de la década de 1980 hasta finales de la década de 1980, los usuarios finales comenzaron a utilizar la tecnología LAN para conectar computadoras independientes en una red, y los terminales compartían bases de datos, formando así un nuevo método de procesamiento de datos multiusuario llamado estructura de base de datos cliente/servidor. Hoy en día, la tecnología de bases de datos se utiliza en combinación con la tecnología de Internet para publicar datos de bases de datos en intranets, LAN departamentales e incluso en la World Wide Web.
1.1.3 Historia del desarrollo de la tecnología de bases de datos
El modelo de datos es el núcleo y la base de la tecnología de bases de datos. Por lo tanto, la división de las etapas de desarrollo del sistema de bases de datos debe basarse en el desarrollo y la evolución. de modelos de datos y logotipo. Desde la perspectiva de la evolución de los modelos de datos, la tecnología de bases de datos ha pasado por tres etapas en los cortos 30 años desde su inicio: la primera generación son sistemas de bases de datos jerárquicos y de red, la segunda generación son sistemas de bases de datos relacionales y la tercera generación es A. Sistema de base de datos caracterizado por un modelo de datos orientado a objetos. La penetración mutua y la combinación orgánica de tecnología de bases de datos, tecnología de comunicación en red, tecnología de inteligencia artificial, tecnología de programación orientada a objetos y tecnología de computación paralela se han convertido en una característica importante del desarrollo de la tecnología de bases de datos contemporánea.
1. Sistema de base de datos de primera generación
El sistema de base de datos de primera generación es un sistema de base de datos jerárquico y en red desarrollado en la década de 1970. El representante típico del sistema de base de datos jerárquico es el sistema de gestión de base de datos modelo jerárquico IMS desarrollado por IBM en 1969. A finales de la década de 1960 y principios de la de 1970, el DBTG (Database Task Group), una subsidiaria de Coda Syl (Data Systems Language Conference), produjo varios informes, que se denominan informes DBTG. El informe DBTG define y establece muchos conceptos, métodos y tecnologías de los sistemas de bases de datos grid y es un representante típico de las bases de datos grid. Bajo la guía de las ideas y métodos de DBTG, la tecnología de implementación de sistemas de bases de datos ha madurado y se han desarrollado muchos sistemas de bases de datos comerciales. Estos sistemas se basan en modelos jerárquicos y modelos de red.
Se puede decir que la base de datos jerárquica es la pionera del sistema de base de datos, mientras que la base de datos en red es la fundadora de los conceptos, métodos y tecnologías de la base de datos.
2. Sistema de base de datos de segunda generación
El sistema de base de datos de segunda generación es un sistema de base de datos relacional. 1970 Edgar F. Codd, investigador del Laboratorio de Investigación de IBM en San José, publicó un artículo titulado "Modelo relacional de datos de grandes bases de datos", proponiendo el modelo de datos relacionales, creando métodos de bases de datos relacionales y teoría de bases de datos relacionales, y sentando las bases para las bases de datos relacionales. Tecnología. Base teórica. Edgar F. Codd recibió el premio ACM Turing en 1981 en reconocimiento a sus destacadas contribuciones a la investigación de bases de datos relacionales.
La década de 1970 fue una era de investigación teórica y desarrollo de prototipos de bases de datos relacionales. Los representantes típicos fueron System R desarrollado por el Laboratorio de Investigación de San José de IBM e Ingres desarrollado por la Universidad de Berkeley. Una gran cantidad de resultados teóricos y experiencias prácticas finalmente han llevado las bases de datos relacionales del laboratorio a la sociedad. Por lo tanto, la gente llama a la década de 1970 la era de las bases de datos. En la década de 1980, casi todos los sistemas desarrollados recientemente eran relacionales y aparecieron muchos sistemas comerciales de gestión de bases de datos relacionales con excelente rendimiento, como DB2, Ingres, Oracle, Informix y Sybase. Con la aplicación de estos sistemas de bases de datos comerciales, la tecnología de bases de datos se utiliza cada vez más en diversos aspectos, como la gestión empresarial, la recuperación de información y la toma de decisiones, y se ha convertido en la tecnología básica para realizar y optimizar sistemas de información.
3. Sistema de base de datos de tercera generación
Desde la década de 1980, el gran éxito comercial de la tecnología de bases de datos ha estimulado el rápido crecimiento de la demanda de tecnología de bases de datos en otros campos. Estos nuevos campos han abierto un nuevo mundo para las aplicaciones de bases de datos, han planteado algunos requisitos nuevos de gestión de datos en las aplicaciones y han promovido la investigación y el desarrollo de tecnología de bases de datos.
En 1990, el Comité de Funciones Avanzadas de DBMS emitió la Declaración del Sistema de Base de Datos de Tercera Generación, proponiendo tres características básicas que debería tener el sistema de gestión de bases de datos de tercera generación:
debe soportar la gestión de datos, Gestión de objetos y gestión del conocimiento.
lLa tecnología del sistema de base de datos de segunda generación debe mantenerse o heredarse.
Debo estar abierto a otros sistemas.
El modelo de datos orientado a objetos es una de las características principales del sistema de base de datos de tercera generación; la combinación orgánica de tecnología de base de datos y tecnología multidisciplinaria también es una característica importante de la tecnología de base de datos de tercera generación. . Las bases de datos distribuidas, las bases de datos paralelas, las bases de datos de ingeniería, las bases de datos deductivas, las bases de conocimiento, las bases de datos multimedia y las bases de datos difusas son ejemplos de esto.
1.1.4 Tecnología de acceso al sistema de bases de datos
Las interfaces estándar actuales para acceder a servidores de bases de datos incluyen principalmente ODBC, OLE DB y ADO. La siguiente es una breve introducción a estas tres interfaces.
1. Conectividad abierta de bases de datos (ODBC)
La conectividad abierta de bases de datos (ODBC) es un estándar de acceso a bases de datos definido por Microsoft. Al utilizar aplicaciones ODBC, puede acceder no solo a los datos almacenados en bases de datos de escritorio de computadoras locales, sino también a bases de datos en plataformas heterogéneas, como bases de datos creadas en SQL Server, Oracle, Informix o DB2.
ODBC es una importante interfaz de programación de aplicaciones (API) para acceder a bases de datos. Basado en declaraciones SQL estándar, el núcleo de ODBC son las declaraciones SQL. Por lo tanto, para acceder al servidor de la base de datos a través de ODBC, el servidor de la base de datos debe admitir declaraciones SQL.
ODBC llama a un conjunto de funciones estándar (API de ODBC) para acceder a la base de datos, pero los programadores pueden desarrollar fácilmente aplicaciones cliente/servidor basadas en ODBC sin conocer estas API de ODBC. Esto se debe a muchos lenguajes de programación populares como Visual Basic, PowerBuilder, Visual C++, etc. , proporciona una capa de código que encapsula varias funciones estándar ODBC, y los desarrolladores pueden usar estas funciones estándar directamente.
ODBC ha logrado un gran éxito y ha simplificado enormemente algunos trabajos de desarrollo de bases de datos. Sin embargo, también tenía graves deficiencias, por lo que Microsoft desarrolló OLE DB.
2.OLE DB
OLE DB es una interfaz de programación a nivel de sistema de base de datos proporcionada por Microsoft y es la base para el acceso a la base de datos de Microsoft. OLE DB es en realidad una implementación del estándar de objetos OLE de Microsoft. El objeto OLE DB en sí es un objeto COM (Modelo de objetos componentes) y admite todas las interfaces necesarias del objeto.
En términos generales, OLE DB proporciona dos formas de acceder a la base de datos: una es acceder al servidor de base de datos que admite el lenguaje SQL a través del controlador ODBC y la otra es acceder directamente a la interfaz OLE DB original. Debido a que ODBC solo es aplicable a bases de datos que admiten el lenguaje SQL, su alcance de aplicación es demasiado limitado. Actualmente, Microsoft está reemplazando gradualmente ODBC por OLE DB.
Debido a que OLE DB es una interfaz orientada a objetos, es particularmente adecuado para lenguajes orientados a objetos.
Sin embargo, muchos desarrolladores de aplicaciones de bases de datos utilizan lenguajes de secuencias de comandos como VBScript y JScript para desarrollar programas, por lo que Microsoft definió ADO basado en objetos OLE DB.
3. Objetos de datos dinámicos
Los objetos de datos activos (ADO) son un modelo de objetos simple que los desarrolladores pueden usar para procesar cualquier dato OLE DB y pueden ser utilizados por lenguajes de scripting o Llamadas de idiomas de alto nivel. ADO proporciona una interfaz de programación a nivel de aplicación para la base de datos. Los programadores que utilizan casi cualquier lenguaje pueden utilizar las funciones de OLE DB mediante ADO. Microsoft afirma que ADO reemplazará otros métodos de acceso a datos, por lo que ADO es muy importante para cualquier aplicación de base de datos que utilice productos de Microsoft.
1.1.5 Tecnología de programación del sistema de base de datos en red
En la era actual de las redes populares, la combinación de bases de datos y tecnología web está cambiando profundamente las aplicaciones de red. Con el soporte de la base de datos, será fácil ampliar las funciones de la página web, diseñar páginas interactivas, crear un potente sistema de gestión de back-end, actualizar el sitio web y mantener el sitio web. Con la profundización de las aplicaciones de red, la tecnología de bases de datos web mostrará cada vez más su importante posición. La siguiente es una breve introducción a las tecnologías relacionadas con el desarrollo de bases de datos web.
1. Programación de Common Gateway Interface (CGI)
Common Gateway Interface (CGI) es un estándar de comunicación. Su tarea es aceptar solicitudes de clientes, identificarlas y procesarlas, y generar un HTML. documento y enviarlo de vuelta al cliente. La programación de este proceso de comunicación se denomina programación CGI. CGI puede ejecutarse en una variedad de plataformas y tiene funciones potentes. Puedes programar en una variedad de lenguajes, como Visual Basic, Visual C++, Tcl, Perl, AppletScript, etc. Los programas CGI escritos en lenguaje Perl son más comunes. Pero CGI también tiene sus debilidades fatales, que son la baja velocidad y la poca seguridad.
2. Páginas dinámicas de servidor (ASP)
Active Server Pages (ASP) es una tecnología introducida por Microsoft para reemplazar CGI. Es una tecnología de programación de servidor verdaderamente simple y poderosa. ASP es en realidad un entorno de secuencias de comandos del lado del servidor desarrollado por Microsoft, a través del cual se pueden crear aplicaciones de servidor web dinámicas, interactivas y eficientes. Todos los programas escritos en ASP se ejecutan en el lado del servidor. Una vez ejecutado el programa, el resultado de la ejecución se devuelve al navegador del cliente, lo que no solo reduce la carga del navegador del cliente y mejora en gran medida la velocidad de interacción, sino que también evita la fuga del código fuente del programa ASP y mejora la seguridad del programa.
3. Java Server Pages (JSP)
Java Server Pages (JSP) es una tecnología de desarrollo de aplicaciones web lanzada por Sun. Una vez lanzado, atrajo una atención generalizada. La tecnología JSP proporciona un entorno de desarrollo único para crear aplicaciones web altamente dinámicas y puede aplicarse a la mayoría de los productos de servidor del mercado.
JSP utiliza el lenguaje Java para escribir programas del lado del servidor. Cuando el cliente envía una solicitud al servidor, el programa fuente JSP se compila en un servlet y lo ejecuta la máquina virtual Java. Esta operación de compilación sólo ocurre la primera vez que se solicita la página JSP. Por lo tanto, los programas JSP pueden proporcionar una velocidad de interacción más rápida, la seguridad y el rendimiento multiplataforma también son excelentes.