顧恩碩+劉海粟+白雪

摘 要：關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，是建立在關(guān)系模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)庫(kù)，是借助于在數(shù)學(xué)概念和方法來(lái)處理數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。在現(xiàn)實(shí)世界中，各種實(shí)體以及他們之間的各種聯(lián)系均用關(guān)系模型來(lái)表示。關(guān)系模型由關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、關(guān)系操作集合、關(guān)系完整性約束三部分組成，集中表現(xiàn)在數(shù)據(jù)的模型發(fā)展上。從最初的層次結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀模型結(jié)構(gòu)發(fā)展到今天的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)模型，數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生了飛速的變化，在變化的過(guò)程中，關(guān)系模型的出現(xiàn)，是數(shù)據(jù)庫(kù)在發(fā)展路程中的一座重要的里程碑，關(guān)系理論研究和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)研究的成功，進(jìn)一步促進(jìn)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展。使得關(guān)系型數(shù)據(jù)模型成為具有統(tǒng)治地位的數(shù)據(jù)模型。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；關(guān)系模型；關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)

通俗地說(shuō)，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就是采用了關(guān)系模型來(lái)組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，關(guān)系模型就是一個(gè)類似于二維表格的模型，而關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)就是由二維表格及其中含有的數(shù)據(jù)所組成的一個(gè)數(shù)據(jù)組織。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中，有些名詞需要我們了解：

關(guān)系：通俗地說(shuō)，在一張二維表格中，每個(gè)關(guān)系都具有一個(gè)關(guān)系名，就是通常說(shuō)的表名table。

屬性：在二維表格中也就是類似于excel表格中的一列，在數(shù)據(jù)庫(kù)中被稱為字段。

域：屬性的取值范圍，也就是數(shù)據(jù)庫(kù)中某一字段的屬性限制條件。

關(guān)鍵字：一組可以唯一標(biāo)識(shí)元組的屬性。數(shù)據(jù)庫(kù)中常稱為主鍵，由一個(gè)或多個(gè)列組成。

關(guān)系模式：指對(duì)關(guān)系的描述，其格式為：關(guān)系名（屬性1，屬性2，…，屬性N）。也就是數(shù)據(jù)庫(kù)中的表結(jié)構(gòu)。

隨著數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展以及數(shù)據(jù)對(duì)象的多樣化，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型暴露出了許多問(wèn)題，如對(duì)復(fù)雜對(duì)象的表述能力差，表達(dá)能力較弱。為此，人們提出了許多新的數(shù)據(jù)模型，下面筆者向大家介紹一下以前的數(shù)據(jù)庫(kù)的主要特點(diǎn)：數(shù)據(jù)不保存、系統(tǒng)沒(méi)有專用的軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理、數(shù)據(jù)不共享、數(shù)據(jù)不具有獨(dú)立性。

在文件系統(tǒng)層面上，數(shù)據(jù)可以以文件的形式進(jìn)行長(zhǎng)期保存，數(shù)據(jù)交由文件系統(tǒng)管理數(shù)，獨(dú)立的機(jī)制使得程序與數(shù)據(jù)之間具有一定的獨(dú)立性但在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)的獨(dú)立性、共享性差，冗余度大、易造成數(shù)據(jù)傳輸之間的不一致性。

在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)層面上，數(shù)據(jù)可以結(jié)構(gòu)化，數(shù)據(jù)之間的共享性提高，冗余度小，一個(gè)用戶可以擁有多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，因此數(shù)據(jù)獨(dú)立性高，數(shù)據(jù)控制功能也變得統(tǒng)一起來(lái)。其中大可分為4類：

第一類，數(shù)據(jù)安全性控制；第二類，數(shù)據(jù)完整性控制；第三類，數(shù)據(jù)的并發(fā)控制；第四類，數(shù)據(jù)管理與恢復(fù)。

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，將數(shù)據(jù)按照一定的數(shù)據(jù)模型插入到一個(gè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)庫(kù)中，需要考慮此數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還需要考慮連接數(shù)據(jù)后的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而在以前的數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些，是我們看不到的。下面，筆者將就幾個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行分析：

非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)質(zhì)：非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)品是傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的縮略版本，通過(guò)減少功能，來(lái)大幅度提升產(chǎn)品性能，類似于我們平時(shí)游戲中的資料篇。

目前市場(chǎng)上流通的大部分主流的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)基本上都是免費(fèi)的。而大公司中，名氣大的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)軟件，比如Oracle、DB2是收費(fèi)的。這在很大程度上限制了一些平民用戶的使用。但是在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，有很多小型的業(yè)務(wù)需求，并不需要完整的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行組建，非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的功能就足夠了。這種情況下，使用性能高、成本低的非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)然是我們的首選。在性能上NOSQL是基于鍵值對(duì)的，可以理解成類似于Java中和HashMap中的鍵值對(duì)，數(shù)據(jù)表中的主鍵和值也具有相同對(duì)應(yīng)關(guān)系，但在使用過(guò)程中是不需要經(jīng)過(guò)SQL層的解析，所以性能非常高是它的主要優(yōu)點(diǎn)。同樣，它也具有良好的可擴(kuò)展性，這也是基于鍵值對(duì)，數(shù)據(jù)之間存在相當(dāng)?shù)偷鸟詈隙?，所以在使用的時(shí)候非常容易擴(kuò)展。

在SQL語(yǔ)言中，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)其也具有獨(dú)特的解讀優(yōu)勢(shì)：在復(fù)雜查詢語(yǔ)句中，可以用SQL語(yǔ)句根據(jù)表連接、嵌套、子句等方法方便地在一個(gè)表或多個(gè)表之間做復(fù)雜的數(shù)據(jù)查詢，且代碼的冗余性很低，這也使得數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)于安全性能要求很高的數(shù)據(jù)得以訪問(wèn)，對(duì)于非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，就沒(méi)有這些優(yōu)點(diǎn)。

但是近年來(lái)的發(fā)展中，兩種數(shù)據(jù)庫(kù)類型都在不同的需求市場(chǎng)中發(fā)展著，雖然有所交集，但是這并不影響數(shù)據(jù)庫(kù)的進(jìn)化方向。比如，NOSQL數(shù)據(jù)庫(kù)自從2008年的更新版本以后，慢慢開(kāi)始具備SQL數(shù)據(jù)庫(kù)的一些復(fù)雜查詢功能，并隨著服務(wù)端的更新，這方面的功能日益完善，而SQL數(shù)據(jù)庫(kù)也在慢慢地進(jìn)化著，在數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上HandlerSocker技術(shù)的出現(xiàn)，可以在MYSQL上實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)SQL層的穿透，在非NOSQL數(shù)據(jù)庫(kù)上使用NOSQL的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)中心化的集群等特點(diǎn)，更是向我們說(shuō)明了數(shù)據(jù)庫(kù)在這些年間的變化。

對(duì)于研究數(shù)據(jù)庫(kù)的人來(lái)說(shuō)，或許關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)只是數(shù)據(jù)庫(kù)眾多實(shí)現(xiàn)中的一個(gè)特例模型，在數(shù)據(jù)庫(kù)中，類型的劃分具有嚴(yán)格的限制?？茖W(xué)家們用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)公式和邏輯形式定義了數(shù)據(jù)關(guān)系以及其中的各種運(yùn)算，雖然這兩極都因?yàn)楦髯缘娜鮿?shì)而開(kāi)始進(jìn)化出另一極的一些特性，但是這些特性的增加也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)失去一些原本具備的優(yōu)勢(shì)，所以怎樣構(gòu)建和使用數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)模型，是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的框架構(gòu)造工程師需要考慮的問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王珊.數(shù)據(jù)庫(kù)與信息系統(tǒng)[M].北京：高等教育出版社，2005.

[2] 劉唯一，田雯.數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)之一[M].北京.科學(xué)出版社，2001.

[3] 李紹原.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)新進(jìn)展[M].北京：清華大學(xué)出版社，1997.