El estado de 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 datos masivos en la sociedad de la información, y es la base de los sistemas de gestión de información en red. Este capítulo presenta principalmente la aplicación y el desarrollo de la tecnología de bases de datos, los conceptos básicos del modelado relacional, la teoría del diseño de bases de datos relacionales y los métodos de diseño de bases de datos, que 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, la tecnología de bases de datos se ha desarrollado durante más de 30 años. En los últimos 30 años, la gente ha logrado logros brillantes en la investigación teórica y el desarrollo de sistemas de tecnología de bases de datos, y ha comenzado una investigación 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 tecnología de la información
Tecnología de la información (TI) es una de las palabras más utilizadas en la actualidad con la aplicación de la tecnología informática en la industria, la agricultura y la vida diaria. , Ampliamente utilizado en la vida, ha sido utilizado por cada vez más personas y empresas como uno de sus símbolos para 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, el campo de aplicación de las computadoras se ha expandido desde los departamentos de investigación científica hasta los departamentos administrativos gubernamentales y de gestión empresarial, y los requisitos de las personas para el procesamiento de datos se han vuelto cada vez mayores. En 1968, se lanzó el primer sistema de gestión de información comercial del mundo, IMS (Sistema de gestión de información). Desde entonces, la tecnología de bases de datos se ha desarrollado rápidamente. Desde entonces, la tecnología de bases de datos se ha desarrollado rápidamente. Hoy en día, a medida que la gente acepta cada vez más Internet, Internet ha amplificado plenamente la importancia de la tecnología, el conocimiento y las habilidades de las bases de datos. Actualmente, las bases de datos se han convertido en una de las principales herramientas de software en la gestión de la información, la automatización de oficinas, el diseño asistido por computadora y otros campos de aplicación, ayudando a las personas a procesar diversos datos de información.
1.1.2 Aplicaciones y características de la tecnología de bases de datos
Las bases de datos se utilizaron originalmente como base para el procesamiento de transacciones a gran escala por parte de grandes empresas u organizaciones. Más tarde, con la popularidad de las computadoras personales, la tecnología de bases de datos se transfirió a las PC (computadoras personales) para aplicaciones de bases de datos personales de un solo usuario. Más tarde, cuando las computadoras personales se conectaron en red en grupos de trabajo, la tecnología de bases de datos se transfirió al nivel de grupo de trabajo. Hoy en día, las bases de datos se utilizan ampliamente en Internet e intranets.
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. El nacimiento del modelo relacional en la década de 1970 proporcionó a los expertos en bases de datos un método estándar para construir y procesar bases de datos y promovió el desarrollo y la aplicación de bases de datos relacionales. En 1979, Ashton-Tate lanzó el producto de microcomputadora dBase II, al que llamó un sistema de gestión de bases de datos relacionales para gestionar bases de datos. Desde entonces, la tecnología de bases de datos se ha trasladado a las computadoras personales. A mediados y finales de la década de 1980, los usuarios finales comenzaron a utilizar la tecnología de red de área local (LAN) para conectar computadoras independientes en una red y compartir bases de datos entre terminales, formando un nuevo método de procesamiento de datos multiusuario llamado estructura de base de datos cliente/servidor. La tecnología de bases de datos ahora se utiliza junto con la tecnología de Internet para publicar datos de bases de datos en intranets organizacionales, LAN departamentales e incluso en la WWW.
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 la evolución de la tecnología. modelo de datos como base principal y símbolo.
Según el desarrollo y la evolución de los modelos de datos, la tecnología de bases de datos ha pasado principalmente por tres etapas de desarrollo en los cortos 30 años desde su inicio: la primera generación es un sistema de base de datos jerárquico y en red, la segunda generación es un sistema de base de datos relacional, el La tercera generación es un sistema de base de datos con un modelo de datos orientado a objetos como característica principal. La tecnología de bases de datos, la tecnología de comunicación de redes, la tecnología de inteligencia artificial, la tecnología de programación orientada a objetos, la tecnología de computación paralela, etc. penetran y se combinan orgánicamente entre sí, convirtiéndose 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 un sistema de base de datos en red desarrollado en la década de 1970. El representante típico de un sistema de base de datos jerárquico es el modelo jerárquico del sistema de gestión de bases de datos IMS desarrollado por IBM en 1969. A finales de la década de 1960 y principios de la de 1970, el Grupo de Trabajo de Bases de Datos DBTG (Grupo de Trabajo de Bases de Datos) de la Asociación Estadounidense de Lenguajes de Sistemas de Bases de Datos CODASYL (Conferencia sobre Lenguajes de Sistemas de Datos) presentó algunas sugerencias para desarrollar sistemas de bases de datos jerárquicos. El Grupo de Trabajo de Bases de Datos DBTG (Grupo de Trabajo de Bases de Datos) de la Asociación Estadounidense de Lenguajes de Sistemas de Bases de Datos CODASYL (Conferencia sobre Lenguajes de Sistemas de Datos) ha elaborado informes llamados informes DBTG. El informe DBTG aclara y establece muchos conceptos, métodos y tecnologías de los sistemas de bases de datos en red y es un representante típico de las bases de datos en red. Bajo la guía de las ideas y métodos de DBTG, la tecnología de implementación de sistemas de bases de datos continúa madurando y se han desarrollado muchos sistemas de bases de datos comerciales, todos los cuales 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 malla es la fundadora de las ideas, métodos y tecnologías de bases 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.
En 1970, Edgar F. Codd, investigador del IBM San Jose Research Laboratory, publicó un artículo titulado "Relational Modeling of Large-Scale Util Database Data", proponiendo el modelo de datos relacionales y siendo pionero en el modelo relacional. La metodología de bases de datos y la teoría de bases de datos relacionales sentaron las bases para el concepto de base de datos relacional. 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 experiencia práctica finalmente llevaron 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. Casi todos los sistemas desarrollados recientemente en la década de 1980 eran relacionales, entre los que surgieron varios sistemas comerciales de gestión de bases de datos relacionales con excelente rendimiento, como DB2, Ingres, Oracle, Informix, Sybase, etc. La aplicación de estos sistemas de bases de datos comerciales ha hecho que la tecnología de bases de datos se utilice cada vez más en la gestión empresarial, la recuperación de información, la toma de decisiones asistida y otros campos, y se ha convertido en la tecnología básica para realizar y optimizar sistemas de información.
3. El sistema de bases de datos de tercera generación
Desde la década de 1980, el enorme 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 Función del Sistema de Gestión Avanzada de Bases de Datos emitió el "Manifiesto 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:
l debería Apoyar la gestión de datos, la gestión de objetos y la gestión del conocimiento.
l La tecnología del sistema de base de datos de segunda generación debe mantenerse o heredarse.
l Debe 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 bibliotecas multimedia, las bases de datos difusas, etc. son ejemplos de esto.
1.1.4 Tecnología de acceso al sistema de bases de datos
Las principales interfaces estándar para acceder a servidores de bases de datos son ODBC, OLE DB y ADO. Se resumen a continuación.
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 ODBC, las aplicaciones pueden acceder a datos almacenados no sólo en bases de datos de escritorio en la computadora local, sino también en bases de datos en plataformas heterogéneas, como bases de datos creadas con SQL Server, Oracle, Informix o DB2.
ODBC es una importante interfaz de programación de aplicaciones (API) para acceder a la base de datos. Toma declaraciones SQL estándar como núcleo. 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 implementa el acceso a la base de datos a través de un conjunto de llamadas a funciones estándar (API de ODBC), pero los programadores no necesitan conocer estos ODBC y API para desarrollar fácilmente aplicaciones cliente/servidor basadas en ODBC. Esto se debe a que muchos lenguajes de programación populares (como Visual Basic, PowerBuilder, Visual C++, etc.) proporcionan capas de código que encapsulan varias funciones estándar de ODBC, y los desarrolladores pueden usar estas funciones estándar directamente.
ODBC ha sido un gran éxito, simplificando enormemente algunas tareas de desarrollo de bases de datos. Pero también tenía graves fallos, por lo que Microsoft desarrolló OLE DB.
2.OLE DB
OLE DB es una interfaz proporcionada por Microsoft en el programa de nivel de sistema de base de datos (Interfaz de programación a nivel de sistema) y es la base para el acceso a la base de datos de Microsoft. El objeto OLE DB en sí es un objeto COM (Modelo de objetos componentes) y admite todas las interfaces necesarias para dichos objetos.
En términos generales, OLE DB proporciona dos formas de acceder a la base de datos: una es acceder a un servidor de base de datos que admita el lenguaje SQL a través de un controlador ODBC; la otra es directamente a través del proveedor OLE DB original. Dado que ODBC sólo es aplicable a bases de datos que admiten el lenguaje SQL, el alcance de uso de ODBC es demasiado limitado. Actualmente, Microsoft está reemplazando gradualmente ODBC con 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 sus programas, por lo que Microsoft definió ADO además de los objetos OLE DB.
3. Objetos de datos dinámicos (ADO)
Los objetos de datos dinámicos (ADO) son un modelo de objetos simple que los desarrolladores pueden utilizar para procesar cualquier dato OLE DB a través de un lenguaje de scripting o de alto nivel. idioma. ADO proporciona una interfaz de programación a nivel de aplicación (Interfaz de programación a nivel de aplicación) para la base de datos. Los programadores que utilizan casi cualquier lenguaje pueden utilizar funciones OLE DB a través de ADO. Funcionalidad OLEDB. Microsoft afirma que ADO reemplazará otros métodos de acceso a datos, lo que hace que ADO sea fundamental para cualquier aplicación de base de datos que utilice productos de Microsoft.
1.1.5 Tecnología de programación del sistema de base de datos web
En la era web actual, la combinación de base de datos y tecnología web está cambiando profundamente las aplicaciones web. Con el soporte de la base de datos, será fácil ampliar las funciones de la página web, diseñar páginas web interactivas, crear potentes sistemas de administración de back-end, actualizar sitios web y mantener sitios 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 para 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 las solicitudes de los clientes e identificarlas y, después de procesarlas, generarlas. un documento HTML y retransmitirlo de nuevo al cliente. La programación de este proceso de comunicación se denomina programación CGI. CGI puede ejecutarse en múltiples plataformas, tiene funciones poderosas y puede programarse en múltiples lenguajes, como Visual Basic, Visual C++, Tcl, Perl, AppletScript, etc. Es más común usar el lenguaje Perl para escribir programas CGI. Pero CGI también tiene sus debilidades fatales, a saber, baja velocidad y poca seguridad.
2. Dynamic Server Pages (ASP)
Dynamic Server Pages (ASP) es una tecnología introducida por Microsoft para reemplazar CGI. Es un servidor potente y realmente fácil de aprender. tecnología de programación. ASP es en realidad un entorno de secuencias de comandos del lado del servidor desarrollado por Microsoft. Se pueden crear aplicaciones de servidor web dinámicas, interactivas y eficientes a través de ASP. Los programas escritos en ASP se ejecutan en el lado del servidor. Una vez completada la ejecución del programa, los resultados de la ejecución se devuelven al navegador del cliente. Esto no solo reduce la carga del navegador del cliente, mejora en gran medida la velocidad de interacción, sino que también evita la necesidad. para el código fuente del programa ASP La filtración 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 lanzada, recibió una amplia atención. La tecnología JSP proporciona un entorno de desarrollo único para crear aplicaciones web altamente dinámicas y se puede utilizar con 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 compilación se produce sólo la primera vez que se solicita la página JSP. Por lo tanto, los programas JSP pueden proporcionar interacciones más rápidas y sus características de seguridad y multiplataforma también son excelentes.