理论教育 数据存储技术的演进历程

数据存储技术的演进历程

时间:2023-05-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:数据处理主要就是对数据的管理,包括对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护等,这些也是数据处理的中心问题。计算机软件和硬件都飞速发展,信息急剧膨胀,数据库技术也日新月异,蓬勃发展。内存数据库,顾名思义就是将数据放在内存中直接进行读、写操作的数据库。目前,内存数据库技术还在不断地发展、进化过程中。

数据存储技术的演进历程

计算机硬件经历了从大型机到微型机的进化过程,但是对于数据处理不断增长的需求却贯穿了整个计算机的发展历程。数据处理主要就是对数据的管理,包括对数据的分类、组织、编码、存储、检索和维护等,这些也是数据处理的中心问题。

近半个世纪以来,数据管理经历了3个发展阶段,分别是人工管理阶段、文件系统阶段和数据库系统阶段。

20世纪50年代以前,计算机(主要是大型机)主要用于科学计算,其本身并不带有存储设备,也没有操作系统的概念,数据处理只有批处理方式。所有数据都不在计算机上保存,而是由应用程序员管理。应用程序员不仅要规定数据的逻辑结构,而且要在应用程序中设计物理结构,包括规定数据的存储结构和读取方式等。

20世纪50年代至60年代中期,数据管理处于文件系统阶段。计算机上出现了磁盘、磁鼓等随机存取设备,文件系统成为了专门的数据管理软件。这样,数据可以长期保存,并且使用文件系统来进行管理,使得程序和数据之间有了一定的独立性,尽管这种独立性还不是很强。此时的应用程序设计者必须对所有文件的逻辑结构和物理结构有清楚的了解,同时由于文件系统只提供了最为基础的读、写等文件操作命令,因此对文件的查询、修改、插入和删除等操作必须在应用程序内编写相应的程序代码来解决,这使得文件系统只能专门为某一特定的应用程序服务,故应用程序的应用效率不高,数据冗余度大。

20世纪60年代后期以后,计算机进入了小型机时代,同时数据管理进入了数据库系统阶段。这一时期,计算机具有了庞大容量的存储设备和高速信息处理能力。计算机软件和硬件都飞速发展,信息急剧膨胀,数据库技术也日新月异,蓬勃发展。数据库按照某种数据模型组织数据,不仅文件内部数据彼此关联,而且文件之间在结构上也有机地联系在一起,当描述数据时,不仅描述数据本身,也描述数据之间的联系。在数据库中,数据不再分属于各个应用程序,而是集中存放在一起,实行统一管理。这一时期,也出现了专门的数据库系统。(www.daowen.com)

1969年,IBM公司开发了第一个数据库系统IMS(Information Management System),这是一个层次数据库系统,在数据库系统发展史上意义重大。同年,美国的数据系统语言委员会下属的数据库任务组提出了著名的DBTG报告,并在1970年提出了该报告的修订版。这份报告定义了数据库操作语言、模式定义语言和子模式定义语言的概念。数据库操作语言用于编写操作概念视图的应用程序,模式定义语言用来编写概念视图和内部视图相结合的模式程序。在20世纪70年代,有许多遵循DBTG报告的网状数据库系统出现,如IDMS、IDS、DMSIIOO等。20世纪70年代初,IBM公司下属的研究所发表了题为《大型共享数据库数据的关系模型》一文。在此论文中提到了关系数据模型的概念,而关系代数和关系演算的提出,使关系型数据库从理论到实践都取得了辉煌的成就,许多著名的关系型数据库也应运而生,如System R、Ingres、Oracle等。1986年,美国国家标准协会(ANSI)通过了关系数据库查询语言SQL的文本标准。

20世纪80年代以后,随着计算机硬件技术的发展,计算机应用得以不断深入,从而产生了许多新的应用领域,如计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机集成制造、办公自动化地理信息处理等。但是由于没能设计出统一的数据模型来表示这些新型数据及其相互关系,因此出现了百家争鸣的局面,产生了面向对象数据库、工程数据库、时态数据库、地理数据库、模糊数据库和积极数据库等,但是真正统一的新一代数据库系统未能出现。

进入到21世纪,计算机软、硬件技术飞速发展,不仅在数据处理速度上突飞猛进,在数据的存储上也是日新月异,同时不断增加的企业数据容量和对数据实时获取的需求,迫切需要新一代的数据库系统的出现,德国的SAP公司顺势推出了自己的内存数据库产品。内存数据库,顾名思义就是将数据放在内存中直接进行读、写操作的数据库。相对于传统的磁盘,内存的读写速度要高出好几个数量级,将数据保存在内存中相比对磁盘进行读写能极大地提高应用的性能,从而解决实际的应用需求。目前,内存数据库技术还在不断地发展、进化过程中。

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