從最早用文件系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)算起，數(shù)據(jù)庫的發(fā)展已經(jīng)有50多年了，其間經(jīng)歷了20世紀(jì)60年代的層次數(shù)據(jù)庫(IBM的IMS)和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫(GE的 IDS)的并存，70~80年代關(guān)系數(shù)據(jù)庫的異軍突起，90年代對象技術(shù)的影響。如今，關(guān)系數(shù)據(jù)庫依然處于主流地位。關(guān)系技術(shù)之后，在新形勢下，數(shù)據(jù)庫應(yīng)該如何發(fā)展?又有哪些重要的趨勢呢?
作為成熟的產(chǎn)品，關(guān)系數(shù)據(jù)庫已經(jīng)走過了幾十年的歷史，而今年各主流數(shù)據(jù)庫廠商大動干戈、緊鑼密鼓地籌備各自新產(chǎn)品發(fā)布，為平淡的數(shù)據(jù)庫市場掀起了新一輪熱潮。 甲骨文剛剛推出了其Oracle 10g的第二版本;IBM代號為Viper(毒蛇)的新一代DB2數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品將于今年9月份推出測試版本;微軟公司的SQL Server 2005已經(jīng)在測試中，今年底即將面世;Sybase也將于下個月推出新版本的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品Sybase ASE 15。各數(shù)據(jù)庫廠商集中火力瞄準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫市場競爭焦點是什么?新一代數(shù)據(jù)庫有哪些新的技術(shù)趨勢?
對主流企業(yè)數(shù)據(jù)庫廠商包括甲骨文、IBM、微軟、Sybase的采訪表明，對XML的支持、網(wǎng)格技術(shù)、整合數(shù)據(jù)倉庫和BI應(yīng)用以及自我管理已成為下一代數(shù)據(jù)庫在功能上角逐的焦點。
趨勢之一：對XML的支持
“如果誰能控制、支持和存儲所有類型的數(shù)據(jù)，那么這樣的廠商也就有能力擴展自己其他產(chǎn)品和服務(wù)的市場空間。因此整合XML、對象數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)，將所有數(shù)據(jù)類型放在一個平臺上將是傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫發(fā)展的一大趨勢?！边@也是數(shù)據(jù)庫廠商大動干戈的主要原因。
傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，管理的是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)是以行和列的二維表形式進(jìn)行存儲，并通過標(biāo)準(zhǔn)的SQL查詢語言進(jìn)行查詢。而隨著Web時代的到來，在 Web大背景下“泛數(shù)據(jù)”管理成為人們關(guān)注的重點。所謂泛數(shù)據(jù)就是指包含了文檔、電子郵件等各種類型的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)通常都不是以行和列的格式存在的，不像關(guān)系數(shù)據(jù)那樣是嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，因此對這類數(shù)據(jù)的存儲管理以及快速高效的查詢是對傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的挑戰(zhàn)。
目前XML標(biāo)準(zhǔn)日益成熟，并很快成為各種復(fù)雜的異構(gòu)數(shù)據(jù)交換的核心技術(shù)和未來數(shù)據(jù)定義的標(biāo)準(zhǔn)格式，例如，微軟將在下一代Office軟件中采用 XML數(shù)據(jù)格式。因此，將Native(原生)XML格式的數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中并支持對XMLQuery查詢，正是這些新推出的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的亮點之一。
甲骨文公司大中華區(qū)銷售顧問部高級總監(jiān)李穎聰表示，甲骨文在幾年前就已經(jīng)看到了這個趨勢，并提供了第一輪的XML支持。早期是通過一個工具，實現(xiàn)不同應(yīng)用之間的溝通。例如在Oracle 8i產(chǎn)品中，甲骨文就已經(jīng)推出了XDK(XML開發(fā)工具)，通過XDK開發(fā)應(yīng)用把XML數(shù)據(jù)存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中;在Oracle 9i產(chǎn)品中，則已經(jīng)能夠在數(shù)據(jù)庫中定義XML數(shù)據(jù)類型，通過SQL生成XML數(shù)據(jù)和對其進(jìn)行查詢;而在Oracle 10g中，則已經(jīng)提供了對XML Query語言(XQuery)的支持，而且在Oracle 10g中，XML數(shù)據(jù)是作為一個獨立的方式存儲在XMLDB數(shù)據(jù)庫中，提供的是Native XML的支持。
而對將于2006年推出的下一個版本的IBM DB2來說，集成結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)并支持SQL及Xquery查詢也將是其最大的賣點，IBM公司信息管理部門總經(jīng)理珍尼特·帕爾娜(Janet Perna)認(rèn)為，關(guān)系數(shù)據(jù)庫對非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的支持不亞于從層次數(shù)據(jù)庫到關(guān)系數(shù)據(jù)庫的革命性轉(zhuǎn)變。“XML在信息管理領(lǐng)域無處不在，不管是管理結(jié)構(gòu)化或非結(jié)構(gòu)化信息，或者用于信息傳輸，或者是集成信息的映射標(biāo)準(zhǔn)。它現(xiàn)在是不可或缺的?！?/p>
微軟中國數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品經(jīng)理表示，將于今年下半年發(fā)布的Microsoft SQL Server 2005將滿足客戶希望把大量XML數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫中的需求，并提供Native(原生)XML和XQuery的支持?！拔④浭荴Query標(biāo)準(zhǔn)的制定者之一，在SQL Server 2005中微軟加入了很多核心技術(shù)，實現(xiàn)了快速查詢，而且使得性能得到優(yōu)化。”
Sybase(中國)公司高級產(chǎn)品市場專員韓誼則指出，Sybase是較早在數(shù)據(jù)庫中支持XML的廠商之一。目前Sybase ASE可以將XML文檔存儲在text或Image列中，可以將XML映射到新的或已有的關(guān)系表中，可以從關(guān)系查詢中創(chuàng)建XML格式的結(jié)果集。未來 Sybase除了不斷添加對XML新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)的支持，還要添加更多函數(shù)，增強對Web Service支持，使用戶更方便的使用XML。
InterSystems中國技術(shù)總監(jiān)余衡也表示，InterSystems公司的后關(guān)系型數(shù)據(jù)庫Caché已經(jīng)完全支持XML了，而且這種支持來自于 Caché獨特的數(shù)據(jù)存儲方式，使得XML的數(shù)據(jù)可以完美地保存在Caché數(shù)據(jù)庫中，不論存取還是查詢分析都非常簡單。關(guān)系數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)是采用二維表的方式，而Caché的存儲方式是采用了多維數(shù)組的存儲方式，從而很容易地實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存取。同時在這個多維數(shù)據(jù)存儲之上，Caché同時實現(xiàn)了對象的訪問方式和SQL的訪問方式。
Burton 集團的高級分析師Peter O'Kelly 則指出，如果用戶的關(guān)系數(shù)據(jù)庫支持原生XML數(shù)據(jù)，那么就可以享受到XML數(shù)據(jù)格式帶來的很多安全特性。例如，可以在整個文檔中插入電子簽名，也可以將采購訂單直接存儲，無須進(jìn)行任何的轉(zhuǎn)換，這些特性都可以確保文檔不會被篡改。但記者在對國內(nèi)一些中小企業(yè)用戶的采訪中，很多客戶都表示了對XML查詢的需求還不是很迫切。貝塔斯曼文化實業(yè)有限公司IT總監(jiān)江瑋、佐丹奴 /Giordano集團CIO侯彤、永恩集團CIO趙春雨都表示，目前對XML支持的需求還不是很迫切。但他們表示，對XML數(shù)據(jù)庫是否真正能夠達(dá)到的目標(biāo)或?qū)ζ髽I(yè)業(yè)務(wù)的幫助還不是非常了解，需要繼續(xù)了解相關(guān)技術(shù)和知識以及發(fā)展情況。針對此，甲骨文公司中國區(qū)銷售顧問部高級經(jīng)理裴雪松表示，當(dāng)CIO關(guān)注信息整合時，XML就是必備的工具，事實上，目前國內(nèi)很多銀行、電信等客戶在進(jìn)行應(yīng)用整合時已經(jīng)將XML作為其標(biāo)準(zhǔn)。
趨勢之二：網(wǎng)格支持
“網(wǎng)格就是下一代Internet”，這句話強調(diào)了網(wǎng)格可能對未來社會的巨大影響。在歷史上，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)曾經(jīng)接受了Internet帶來的挑戰(zhàn)。毫無疑問，現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也將應(yīng)對網(wǎng)格帶來的挑戰(zhàn)。甲骨文公司Oracle 10g網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的推出，則將網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域擴展到企業(yè)計算。但針對數(shù)據(jù)庫對網(wǎng)格技術(shù)的支持，目前一些廠商還持有不同的觀點，例如微軟和 InterSystems就指出，網(wǎng)格并非惟一的答案。
“網(wǎng)格計算將是數(shù)據(jù)庫技術(shù)發(fā)展的大趨勢之一，數(shù)據(jù)庫不僅僅是存儲數(shù)據(jù)，而是要實現(xiàn)對信息整個生命周期的管理。而甲骨文提出的網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫則是將其落到實處?！睋?jù)悉，自O(shè)racle 10g去年發(fā)布后，很多被資源、管理困擾的客戶都對甲骨文的網(wǎng)格技術(shù)非常感興趣，而且已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。李穎聰同時表示，在甲骨文剛剛發(fā)布的 Oracle 10g Release 2中又進(jìn)一步改良了許多網(wǎng)格運算的功能，提升了性能、應(yīng)用度以及簡化管理功能。該方案可讓客戶將多臺標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器系統(tǒng)整合成一套可擴充的容錯運算平臺。同時，新版數(shù)據(jù)庫可讓客戶更容易在網(wǎng)格環(huán)境中分享儲存資源，并且大幅提升數(shù)據(jù)安全性。李穎聰表示，甲骨文在未來的產(chǎn)品中將會繼續(xù)關(guān)注網(wǎng)格技術(shù)。 Sybase公司則表示，盡管網(wǎng)格技術(shù)要成為商業(yè)應(yīng)用的主流，還需要幾年時間在應(yīng)用和產(chǎn)品上進(jìn)一步完善，但Sybase非常關(guān)注這種技術(shù)，已經(jīng)作了一些技術(shù)探索和儲備，并希望能在不遠(yuǎn)的將來推出成熟的產(chǎn)品。
而微軟則表示，目前微軟還沒有考慮到對網(wǎng)格技術(shù)的支持。他認(rèn)為，網(wǎng)格是一種擴展技術(shù)，擴展有兩種方式：向上擴展(Scale up )和向外擴展(Scale out)，向上擴展是增加CPU的個數(shù)和內(nèi)存等資源滿足用戶的需求，而向外擴展就是多節(jié)點并行技術(shù)，或者說是網(wǎng)格的技術(shù)。微軟的一項調(diào)查顯示：目前99%的客戶需求是在16顆CPU以下，而目前，微軟的SQL Server 2005最多可以支持64顆CPU，因此微軟認(rèn)為，通過向上擴展完全能夠滿足客戶的需求，而沒有必要采用向外擴展技術(shù)。
另外，微軟認(rèn)為，網(wǎng)格應(yīng)用在技術(shù)上還需解決一些問題。例如，網(wǎng)格中對資源的共享是通過共享磁盤實現(xiàn)的(Share Disk)，并通過鎖控制器(Lock manager)實現(xiàn)多個節(jié)點對資源的爭奪，管理節(jié)點對資源的訪問，當(dāng)節(jié)點增多，會帶來性能的下降。
InterSystems中國技術(shù)總監(jiān)余衡也表示，網(wǎng)格計算在科學(xué)計算領(lǐng)域非常受歡迎，例如對于處理電影作品中幀的應(yīng)用程序，或者處理復(fù)雜靜態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)倉庫、處理復(fù)雜并需要長時間運行的查詢，網(wǎng)格計算也許是合適的。但網(wǎng)格計算不是絕對的答案，對于大范圍的事務(wù)處理類型的應(yīng)用程序，進(jìn)行高速數(shù)據(jù)庫更新操作與計算，網(wǎng)格計算可能就不適合了。在商業(yè)領(lǐng)域或者非科學(xué)方面的應(yīng)用中，把任務(wù)分解成邏輯或者功能組件比分解成過程更有意義。
李穎聰介紹，Tom網(wǎng)站的用戶管理系統(tǒng)已經(jīng)采用了Oracle 10g的網(wǎng)格技術(shù)，在并發(fā)處理能力的加強、自動擴展以及降低軟件成本方面都起到了很好的作用。在采訪中，很多用戶也表示對網(wǎng)格技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中的應(yīng)用非常關(guān)注，但正如永恩集團CIO趙春雨所言，對采用普通結(jié)點組成的系統(tǒng)的性能是否真正可以達(dá)到期望還有很多考慮。而佐丹奴集團CIO侯彤則表示，作為一個規(guī)模不算很大的企業(yè)，一到兩臺服務(wù)器已經(jīng)可以滿足現(xiàn)時及未來幾年企業(yè)發(fā)展的需要了，目前并沒有關(guān)注網(wǎng)格技術(shù)。趨勢之三：整合數(shù)據(jù)倉庫/BI
數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的成熟，使得企業(yè)數(shù)據(jù)庫里承載的數(shù)據(jù)越來越多。但數(shù)據(jù)的增多，隨之而來的問題就是如何從海量的數(shù)據(jù)中抽取出具有決策意義的信息(有用的數(shù)據(jù))，更好地服務(wù)于企業(yè)當(dāng)前的業(yè)務(wù)，這就需要商業(yè)智能。“從用戶對數(shù)據(jù)管理需求的角度看，可以劃分兩大類：一是對傳統(tǒng)的、日常的事務(wù)處理，也即我們經(jīng)常提的聯(lián)機事務(wù)處理(OLTP)應(yīng)用;二是聯(lián)機分析處理(OLAP)與輔助決策，既商業(yè)智能(BI)。數(shù)據(jù)庫不僅支持OLTP，還應(yīng)該為業(yè)務(wù)決策、分析提供支持?！?目前，主流的數(shù)據(jù)庫廠商都已經(jīng)把支持OLAP、商業(yè)智能做為關(guān)系數(shù)據(jù)庫發(fā)展的另一大趨勢。
商業(yè)智能是指以幫助企業(yè)決策為目的，對數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、存儲、分析、訪問等處理的一大類技術(shù)及其應(yīng)用，由于需要對大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速地查詢和分析，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不能很好地滿足這種要求?；蛘哒f傳統(tǒng)上，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用是基于OLTP(在線交易處理)模型的，而不能很好支持OLAP(在線分析處理)，商業(yè)智能是以數(shù)據(jù)倉庫為基礎(chǔ)，目前同時支持OLTP和OLAP這兩種模式是關(guān)系數(shù)據(jù)庫的著眼點所在。
例如，IBM一直把商業(yè)智能應(yīng)用當(dāng)作 DB2的一個重要發(fā)展方向，并將商業(yè)智能功能構(gòu)建到 DB2引擎中，例如DB2本身內(nèi)置了數(shù)據(jù)庫、在線分析的處理(OLAP)、各種分析等功能，去年發(fā)布的DB2 8.3版本中又進(jìn)一步加強了分析功能，為商業(yè)智能應(yīng)用進(jìn)行了性能優(yōu)化。目前可以通過兩種方式用 DB2 進(jìn)行聯(lián)機分析處理(OLAP)：首先DB2 提供了用于 CUBE 和 ROLLUP(用于研究數(shù)據(jù)庫中信息的流行的 OLAP 操作)的內(nèi)置函數(shù)。其次，IBM 和 Hyperion 合作創(chuàng)建了 DB2 OLAP Server，DB2 OLAPServer 構(gòu)建在DB2 UDB 之上，同時提供了多維數(shù)據(jù)存儲和關(guān)系數(shù)據(jù)存儲。IBM 還與各類數(shù)據(jù)分析軟件供應(yīng)商合作，這些供應(yīng)商使他們的工具能使用 DB2 數(shù)據(jù)庫。
微軟也指出，微軟從1997年開始在數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品中增加了BI功能，在SQL Server 2005中，微軟將提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，同時支持OLTP和OLAP兩個模型，并通過XML/A接口，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)倉庫的訪問，把關(guān)系數(shù)據(jù)庫和BI功能整合在一起。
甲骨文公司商業(yè)智能和數(shù)據(jù)倉庫副總裁Ray Roccaforte表示：“幾年前，我們開始實施一項簡化復(fù)雜商業(yè)智能環(huán)境的計劃。起初我們的重點是：讓客戶在實施商業(yè)智能項目時不必面對多種專門的數(shù)據(jù)挖掘、OLAP和統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，我們直接把這些功能合并到Oracle數(shù)據(jù)庫中?，F(xiàn)在這種做法已經(jīng)擴展到商業(yè)智能軟件工具上了，我們把所有必需的軟件工具組合到單一產(chǎn)品中，以此滿足客戶的商業(yè)智能需求?！?據(jù)悉，新版本的甲骨文商業(yè)智能(Oracle Business Intelligence)工具目前正處于開發(fā)測試階段，包括了Oracle Discoverer、Oracle Spreadsheet Add-In、Oracle Warehouse Builder、Oracle BI Beans等。通過Oracle Discoverer可在單一報告環(huán)境中存取關(guān)系數(shù)據(jù)(即SQL)和聯(lián)機分析處理(OLAP)數(shù)據(jù)，從而完成一般需要兩種軟件工具才能完成的任務(wù)。
Sybase在即將發(fā)布的數(shù)據(jù)庫ASE15版本中也將強化對OLAP分析表現(xiàn)功能的支持，這樣對中小企業(yè)客戶來說，通過數(shù)據(jù)庫就可以實現(xiàn)BI方面的應(yīng)用;當(dāng)然對一些大型用戶，Sybase也提供了專業(yè)的數(shù)據(jù)倉庫和商業(yè)智能應(yīng)用解決方案。
趨勢之四：管理自動化
企業(yè)級數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品目前已經(jīng)進(jìn)入同質(zhì)化競爭時代，在功能、性能、可靠性等方面差別已經(jīng)不是很大。但是隨著商業(yè)環(huán)境競爭日益加劇，目前企業(yè)面臨著另外的挑戰(zhàn)，即如何以最低的成本同時又高質(zhì)量地管理其IT架構(gòu)。這也就帶來了兩方面的挑戰(zhàn)：一方面系統(tǒng)功能日益強大而復(fù)雜，另一方面，對這些系統(tǒng)管理和維護(hù)的成本越來越昂貴。正是意識到這些需求，自我管理功能包括能自動地對數(shù)據(jù)庫自身進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整和修復(fù)等已成為數(shù)據(jù)庫追求的目標(biāo)。 “我們正看到越來越多的基于成本和可管理性的競爭，因為市場正在尋找應(yīng)用更簡單，擁有成本更低的數(shù)據(jù)庫 ” Gartner研究集團一位追蹤數(shù)據(jù)庫軟件市場多年的分析員這樣表示。
Oracle的可管理性戰(zhàn)略側(cè)重在兩個方面：首先是使Oracle產(chǎn)品的每一部分(包括數(shù)據(jù)庫)盡可能地進(jìn)行自我管理，以實現(xiàn)最少的人力管理;第二是使整個數(shù)據(jù)庫中心的管理更便捷、高效，例如Oracle企業(yè)管理器就提供了一套解決方案，用于管理和監(jiān)視基于Oracle系列技術(shù)的應(yīng)用程序和系統(tǒng)。
IBM已在其DB2數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用中集成了自我管理功能，它可以讓一個數(shù)據(jù)庫自行發(fā)現(xiàn)問題并重新設(shè)置。“IBM DB2是一個SMART的數(shù)據(jù)庫，即自我管理及資源調(diào)度的智能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。DB2由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)自己進(jìn)行錯誤分析、可能的解決方案建議及自我修復(fù)的功能，提供部分核心配置參數(shù)進(jìn)行自動配置，而不需數(shù)據(jù)庫管理員進(jìn)行指定和修改?！盝anet Perna表示，在IBM的新版本數(shù)據(jù)庫Viper中，將會有更多自治功能，如自我管理和自我修復(fù)功能。
Sybase也表示，Sybase數(shù)據(jù)庫一向以低成本而得到用戶青睞，低成本主要體現(xiàn)在兩個方面，一是購買成本，二是維護(hù)成本，Sybase數(shù)據(jù)庫的設(shè)計理念就是讓用戶更容易上手、容易使用。而在即將推出的新版本中，進(jìn)一步強化了易管理性，如圖形化的操作界面、增加操作向?qū)б约白詣訄?zhí)行功能，使數(shù)據(jù)庫管理人員不必要做很多重復(fù)性的工作。
微軟也強調(diào)，易于管理、易于使用是SQL Server的設(shè)計理念。在SQL Server2005中微軟新的管理工具套件、自我調(diào)節(jié)能力和功能強大的編程模型將允許數(shù)據(jù)庫管理員針對數(shù)據(jù)庫的日常運轉(zhuǎn)加以靈活掌控。針對SQL事件探查器及其它工具的改進(jìn)還可幫助數(shù)據(jù)庫管理員將服務(wù)器調(diào)節(jié)至最佳性能狀態(tài)。這些改進(jìn)特性將允許數(shù)據(jù)庫管理員從數(shù)據(jù)庫日常運轉(zhuǎn)工作中解脫出來，并集中精力從事數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)設(shè)計等更具價值的任務(wù)。
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