擦亮自己的眼睛去看SQLServer之歷史淵源

在這個擦亮自己的眼睛去看SQLServer的系列中的第二篇中提過要寫歷史淵源，這里的歷史主要描述的是數(shù)據(jù)庫本身的歷史與SQLServer本身關系不大。說實話這部分的內容要說清楚個人感覺難度比較大比較抽象。個人能力有限，如果文中有什么不合適的地方或者有錯誤的

在這個擦亮自己的眼睛去看SQLServer的系列中的第二篇中提過要寫歷史淵源，這里的歷史主要描述的是數(shù)據(jù)庫本身的歷史與SQLServer本身關系不大。說實話這部分的內容要說清楚個人感覺難度比較大比較抽象。個人能力有限，如果文中有什么不合適的地方或者有錯誤的地方，望大家指出?？梢赃@么說數(shù)據(jù)庫的誕生和發(fā)展給計算機信息管理帶來了是一場巨大的革命，40年來數(shù)據(jù)庫領域獲得了三次計算機圖靈獎更加充分地說明了數(shù)據(jù)庫是一個充滿活力和創(chuàng)新精神的領域。

跟研究任何一門技術一樣，先弄懂以下幾個問題才能算是對這門技術有所了解吧：1、數(shù)據(jù)庫技術主要解決什么問題 2、認識認識數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展中的大牛們 3、數(shù)據(jù)庫技術經(jīng)歷哪些階段 。以下就一一來聊聊這幾個問題。

一、數(shù)據(jù)庫技術主要解決什么問題

數(shù)據(jù)庫是基于計算機的，目前計算機已經(jīng)深入到我們生活任何一個角落。不過歸納起來計算機主要解決兩個問題：計算與數(shù)據(jù)處理。計算機誕生于20世紀40年代，最初僅僅用于科學計算不能用于數(shù)據(jù)處理。當時計算機只能處理數(shù)字，不能處理字母與符號而字母與符號卻是數(shù)據(jù)處理中的主要處理對象。還有當時確實也沒有數(shù)據(jù)處理所需要的大容量存儲器。針對這兩個問題，50年代出現(xiàn)了字符發(fā)生器以及成功將高速磁帶機用于計算機存儲。解決了這兩個問題為計算機能進行數(shù)據(jù)處理起了決定性作用。后來因為磁帶機不夠快，IBM公司Remington Rand成功推出磁盤系統(tǒng)。這些硬件推動了計算機數(shù)據(jù)處理的發(fā)展。

從以上看出，數(shù)據(jù)庫技術是屬于數(shù)據(jù)處理技術。還有類似的解決方案就是文件管理的形式。不少人有過這樣的疑問文件完全也可以進行數(shù)據(jù)處理，為什么要出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫技術呢？文件管理中，數(shù)據(jù)文件和應用程序一一對應，會造成數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)不一致性和數(shù)據(jù)依賴。這樣給程序編寫數(shù)據(jù)維護帶來很多問題。后來出現(xiàn)過文件管理系統(tǒng)作為應用程序與數(shù)據(jù)文件的接口，這些應用程序只需要與文件管理系統(tǒng)交互就可以帶來了一些靈活性。不過這種方式還是解決不數(shù)據(jù)冗余，數(shù)據(jù)庫一致性、處理效率低的問題，特別是在較大規(guī)模的系統(tǒng)中更加明顯。針對這些問題，后來人們做了很多探索解決文件管理系統(tǒng)分散管理的缺點，推出能對數(shù)據(jù)集中控制統(tǒng)一管理的技術——數(shù)據(jù)庫技術?？梢酝ㄟ^以下的圖看出這里描述的三種方式的區(qū)別。

綜上所述，當時的數(shù)據(jù)庫技術主要解決文件管理系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理時出現(xiàn)的數(shù)據(jù)冗余、數(shù)據(jù)不一致性、處理效率低、分散管理的問題。后面隨著數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展解決的問題就更多了。

二、認識認識數(shù)據(jù)庫技術發(fā)展中的大牛們

大?？偸亲屓搜瞿降模麄儗?shù)據(jù)庫技術的發(fā)展起了很大的作用，值得大家尊重。牛人很多，這里僅僅介紹“教父”級人物讓大家認識認識。相信很多人都聽過他們的名字。他們都是圖靈獎的得主：Charles W.Bachman（查理士·巴赫曼）、EdgarF.Codd（埃德加·考特)、James Gray(詹姆士·格雷)。下面一一介紹下：

1、Charles W.Bachman（查理士·巴赫曼）

查理士·巴赫曼1924年12月11日生于堪薩斯州的曼哈頓，現(xiàn)86歲。1948年在密歇根州立大學取得工程學士學位，1950年在賓夕法尼亞大學取得碩土學位。20世紀 50年代在Dow化工公司工作，1961—1970年在通用電氣公司任程序設計部門經(jīng)理，1970—1981年在Honeywell公司任總工程師，同時 兼任Cullinet軟件公司的副總裁和產(chǎn)品經(jīng)理。1973年獲得圖靈獎。

網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫之父，DBTG之父。兩項重大貢獻：1、在通用電氣公司任程序設計部門經(jīng)理期間，主持設計與開發(fā)了最早的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)IDS。 IDS于1964年推出后，成為最受歡迎的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品之一，而且它的設計思想和實現(xiàn)技術被后來的許多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品所仿效。2、巴赫曼積極推動與促成了數(shù)據(jù)庫標準的制定，那就是美國數(shù)據(jù)系統(tǒng)語言委員會CODASYL下屬的數(shù)據(jù)庫任務組DBTG提出的網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫模型以及數(shù)據(jù)定義和數(shù)據(jù)操縱語言即DDL和 DML的規(guī)范說明，于1971年推出了第一個正式報告報告——DBTG，成為數(shù)據(jù)庫歷史上具有里程碑意義的文獻。這個首次提出數(shù)據(jù)庫三層體系結構，明確DBA的概念，規(guī)定DBA的作用與地位。在數(shù)據(jù)庫的文檔資料中，有一種描述網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫模型的數(shù)據(jù)結構圖，這種圖解技術是巴赫曼發(fā)明的，通常被稱為“巴赫曼圖”(Bachman diagram)。此外，在擔任ISO／TC 97／SC—16主席時，巴赫曼還主持制定了著名的“開放系統(tǒng)互連”標準，即OSI(Open System Interconection)。OSI對計算機、終端設備、人員、進程或網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換提供了一個標準規(guī)程，實現(xiàn)OSI對系統(tǒng)之間達到彼此互相開放有重要意義。巴赫曼也是建立在波士頓的計算機博物館的創(chuàng)始人之 一。

有時候在想，我們的很多課本上提到了三層體系結構、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)概念，DDL，DML等等這些概念時， 都沒提到這些概念都是查理士·巴赫曼以及它的團隊。是不是有點說不過去。

詳細介紹見：http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_W._Bachman

2、EdgarF.Codd（埃德加·考特)

埃 德加·弗蘭克·科德（Edgar Frank Codd，1923－2003）。1 9 2 3 年8 月1 9 日生于英格蘭中部的港口城市波特蘭。第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)以后，年輕的考特應征入伍在皇家空軍服役，1 9 4 2 至1 9 4 5 年期間任機長，參與了許多重大空戰(zhàn)，為反法西斯戰(zhàn)爭立下了汗馬功勞。二戰(zhàn)結束以后，考特上牛津大學學習數(shù)學，于1 9 4 8 年取得學士學位以后到美國謀求發(fā)展。他先后在美國和加拿大工作，參加了I B M 第一臺科學計算機7 0 1 以及第一臺大型晶體管計算機 S T R E T C H 的邏輯設計，主持了第一個有多道程序設計能力的操作系統(tǒng)的開發(fā)。他自覺硬件知識缺乏，于是在6 0 年代初，到密歇根大學進修計算機與通信專業(yè)( 當時他已年近4 0 ) ，并于1 9 6 3 年獲得碩士學位， 1 9 6 5 年取得博士學位。這使他的理論基礎更加扎實，專業(yè)知識更加豐富。加上他在此之前十幾年實踐經(jīng)驗的積累，終于在1 9 7 0 年迸發(fā)出智慧的閃光，為數(shù)據(jù)庫技術開辟了一個新時代。1 9 7 0 年以后，考特繼續(xù)致力于完善與發(fā)展關系理論。1 9 7 2 年，他提出了關系代數(shù)和關系演算的概念， 定義了關系的并、交、投影、選擇、連接等各種基本運算， 為日后成為標準的結構化查詢語言（S Q L ）奠定了基礎。

被譽為“關系數(shù)據(jù)庫之父”，并因為在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的理論和實踐方面的杰出貢獻 于1981年獲圖靈獎。1970年，科德發(fā)表題為“大型共享數(shù)據(jù)庫的關系模型”的論文，文中首次提出了數(shù)據(jù)庫的關系模型。由于關系模型簡單明了、具有堅實 的數(shù)學理論基礎，所以一經(jīng)推出就受到了學術界和產(chǎn)業(yè)界的高度重視和廣泛響應，并很快成為數(shù)據(jù)庫市場的主流。20世紀80年代以來，計算機廠商推出的數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng)幾乎都支持關系模型，數(shù)據(jù)庫領域當前的研究工作大都以關系模型為基礎。

這位人物只要看過幾乎任何一本數(shù)據(jù)庫書，基本都提到了他。主要原因是現(xiàn)在幾乎所有主流數(shù)據(jù)庫都基于他提出的關系理論。

著名論文：<<大型共享數(shù)據(jù)庫的關系模型>>

詳細介紹見：http://en.wikipedia.org/wiki/Edgar_F._Codd

3、James Gray(詹姆士·格雷)

詹姆士·格雷生于1944年，在著名的加州大學伯克利分校計算機科學系獲得博士學位。其博士論文是有關優(yōu)先文法語法分析理論的。學成以后，他先后在貝爾實驗室、IBM、 Tandem、DEC、MS等公司工作。在IBM期間，他參與和主持過IMS、System R、SQL/DS、DB2等項目的開發(fā)，其中除SystemR僅作為研究原型外，其他幾個都成為IBM在數(shù)據(jù)庫市場上有影響力的產(chǎn)品。在MS期間，領銜微軟超級網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫TerraServeres項目以及SQLServer內核設計者。他曾參與建設了世界最大的天文學數(shù)據(jù)庫Sloan Digital SkyServer，其中所研究的星系從最初的100萬達到了如今的2億個，他參與設計的“世界視野望遠鏡”（World-Wide Telescope）把天文學家的數(shù)據(jù)庫連接為一個整體。James Gray“開創(chuàng)性的數(shù)據(jù)庫研究”為自動提款機、機票網(wǎng)上預定系統(tǒng)和google earth的誕生奠定了基礎。于在1998年獲得圖靈獎。2007年1月28日，在海上失蹤。

被譽為“SQL之父”。格雷進入數(shù)據(jù)庫領域時，關系數(shù)據(jù)庫的基本理論已經(jīng)成熟，但各大公司在關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(RDBMS)的實現(xiàn)和產(chǎn)品開發(fā)中，都遇到了一系列技術問題，主要是在數(shù)據(jù)庫的規(guī)模愈來愈大，數(shù)據(jù)庫的結構愈來愈復雜，又有多用戶共享數(shù)據(jù)庫的情況下，如何保障數(shù)據(jù)的完整性(Integrity)、安全性(Security)、并行性(Concurrency)，以及一旦出現(xiàn)故障后，數(shù)據(jù)庫如何實現(xiàn)從故障中恢復 (Recovery)。這些問題如果不能圓滿解決，無論哪個公司的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品都無法進入實用，最終不能被用戶所接受。正是在解決這些重大的技術問題，使DBMS成熟并順利進入市場的過程中，格雷以他的聰明才智發(fā)揮了十分關鍵的作用。

上述及其他各種方法可總稱為"事務處理技術"。格雷在事務處理技術上的創(chuàng)造性思維和開拓性工作，使他成為該技術領域公認的權威。他的研究成果反映在專著《Transaction Processing: Conceptsand Techniques》。事務處理技術雖然誕生于數(shù)據(jù)庫研究，但對于分布式系統(tǒng)，C/S結構中的數(shù)據(jù)管理與通信，對于容錯和高可靠性系統(tǒng)，同樣具有重要的意義。另一部著作是《The Benchmark Handlook: for Database and Transaction Processing Systems》。此外，他還是聯(lián)機分析處理技術(OLAP)的奠基人，他提出了Data Cube等重要概念。近十年來(而且可能一直延續(xù)到未來十年)，他一直是數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)倉庫和數(shù)據(jù)挖掘等領域當之無愧的領軍人物。

這位大師算是離我們比較近的，看看上面的介紹就會發(fā)現(xiàn)他提出的事務處理技術在整個關系型數(shù)據(jù)庫中起的作用是非同小可。 還有他于1987年提出的5分鐘法則對我們做緩存起了很重要的指導作用。 還創(chuàng)辦了排序的新賽事PennySort，用來衡量計算機的性價比。1999年提出了未來信息技術領域需要解決的十二個問題，意義深遠。

詳細介紹見：http://en.wikipedia.org/wiki/Jim_Gray_(computer_scientist)

五分鐘法則：http://queue.acm.org/detail.cfm?id=1413264

PennySort論文：/Files/yueyue_jwfm/PennySort.pdf

十二個問題： /Files/yueyue_jwfm/十幾信息技術的研究目標.pdf

三、數(shù)據(jù)庫技術經(jīng)歷哪些階段

1、層次數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫

其主要特點是支持三級模式結構；用指針來表示數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系；數(shù)據(jù)定義語言（Data Definaition Language，DDL）和數(shù)據(jù)操縱語言（Data Manipulation Language，DML）相對獨立；數(shù)據(jù)庫采用過程性（導航式）語言，用戶在操作數(shù)據(jù)庫時不但說明要做什么，還要說明怎么做。例如，在查找語句中不但要說明查找的對象，而且要規(guī)定存取路徑。這和現(xiàn)在被廣泛使用的非過程性語言SQL是不同的。網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫代表：IDS，1961美國通用電氣公司。層次數(shù)據(jù)庫代表：IMS，1968年IBM為阿波羅11號飛船順利登月提供重要保障。

2、關系數(shù)據(jù)庫

關系數(shù)據(jù)庫有嚴格的數(shù)學理論作為基礎，概念清晰，易于使用。1970年，美國IBM公司San Jose研究實驗室研究員E.F.Codd提出了關系數(shù)據(jù)庫模型，奠定了關系數(shù)據(jù)庫理論的基礎。E.F.Codd也因此獲得了1981年的計算機圖靈獎。1974年， San Jose實驗室研制成功System R，這是世界上最早的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS）。1980年后，眾多RDBMS產(chǎn)品相繼推出，包括Oracle、Infomix、Sybase等。1990年后，RDBMS不斷發(fā)展，能夠支持分布式數(shù)據(jù)庫、開放環(huán)境下異構數(shù)據(jù)庫互連，OLTP（On-Line Transaction Processing）聯(lián)機事務處理和OLAP（On-Line Analytical Processing）聯(lián)機分析處理。關系數(shù)據(jù)庫代表：Oracle、DB2、SQLServer、MySQL、SyBase、InFormix等。

3、后關系數(shù)據(jù)庫

關系數(shù)據(jù)庫在數(shù)據(jù)模型、性能、擴展伸縮性上存在問題。由于出現(xiàn)了一些后關系數(shù)據(jù)庫的技術，比如面向對象數(shù)據(jù)庫，基于擴展的關系數(shù)據(jù)庫模型或者面向對象數(shù)據(jù)庫模型，目前，該技術尚未完全成熟。但是它支持包括數(shù)據(jù)、對象的管理，能夠很好地和面向對象設計技術相融合。因此，許多商品化的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也都進行了擴充，增加了面向對象特性，發(fā)展成ORDBMS。還有這兩年很熱的結構化數(shù)據(jù)庫NOSQL，它打破了長久以來關系型數(shù)據(jù)庫與ACID理論大一統(tǒng)的局面。NoSQL 數(shù)據(jù)存儲不需要固定的表結構，通常也不存在連接操作。在大數(shù)據(jù)存取上具備關系型數(shù)據(jù)庫無法比擬的性能優(yōu)勢。

今天分析就到此結束，文中如有描述不當?shù)牡胤?，歡迎指出。共同進步才是硬道理。

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