1、毕业设计开题报告 电子信息工程 倍捻车间生产信息管理系统 1 选题的背景、意义 数据库的萌芽阶段在五十年代后期，那个时候电脑里的数据处理在与文件阶段，数据库技术处于初级阶段。 1969 年 IBM 公司开发研制了数据库管理系统，因此数据库有了层次模型，所以层次数据库是最早的数据库系统，但是它也不是单一的的层次结构，一般也能处理网状结构。这一代数据库有以下一些特点：第一，支持三级模式体系结构；第二，能够用存取路径构建数据之间的联系；第三，具有独立的数据定义语言；第四，具有数据操纵语言。 1970 年，一篇名为“大型共享系 统的关系数据库的关系模型”的论文首先提出了关系数据模型这个概念，从此开启了
2、数据库关系数据理论的研究，为关系数据库技术提供了理论帮助，并且受到数据库业界的关注。但此时也有很多人认为这个理论难以实现，难以被用户接受，所以在 1974 年，数据库界展开了一场关于关系数据库可行性的大辩论，然后辩论却极大地促进了关系数据库的理论研究和实际开发，最终成就了关系数据库的走向社会。在关系数据库中现实世界中的实体和实体之间的联系用关系来表示，在用户的操作界面上，关系数据库中的数据结构是一张二维表，也就是说，每一列数据都是同一类型 的，每一列有唯一的列名。关系数据库在数据库的发展史上具有里程碑似的意义，这种数据库具有很多优点：数据是结构化的、冗余度最低、具有较高的程序和数据独立性、便于
3、扩充、易于编制应用程序等等。自从关系数据库出现，它就渐渐取代了网状、层次模型数据库系统而成为主流数据库系统。 不是数据库发展的终点，由于数据库技术在商业领域取得的巨大成就，极大地刺激了其它领域对数据库的需求，而这些领域又对数据库技术提出了难度系数更高的要求，并渐渐发现关系数据库的局限和不足，至此，人们开始研究新的数据模型，比如面向对象数据模型、原 与逻辑数据模型等等新的数据模型，并取得了很大的成果。面向对象数据库指的是对象的集合、对象的行为、状态和联系，以面向对象数据库模型来定义的。面向对象数据库有很多优点，如能够方便自然地模拟客观世界，对象内部数据的变化不影响外界的使用，能够保证数据的完整性
4、和安全性。因此，它在处理多媒体数据类型时游刃有余，在应用系统开发速度和维护方面有很大优越性。把多媒体技术引入到数据库领域里，将多媒体技术与数据库技术有机的结合起来就形成了多媒体数据库管理系统。 第一代数据库系统的数据模型有两种，一种是层次模型，一种是网状模型。层 次模型的含义是，把数据组织成有方向有次序的结构，就像树枝一样。层次模型由处在不同层次的节点构成，除了根节点外，其余各节点有且仅有一个上层节点作为其 “双亲” ，而位于其下的较低一层的若干个节点作为其“子女”，所有结构中的节点都代表了数据记录，连线描述了位于不同节点间的数据的从属关系，层次模型反映了现实世界的实体间的层次关系。 受不同时
5、期的科学水平的制约，数据库经历过好几个阶段。第一阶段，就是直接面向数据处理，这是数据库应用的最初级阶段，但是它仅仅限于简单的数据收集和处理，那个时候受技术水平的制约，并没有高性 能的计算机和先进的设备，更不可能建立联机系统，人们不可能在计算机上直接进行数据的操作，只能把事情记录下来分批地交给计算机进行操作。第二阶段，主要是对联机事务的处理，最大的特点是可以通过终端直接完成对事务的操作，比如定汽车票、就医挂号等等。再比如，有一个医院，每天都需要用数据库技术完成日常事务，比如病人的挂号就医、医生的诊断、药方的开设、护士为病人送药，这些都需要数据库技术处理。第三阶段，就是数据的联机分析、管理和人工智
6、能化阶段。比如超市的计算机系统能回答你“有多少顾客购买了这种商品”，“这种商品的生产地按照 时间和地区分布”，这个时候数据库系统的功能已经非常强大了。 功能强大的数据库系统，在很多领域发挥了重要作用，如电子商务、商业智能、在线交易、知识管理等等。如今数据库的发展趋势是向着实时性更强、可扩展性更强、更加智能化的方向发展。对于大型的系统，要进行动态化管理，随着Internet 和 Web 技术的应用和发展，支持 Internet 的数据库也涌现出来了，如M Y SQL 数据库，它支持以面向对象的方式进行开发，同时又用模板、 XML 支持等带来网站开发的新方法，并拥有强大的数据库支持能力。 市场上出
7、现有一些特殊功能的 数据库，比如能够管理数值、文字、图片、声音等多种媒体的多媒体数据库；解决异构分布式数据库集成问题的联邦数据库；基于逻辑推理的演绎数据库；能够表达和处理模糊数据的模糊数据库及与推理技术相结合的模糊演绎数据库；能主动进行服务的主动数据库；以及 web 数据库、时态数据库、空间数据库，所以数据库技术的研究特别是关系数据库理论的研究、与人工智能技术和计算机网络技术相结合的研究及新的数据模型的研究都是计算机技术研究的热门话题。随着新技术的不断出现，数据库技术的应用越来越广，将呈现出多样性的特点，应用热点有 Internet 智能化、超大规模化、微型化和智能化，满足人们对信息数字化的需
8、求。 2 相关研究的最新成果及动态 近年来 ,计算机体系结构逐渐从单处理器向多处理器结构发展 .而由于受决策支持应用和联机事务处理 (OLTP)应用的驱动 ,数据库中的数据量以惊人的速度增长 ,因此将传统的数据库管理技术与并行处理技术结合的并行数据库技术已越来越为人们所重视 ,成为当前数据库领域最热门的研究课题之一 .数据库的并行处理 (Parallel Processing)充分利用硬件平台的并行性 (如采用共享内存或共享磁盘结构 ),采用多进程多线索结构 ,提供多种 不同粒度的并行性 ,从而提高数据库系统对事务快速响应能力 .并行数据库技术包括对数据库的分布管理和并行查询 .它通过将一个数
9、据库任务分割成多个子任务的方法由多个处理机协同完成这项任务 ,从而极大地提高了事务处理能力 ,并且通过数据分布可以实现数据的并行 I/O 操作 .并行数据库系统是在大规模并行计算机系统或机群并行计算环境的基础上建立的数据库系统 .它以高性能、高可用性和高扩充性为目标 ,充分利用多处理器平台的并行能力 ,通过多种并行性 ,在联机事务处理与决策支持应用两种典型环境中提供快速的响应时间和较高的事务吞吐量 ,因此并行数 据库系统不久将成为未来的高性能数据库系统 .随着计算机网络技术发展 ,有可能把一些分散在各处的数据库系统通过网络通信技术连结起来 ,这样就形成分布式数据库系统 (Distributed
10、 Database System).分布式数据库系统是面向地理上分散 ,而管理上又需要不同程度集中管理的企、事业单位提供数据管理的信息管理系统 .它由多台计算机组成 ,每台计算机上配有各自的本地数据库 ,各计算机之间由通信网络连结 .在这种系统中 ,大多数处理任务由本地计算机访问本地数据库来完成(这种应用称为本地应用 ),对于少量本地计算机不能单独 胜任的处理任务 ,则通过数据通信网络与其它计算机相联系 ,并获得其它数据库中的数据 (这种应用称为全局应用 ).分布式数据库系统在系统结构上的严格定义应为 :分布式数据库是一个数据集 ,逻辑上它们属于同一系统 ,而物理上它们分散在用计算机网络连接的
11、多个场地上 ,并统一由一个分布式数据库管理系统管理 ,用户不感到数据的分布 ,用户看到的似乎是一个全局数据模式的集中式数据库 .与集中式数据库比较 ,分布式数据库具有体系结构灵活性大、系统可靠性高、可用性好、可扩充性好等优点 ,但也存在下列不足 :由于数据库系统的应用通常是逐步发展的 ,最初是 建立各种孤立的数据库 ,而管理这些数据库的计算机系统和 DBMS 可能有所不同 ,也就是异构的 ,但当应用需要转向分布式数据处理时 ,就必须解决异构数据库的集成问题 ,这在技术上有一定难度 ,目前 ,还很难有一个通用 DBMS 来解决这样的问题 .人们希望用一种新的数据库技术 联邦数据库系统来解决这一问
12、题 .分布式数据库系统虽然有利于改善性能 ,但如果数据库设计不好 ,分布不合理 ,连接操作过多时 ,会降低系统的性能 .因此 ,对分布式数据进行有效的管理和方便的访问是分布式数据库技术应当解决的问题 .随着数据库技术的发展 ,分布式数据库系统也在 向面向对象系统、知识库系统方面发展 . 3 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 数据库作为数据的一个容器 ,不但对程序的 performance 有很大的影响 ,而且对应用程序的扩展有非常大的影响 .所以对应用程序来说 ,一个具有良好设计的数据库是非常重要的 .那么如何才能设计出性能好 ,又支持扩展的数据库呢 ?这
13、是我们大家都要去探索的问题 .现在有很多版本的数据库设计的流程 .然而这也只是目前阶段能设计出一个比较好的数据库的一个途径 .更好更优的数据库设计流程是我们追求的目标 .但是现在 ,我们先来了 解下目前阶段标准的数据库设计流程 .以助于我们在开发应用程序的时候能用到 . 先来看下一张数据设计流程图 (网上找的 ,在此感谢这位画图的前辈 ) 上图是数据库设计一个比较标准的流程图 .我们就针对这个流程来讲解数据库设计各个阶段 . 4 研究工作详细进度和安排 2010.11.23 2011.1.10：查阅相关资料，深入了解所选课题，完成外文翻译，文献综述。 2011.1.10 2011.2.27：完
14、成开题报告定稿。 2011.3.1 2009.3.20：确定系统研究方法与技术路线。 2011.3.21 2011.4.17：完成系统软件设计。 2011.4.18 2011.5.1: 完成系统调试。 2011.5.2 2011.5.15：完成论文初稿。 2011.5.16 2011.5.22：完善系统设计，修改论文，论文定稿。 5 参考文献 1 王翔 . 2007数据库技术回顾与展望 J. 程序员 ,programmer,2007年 11期 . 2 张晓 ,蔡念光 . 建构信息时代的基石 N. 河北北方学院学报 ,2006年 02期 . 3 梁政 . 数据库技术的产生与发展 N. 集宁师专学
15、报， 2000 年 04 期 . 4 罗正军 . 数据库技术的发展及趋势 J. 黄金科学技术， 2000 年 04 期 . 5 胡锡伟 . 数据库技术及其进展 N. 浙江万里学院学报， 2000 年 04 期 . 6 王佳生 .数据库技术与应用发展新方向 J.信息技术， 2001 年 08 期 . 7 杨娟 .数据库系统发展和应用综述 J. 计算机与网络， 2005 年 23 期 . 8 杨冬青 .数据库系统概念 M. 北京：机械工业出版社， 2003. 9 曹文平，闫金梅 .数据库综述 J.科学管理研究， 2006 年 09 期 . 10 李大友 .数据库原理及应用 M.北京：清华大学出版社， 2000. 11 李红育，李绍伟 .探讨数据库的历史及发展趋势 J.办公自动化杂志 2010. 12 田野 ,朱易兰 .网络时代数字化博物馆数据库整合框架探讨 N.博物馆研究2009 年第 4 期 . 13 中国科学院计算机网络信息中心 ,中国科学院数据库的 建设与发展 N， 中国基础科学， 2002 年 04 期 . 14 闪四清 .数据库系统原理与应用 M，北京：清华大学出版社， 2003 年 . 15 王能斌 .数据库系统 M，北京：电子工业出版社， 1995.
