文檔數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的比較

　 　隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展和多媒體技術(shù), 人們發(fā)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的許多限制和不足，因而數(shù)據(jù)庫技術(shù)進入了“后關(guān)系數(shù)據(jù)庫時代”。文檔數(shù)據(jù)庫由此應(yīng)運而生。概要地從數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)和WEB發(fā)布數(shù)據(jù)三個方面比較了文檔數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的異同，同時區(qū)別了文檔數(shù)據(jù)庫與過去存儲數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)的不同。
　　
　　關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫 Internet 文檔數(shù)據(jù)庫 WEB數(shù)據(jù)庫服務(wù)器

　　一. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫的優(yōu)勢和目前面臨的問題

　　從60年代末開始, 數(shù)據(jù)庫技術(shù)經(jīng)歷了層次數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫而進入數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)( DBMS)階段至今, 數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究也不斷取得進展。80年代, 關(guān)系數(shù)據(jù)庫成為發(fā)展的主流, 幾乎所有新推出的DBMS產(chǎn)品都是關(guān)系型的。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫在計算機數(shù)據(jù)管理的發(fā)展史上是一個重要的里程碑，這種數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、最低冗余度、較高的程序與數(shù)據(jù)獨立性、易于擴充、易于編制應(yīng)用程序等優(yōu)點，目前較大的信息系統(tǒng)都是建立在結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫設(shè)計之上的。mda.com 　

　　然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是Internet和Intranet技術(shù)的發(fā)展，使得非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用日趨擴大。關(guān)系數(shù)據(jù)庫從1970年發(fā)展至今,雖功能日趨完善,但對數(shù)據(jù)類型的處理只局限于數(shù)字、字符等,對多媒體信息的處理只是停留在簡單的二進制代碼文件的存儲。然而，隨著用戶應(yīng)用需求的提高、硬件技術(shù)的發(fā)展和Intranet/Internet提供的多彩的多媒體交流方式,用戶對多媒體處理的要求從簡單的存儲上升為識別、檢索和深入加工,正是用戶呼喚出"通用"數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來處理占信息總量70%的聲音、圖像、時間序列信號和視頻等復(fù)雜數(shù)據(jù)類型。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù),1996年,全球數(shù)據(jù)庫市場的銷售額已接近40億美元,預(yù)計到2000年,數(shù)據(jù)庫市場銷售額將達到80億美元。巨大的增長潛力來自復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的處理需求,使處理復(fù)雜數(shù)據(jù)類型的"超媒體"數(shù)據(jù)庫將成為各公司投資研發(fā)的重點。

　　二. 全新的文檔數(shù)據(jù)概念

　　從1989年起，Lotus通過其群件產(chǎn)品Notes提出了數(shù)據(jù)庫技術(shù)的全新概念-"文檔數(shù)據(jù)庫"，文檔數(shù)據(jù)庫區(qū)別于傳統(tǒng)的其它數(shù)據(jù)庫，它是用來管理文檔。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中,信息被分割成離散的數(shù)據(jù)段，而在文檔數(shù)據(jù)庫中，文檔是處理信息的基本單位。一文檔可以很長、很復(fù)雜、可以無結(jié)構(gòu)，與字處理文檔類似。

　　文檔數(shù)據(jù)庫與五、六十年代管理數(shù)據(jù)的文件系統(tǒng)不同，文檔數(shù)據(jù)庫仍屬于數(shù)據(jù)庫范疇。首先，文件系統(tǒng)中的文件基本上對應(yīng)于某個應(yīng)用程序。當(dāng)不同的應(yīng)用程序所需要的數(shù)據(jù)有部分相同時，也必須建立各自的文件，而不能共享數(shù)據(jù)，而文檔數(shù)據(jù)庫可以共享相同的數(shù)據(jù)。因此，文件系統(tǒng)比文檔數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)冗余度更大，更浪費存儲空間，且更難于管理維護。其次，文件系統(tǒng)中的文件是為某一特定應(yīng)用服務(wù)的，所以，要想對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)再增加一些新的應(yīng)用是很困難的，系統(tǒng)不容易擴充。數(shù)據(jù)和程序缺乏獨立性。而文檔數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)的物理獨立性和邏輯獨立性，數(shù)據(jù)和程序分離。mda.com 　

　　文檔數(shù)據(jù)庫也不同于關(guān)系數(shù)據(jù)庫,關(guān)系數(shù)據(jù)庫是高度結(jié)構(gòu)化的,而Notes的文檔數(shù)據(jù)庫允許創(chuàng)建許多不同類型的非結(jié)構(gòu)化的或任意格式的字段,與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的主要不同在于,它不提供對參數(shù)完整性和分布事務(wù)的支持,但和關(guān)系數(shù)據(jù)庫也不是相互排斥的,它們之間可以相互交換數(shù)據(jù),從而相互補充、擴展。

　　三. 關(guān)系數(shù)據(jù)庫和文檔數(shù)據(jù)庫的異同

　　下面從三個方面比較兩種數(shù)據(jù)庫的異同：

　　在信息時代，所有信息大體上可以分為兩類：一類信息能夠用數(shù)據(jù)或統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)加以表示。例如，成本、費用、人員、工資以及員工業(yè)績等，都可以用數(shù)字或文字來描述或表達。這類信息具有相同的層次或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，我們稱之為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；而另一類信息根本無法用數(shù)字或者統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)表示，例如，圖象、聲音等，我們稱之為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)既可以是一段包含大量附加信息（如排版信息）的文字信息，也可能是一段聲音、圖象，甚至是影像。對于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的關(guān)系如圖所示，非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，但又不止是結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)；結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)屬于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，是非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的特例。一般來說，在人們的認識之中，關(guān)系數(shù)據(jù)庫最主要的特征就是數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。然而，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是Internet和Intranet技術(shù)的發(fā)展，使得非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的應(yīng)用日趨擴大。關(guān)系數(shù)據(jù)庫是高度結(jié)構(gòu)化的，這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化使關(guān)系數(shù)據(jù)庫具有冗余度最低、程序與數(shù)據(jù)獨立性較高、易于擴充、易于編制應(yīng)用程序的特點。但是，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展, 為滿足應(yīng)用對數(shù)據(jù)處理不斷"苛刻"的要求, 人們開始發(fā)現(xiàn)關(guān)系數(shù)據(jù)庫的許多限制和不足。因為文檔數(shù)據(jù)庫的基本元素就是文檔本身，而數(shù)據(jù)庫中的文檔可以同時包含結(jié)構(gòu)化的和非結(jié)構(gòu)化的信息，所以，文檔數(shù)據(jù)庫能夠存儲和管理類似文檔這樣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。特別是，Notes的對象庫是一個非常理想的商業(yè)信息存儲器，可用于高效地存儲、傳播、分配和管理這類信息。這類信息通常具有豐富的數(shù)據(jù)類型，如表格（可以是從某個關(guān)系數(shù)據(jù)庫或電子表軟件中得到的）、格式化文本、WWW的頁面、圖形、OLE對象、或掃描的圖象以及傳真件、聲頻或視頻信號這樣的多媒體信息。

　　關(guān)系數(shù)據(jù)庫是應(yīng)用數(shù)學(xué)方法來處理數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的，其數(shù)據(jù)模型也是建立在數(shù)學(xué)概念基礎(chǔ)上的，在關(guān)系模型中，數(shù)據(jù)在用戶觀點下的邏輯結(jié)構(gòu)就是一張二維表。而Lotus Notes是一個文檔數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，文檔數(shù)據(jù)庫的基本元素就是文檔。這里的文檔和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的記錄相似。Notes文檔的結(jié)構(gòu)是由表單（form）定義的，而表單由一組各式各樣的字段域組成。

　　· 域（Field）、域（Domain）和字段（Field）

　　在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，域（Domain）是屬性值的集合，如：大于0小于150的正整數(shù)，長度小于25的字符串集合等等。而在文檔數(shù)據(jù)庫中，域（Field）的概念出現(xiàn)在表單對象中，域是表單上存儲數(shù)據(jù)的單個元素，域決定了一個獨立的文檔能包含什么數(shù)據(jù)。雖二者的中文譯文相同，但其實際意義和作用相差千里。反而在文檔數(shù)據(jù)庫中域的概念與關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的字段（Field）相類似。

　　· 條目（Item）和屬性（Attribute）

　　在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，有屬性（Attribute）的概念，即二維表中的每一列稱為一個屬性，給每一列起一個名稱即屬性名。而在文檔數(shù)據(jù)庫中，就沒有"屬性"，文檔擁有的是條目（Item），條目是指存儲于文檔中的任意數(shù)據(jù)部分。每一個條目代表文檔中一段數(shù)據(jù)，在用戶界面中，是通過表單中的域來顯示文檔中的條目的。二者雖命名不同，但筆者認為從"屬性"的角度更容易理解文檔數(shù)據(jù)庫中條目的意義。

　　· 視圖（View）

　　在關(guān)系數(shù)據(jù)庫和文檔數(shù)據(jù)庫中，均有視圖的概念。在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，視圖是指從一個或幾個基本表（或視圖）導(dǎo)出的表。視圖和基本表不同，視圖是一個虛表，即視圖所對應(yīng)的數(shù)據(jù)不實際存儲在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中只存儲視圖的定義（存在數(shù)據(jù)字典中）。在文檔數(shù)據(jù)庫中，用戶通過Notes視圖瀏覽文檔。視圖是很方便的目錄，用戶可以從中看到關(guān)于文檔的概要信息和文檔的狀態(tài)，然后存取特定的Notes文檔。文檔數(shù)據(jù)庫中文檔可以在視圖中顯示起全部或部分內(nèi)容，通過視圖，用戶可以看一組文檔的關(guān)鍵域，并可按某一準則對顯示的信息進行分類和排序。實質(zhì)上，二者邏輯上非常相似，即視圖所對應(yīng)的數(shù)據(jù)均不實際存儲在數(shù)據(jù)庫中，數(shù)據(jù)庫中只存儲視圖的定義。

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