隨著計算機技術和網絡通信技術的發展，數據庫技術已經成為信息社會中組織和管理大量數據的重要技術手段和軟件技術，是網絡信息管理系統的基礎。本章主要介紹數據庫技術的應用和發展，關系模型的基本概念，關系數據庫的設計理論和方法，是學習和掌握現代數據庫技術的基礎。
1.1數據庫技術的開發與應用
從20世紀60年代末到現在，數據庫技術已經發展了30多年。在30多年的歷程中，人們在數據庫技術的理論研究和系統開發方面取得了輝煌的成就，並開始深入研究新壹代數據庫系統。數據庫系統已經成為現代計算機系統的重要組成部分。
1.1.1數據庫技術與信息技術
信息技術(IT)是當今使用最頻繁的術語之壹。隨著計算機技術在工業、農業和日常生活中的廣泛應用，它已被越來越多的個人和企業視為追趕世界潮流的標誌之壹。而數據庫技術是信息技術的重要支撐。沒有數據庫技術，人們將在浩瀚的信息世界中不知所措。
數據庫技術是計算機科學技術的壹個重要分支。從20世紀50年代中期開始，計算機應用從科研部門擴展到企業管理和政府行政部門，人們對數據處理的要求越來越高。1968年，世界上第壹個商業化的信息管理系統IMS(信息管理系統)誕生。此後，數據庫技術發展迅速。如今，隨著互聯網的日益普及，數據庫技術、知識和技能的重要性被充分放大。現在數據庫已經成為信息管理、辦公自動化、計算機輔助設計等應用的主要軟件工具之壹，幫助人們處理各種信息和數據。
1.1.2數據庫技術的應用及特點
數據庫最初是作為大公司或機構進行大規模事務處理的基礎。後來隨著個人電腦的普及，數據庫技術被移植到PC(個人電腦)上，用於單用戶個人數據庫應用。然後，由於PC機是在工作組中聯網的，所以數據庫技術被移植到工作組壹級。現在，數據庫被廣泛應用於Internet和Intranet。
60年代中期，數據庫技術被用來解決文件處理系統的問題。當時的數據庫處理技術還很脆弱，經常無法提交申請。20世紀70年代關系模型的誕生為數據庫專家構建和處理數據庫提供了標準方法，促進了關系數據庫的發展和應用。1979年，Ashton-Tate公司推出了微型計算機產品dBase，並稱之為關系數據庫管理系統。從此，數據庫技術被移植到個人電腦上。從20世紀80年代中期到80年代後期，最終用戶開始使用局域網技術將獨立的計算機連接成網絡，終端共享數據庫，從而形成了壹種新型的多用戶數據處理方式，稱為客戶機/服務器數據庫結構。現在，數據庫技術正被用來與互聯網技術相結合，以便在內部網、部門局域網甚至萬維網上發布數據庫數據。
1.1.3數據庫技術發展史
數據模型是數據庫技術的核心和基礎，因此，數據庫系統發展階段的劃分應以數據模型的發展和演變為主要依據和標誌。從數據模型的演變過程來看，數據庫技術從開始到現在短短的30年間經歷了三個階段:第壹代是網絡和層次化的數據庫系統，第二代是關系數據庫系統，第三代是以面向對象的數據模型為特征的數據庫系統。數據庫技術與網絡通信技術、人工智能技術、面向對象編程技術和並行計算技術的相互滲透和有機結合，已成為當代數據庫技術發展的重要特征。
1.第壹代數據庫系統
第壹代數據庫系統是20世紀70年代發展起來的層次化、網絡化數據庫系統。層次數據庫系統的典型代表是IBM在1969年開發的層次模型數據庫管理系統IMS。60年代末70年代初，Coda Syl(數據系統語言會議)的下屬機構DBTG(數據庫任務組)提出了幾個報告，這些報告被稱為DBTG報告。DBTG報告定義和建立了網格數據庫系統的許多概念、方法和技術，是網格數據庫的典型代表。在DBTG思想和方法的指導下，數據庫系統的實現技術已經成熟，開發了許多商業數據庫系統，這些系統都是基於層次模型和網絡模型的。
可以說，層次數據庫是數據庫系統的開創者，而網狀數據庫是數據庫概念、方法和技術的奠基者。
2.第二代數據庫系統
第二代數據庫系統是關系數據庫系統。1970 IBM公司聖何塞研究實驗室的研究員Edgar F. Codd發表了題為《大型數據庫數據的關系模型》的論文，提出了關系數據模型，創立了關系數據庫方法和關系數據庫理論，奠定了關系數據庫技術的理論基礎。Edgar F. Codd於1981年被授予ACM圖靈獎，以表彰他在關系數據庫研究方面的傑出貢獻。
20世紀70年代是關系數據庫理論研究和原型開發的時代，典型代表是IBM聖何塞研究實驗室開發的System R和伯克利大學開發的Ingres。大量的理論成果和實踐經驗最終使關系數據庫從實驗室走向社會。因此，人們把20世紀70年代稱為數據庫時代。在20世紀80年代，幾乎所有新開發的系統都是關系型的，其中出現了許多性能優異的商用關系數據庫管理系統，如DB2、Ingres、Oracle、Informix和Sybase。隨著這些商用數據庫系統的應用，數據庫技術越來越廣泛地應用於企業管理、信息檢索、決策等各個方面，成為實現和優化信息系統的基礎技術。
3.第三代數據庫系統
自20世紀80年代以來，數據庫技術在商業上的巨大成功刺激了其他領域對數據庫技術需求的快速增長。這些新領域為數據庫應用開辟了壹片新天地，並在應用中提出了壹些新的數據管理要求，推動了數據庫技術的研究和發展。
1990年，高級DBMS功能委員會發布了第三代數據庫系統宣言，提出了第三代數據庫管理系統應具備的三個基本特征:
l應該支持數據管理、對象管理和知識管理。
l必須保持或繼承第二代數據庫系統的技術。
我必須對其他系統開放。
面向對象的數據模型是第三代數據庫系統的主要特征之壹；數據庫技術和多學科技術的有機結合也是第三代數據庫技術的重要特征。分布式數據庫、並行數據庫、工程數據庫、演繹數據庫、知識庫、多媒體數據庫和模糊數據庫都是這方面的例子。
1.1.4數據庫系統訪問技術
目前主流的訪問數據庫服務器的標準接口主要有ODBC、OLE DB和ADO。下面簡單介紹這三個接口。
1.開放式數據庫連接(ODBC)
開放式數據庫連接(ODBC)是由微軟公司定義的數據庫訪問標準。使用ODBC應用程序不僅可以訪問存儲在本地計算機桌面數據庫中的數據，還可以訪問異構平臺上的數據庫，如SQL Server、Oracle、Informix或DB2構建的數據庫。
ODBC是訪問數據庫的重要應用編程接口(API)。基於標準的SQL語句，ODBC的核心是SQL語句。因此，為了通過ODBC訪問數據庫服務器，數據庫服務器必須支持SQL語句。
ODBC調用壹組標準函數(ODBC API)來訪問數據庫，但是程序員可以在不了解這些ODBC API的情況下輕松開發基於ODBC的客戶機/服務器應用程序。這是因為很多流行的編程語言，如Visual Basic、PowerBuilder、Visual C++等。，提供了封裝了各種ODBC標準函數的代碼層，開發者可以直接使用這些標準函數。
ODBC取得了巨大的成功，大大簡化了壹些數據庫開發工作。但是，它也有嚴重的缺點，所以微軟開發了OLE DB。
2.OLE DB
OLE DB是微軟公司提供的數據庫系統級編程接口，是微軟公司數據庫訪問的基礎。OLE DB實際上是微軟OLE對象標準的壹個實現。OLE DB對象本身是壹個COM(組件對象模型)對象，並支持該對象的所有必要接口。
壹般來說，OLE DB提供了兩種訪問數據庫的方式:壹種是通過ODBC驅動程序訪問支持SQL語言的數據庫服務器；另壹種是直接通過原始的OLE DB訪問接口。因為ODBC只適用於支持SQL語言的數據庫，所以應用範圍太窄。目前微軟正在逐步用OLE DB替代ODBC。
因為OLE DB是面向對象的接口，所以特別適合面向對象的語言。但是很多數據庫應用程序開發人員使用VBScript、JScript等腳本語言開發程序，所以微軟在OLE DB對象的基礎上定義了ADO。
3.動態數據對象
活動數據對象(ADO)是壹個簡單的對象模型，開發人員可以使用它來處理任何OLE DB數據，並且可以由腳本語言或高級語言調用。ADO為數據庫提供了應用程序級的編程接口，使用幾乎任何語言的程序員都可以通過使用ADO來使用OLE DB的功能。微軟聲稱ADO將取代其他數據訪問方法，因此ADO對於任何使用微軟產品的數據庫應用程序都非常重要。
1.1.5網絡數據庫系統的編程技術
在當今網絡盛行的時代，數據庫和Web技術的結合正在深刻地改變著網絡應用。有了數據庫的支持，擴展網頁功能、設計交互頁面、構建強大的後臺管理系統、更新網站、維護網站將變得容易。隨著網絡應用的深入，Web數據庫技術將越來越顯示出它的重要地位。下面簡單介紹壹下Web數據庫開發的相關技術。
1.通用網關接口(CGI)編程
通用網關接口(CGI)是壹種通信標準，它的任務是接受客戶端的請求，對其進行識別和處理，生成HTML文檔，然後發送回客戶端。這種通信過程的編程稱為CGI編程。CGI可以運行在多種平臺上，功能強大。可以用多種語言編程，如Visual Basic、Visual C++、Tcl、Perl、AppletScript等。用Perl語言編寫的CGI程序更常見。但是CGI也有它致命的弱點，就是速度慢，安全性差。
2.動態服務器頁面(ASP)
Active Server Pages (ASP)是微軟推出的替代CGI的技術，是壹種真正簡單而強大的服務器編程技術。ASP實際上是微軟開發的壹套服務器端腳本運行環境，通過它可以建立動態的、交互式的、高效的Web服務器應用。所有用ASP編寫的程序都在服務器端執行。程序執行後，將執行結果返回給客戶端瀏覽器，不僅減輕了客戶端瀏覽器的負擔，大大提高了交互速度，而且避免了ASP程序源代碼的泄露，提高了程序的安全性。
3.Java服務器頁面(JSP)
Java Server Pages (JSP)是Sun公司發布的Web應用程序開發技術。壹經推出，便引起了人們的廣泛關註。JSP技術為創建高度動態的Web應用程序提供了獨特的開發環境，可以應用於市場上的大多數服務器產品。
JSP使用Java語言編寫服務器端程序。當客戶端向服務器發送請求時，JSP源程序被編譯成Servlet，由Java虛擬機執行。這種編譯操作只發生在第壹次請求JSP頁面時。所以JSP程序可以提供更快的交互速度，安全性和跨平臺性也很優秀。