3、图论与数据库：从起源到未来发展

图论与数据库：从起源到未来发展

1. 数据库管理系统的起源

计算机出现后就需要某种形式的内存来处理数据，但内存何时演变成真正的数据库并不明确。数据库可定义为有组织的数据集合，而数据库管理系统（DBMS）是管理数据库的计算机程序集合，它负责管理数据结构、存储和检索数据，并以正确、可靠、高效和安全的方式提供数据访问。

早期计算机使用特殊定制的存储格式，依赖手动、劳动密集且基于硬件的存储操作，如打孔卡。通用数据库管理系统需求的增加主要归因于两个因素：
- 计算机化系统数量显著增加。
- 计算机内存取得突破，20世纪60年代中期出现了直接访问内存。

这两个因素是多用途数据库管理系统发展的必要前提，真正的数据库管理系统大约在20世纪60年代出现。

2. 数据库管理系统的发展阶段

数据库管理系统的发展可分为三个主要阶段：
- 导航式数据库
- 关系型数据库
- NoSQL数据库

下面详细介绍这三种类型的数据库系统。

2.1 导航式数据库

最初的数据库管理系统由传奇计算机科学家开发，如Charles Bachman。他发明了一种自然的方式来建模数据，即将数据表示为相互关联事物的网络，其起点通常是Bachman图，这种图以类似图的方式表达数据结构模型。

基于网络或层次结构作为数据基本结构的数据库管理系统，数据元素通过指针链接在一起。导航式数据库的发展对数据库行业产生了重要影响，其中数据系统语言会议（CODASYL）起到了关键作用，它不仅塑造了COBOL编程语言，还为许多导航式数据库（如IDMS、Cullinet和IMS）