7、数据领域的发展与知识图谱相关技术解析

数据领域的发展与知识图谱相关技术解析

1. 数据库发展历程

在20世纪60年代人工智能领域蓬勃发展的同时，数据领域也有了重要的进展。当时，美国国家航空航天局（NASA）为了在阿波罗项目中追踪火箭部件及其供应商，开发了一种层次文件系统。1966年，IBM在此基础上构建了名为信息管理系统（IMS）的数据库。层次模型以树状形式存储数据。与此同时，通用电气的查尔斯·巴赫曼（Charles Bachman）提出了网络模型，并在集成数据存储（IDS）中实现，该模型以图状形式存储数据。

这两种模型（层次模型和网络模型）都是导航式的，程序每次访问数据库中的一个元组，这意味着需要编写许多嵌套循环。因此，查询性能很大程度上取决于程序员。例如，IMS甚至没有对存储实现进行任何抽象，针对不同的数据结构需要编写不同的循环。这种紧密耦合虽然为高效访问数据提供了可能，但也意味着数据库结构的微小变化都需要重新编写应用程序。

IBM的数学家埃德加·F·科德（Edgar F. Codd）看到了这种情况，他希望实现数据独立性。1970年，科德提出了一种将数据库的逻辑表示与其实现（物理与逻辑）解耦的模型，即关系模型。在关系模型中，数据存储在简单的数据结构（关系，即表）中，数据库操作是在关系层面而不是元组层面进行的，这允许一次性处理多个元组。操作通过基于集合操作的关系代数进行形式化，并可以使用高级声明性语言进行查询。查询语言SQL（即SEQUEL）已成为美国国家标准协会（ANSI）标准，关系模型也因此取代了导航式模型（如层次和网络模型），在该领域占据主导地位。

关系模型将数据存储在称为关系（表）的结构中的元组中。元组是将属性名称映射到值的部分函数，关系由表头（有限的属性名称集合，即列）和表体（一组元组