现在数据库管理系统日新月异，我们非常荣幸请到王宏志教授针对数据库管理系统，进行未来发展趋势分析，以期抛砖引玉。

本文仅代表个人观点，如有偏颇之处，还请海涵～

在今天这个数据为王的时代，数据库管理系统已经成为重要的基础设施之一，其实在20多年前信息化如火如荼进行的时候，就已经如此了，在那个时候，由于目标是将现实世界的实体和关系在信息世界进行有效地表达，这时候出现了关系数据库一统天下的情况。以关系数据库管理系统为主打的Oracle公司和包括了操作系统、程序设计语言、数据库管理系统、游戏整个桌面产品线的微软不分伯仲。尽管很多新型数据库管理系统如XML数据库、对象数据库等被提出，但是这些新型数据管理系统大多限于研究的原型系统，在市场上很难撼动关系数据库管理系统的地位。

随着Web2.0时代和移动互联网时代的到来，特别是大数据时代的来临，事情逐渐有了变化。由于应用负载、数据类型和软硬件平台的多样化，对数据库的要求从”one size fits all”变为”no size fits all”。比较耐人寻味的一点是对关系数据其颠覆作用的”No-SQL”运动和大数据的概念都是在2009年出现的。

在今天，随着数据规模、模态的快速增长以及以数据为中心应用的爆炸增长，数据库管理系统也呈现多元化的趋势，这个多元化呈现在下述几个方面，其中有一些已经被市场所认可，另外有一些还正在探索阶段，从中或多或少能够窥见数据库管理系统的未来。

硬件赋能

存储和计算是数据库管理系统对计算系统提出的两种最基本的需求，因而新存储和计算硬件也必然成为新型数据库管理系统的引爆点，当前新的存储硬件如Flash、NVM等和新的计算硬件如GPU、FPGA等都为数据库管理系统带来了新的机会，带来了新的挑战，随着材料、电子等领域的不断发展，相信各种高性能的硬件会不断出现，同样也在高性能的硬件赋能下，会有更高性能的数据库管理系统产生。

AI赋能

当前的数据库应用过程中还存在大量需要人工，包括参数设置、索引和存储结构的选择、备份恢复时机的选择，甚至数据库库管理系统的选择等主要都需要人力的参与，所以有一个非常重要的角色DBA，但是随着数据规模的增加、变化的加速、模式变化的增加等等，人越来越难理解数据全貌和变迁，从而精准完成这一系列的工作也越来越难。随着人工智能的发展，启发数据库人利用人工智能技术替代一部分人工，实现参数自动调优、索引自动推荐、存储结构自动设计，进而实现数据库的自主化。

更通用

由于各部门信息化独立建设等原因，同一个机构中的数据变得复杂，而数据处理流程也变得复杂。而即使很小的应用往往涉及到来自于多个数据源的数据和整个数据处理流程，针对这些场景，传统的数据库管理系统和数据仓库演化为数据湖这类的系统，纳入数据集成、质量管理、存储等等功能，成为一个更加通用的数据处理系统。

更专用

不同模态甚至于不同应用中同一模态数据的数据管理对存储结构、索引、查询处理等需求截然不同，用同一系统处理不同应用显得有一些削足适履，难以取得极致的高性能，因此一些大厂在今天倾向于开发一套或者多套面向特定应用的专用数据库管理系统，面向应用的特点不断优化性能，当前时序数据库、图数据库、文档数据库、时空数据库等一系列面向单一模态数据的专用的数据库蓬勃发展，即使时序数据库也有面向物联网、面向金融等多个不同应用优化的不同数据库管理系统提出。

更大

在互联网等应用中，数据规模极为巨大，甚至地理分布在多个数据中心，在对这些数据进行查询和分析时，显然将数据集中处理效率低下甚至无法实现，这时候对能管理超大规模、甚至地理分布在各处数据的高可扩展数据库管理系统提出了要求。

更小

和管理更大规模数据的数据库大型化要求相对，同样有对能够链接到应用程序中的嵌入式小型化数据库的要求。这类数据库能够嵌入在进程中执行，不需要单独数据库引擎，系统可定制、规模小，能够满足嵌入式系统需求。

数据库管理系统这个领域是如此的生机勃勃，难以以一篇小文尽述，正是由于数据库管理系统林林总总的新的技术要求，正是这些新的技术要求和数据库管理系统在信息时代的基础作用，吸引着我们数据库人不断耕耘。

作者简介

王宏志

哈尔滨工业大学计算机学部教授、博士生导师，英才学院副院长，海量数据计算研究中心主任，数据科学与大数据技术专业负责人，青年龙江学者。研究方向为大数据管理与分析。发表学术论文300余篇，出版学术专著三本，其论文他引3000余次，授权发明专利30项。获得黑龙江省自然科学一等奖和教育部高等学校科技进步一等奖，获黑龙江省青年科技奖、宝钢优秀教师奖、中国优秀数据库工程师等。先后主持国家自然科学基金重点项目等10余个项目。中国计算机学会哈尔滨分部主席、ACM SIGMOD中国秘书长、中国数据库专业委员会常务委员、ACM数据科学学科标准编写组专家。

CnosDB简介

CnosDB是一款高性能、高易用性的开源分布式时序数据库，现已正式发布及全部开源。

欢迎关注我们的代码仓库，一键三连🙇🙇🙇：https://github.com/cnosdb/cnosdb

数据的四个基本概念

1. 数据

   数据是数据库中存储的基本对象，描述事物的符号记录称为数据。数据的含义称为数据的语义，数据与其语义是不可分的。

2. 数据库（DB）

   是长期储存在计算机内、有组织的、可共享的大量数据的集合

3. 数据库管理系统（DBMS）

   DBMS是一个大型复杂的基础软件系统，位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。DBMS能够科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
   DBMS具有数据定义（提供数据库定义语言DDL），数据组织、存储和管理（提供数据操作语言DML），数据库的事务管理和运行管理（安全性等），数据库的建立和维护等功能。

4. 数据库系统（DBS）

   数据库系统由数据库、数据库管理系统（及其应用开发工具）、应用程序、数据库管理员四部分构成。

   

⭐️数据库、数据库系统、数据库管理系统三者的区别

范围最大的是数据库系统DBS（database system），在概念上包含其他两者。数据库系统中，最外层的是数据库应用系统DBAS（datebase application system），中间是数据库管理系统DBMS（database management system），最里层才是数据库DB（database）。数据库系统是为了适应数据处理的需要而发展起来的一种较为理想的数据处理系统，也是一个为了实际可运行的存储、维护和应用系统提供数据的软件系统，是存储介质 、处理对象和管理系统的集合体。

数据库中的信息是通过数据库管理系统来进行组织、存储、管理、开发，数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。

而数据库管理系统是前端与用户交互的应用系统和数据库之间的媒介，是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库。

大白话个人理解

最烦用概念来解释概念，按我个人的理解，可以把数据理解成一堆堆的货物，数据库就好比是一个大仓库，想法设法要把各种量级的数据要给放进去，放好。而数据库管理系统则要想办法管理好这个仓库，怎么维护好让数据别丢失，怎么又快又省地增删改查数据。而数据库应用系统，就是提供给用户的访问接口，学过Web的东西可以结合MVC来理解这一点。

数据库就好比Model，负责底层；数据管理系统好比Controller，负责交互；View好比视图，封装好让用户来用。而整个“MVC“合起来并称数据库系统，很多时候也简称数据库，是广义上的数据库。

随着时间的推移，开源数据库管理系统逐渐流行起来。开源数据库管理系统之所以能在中低端应用中占据很大的市场份额，是因为开源数据库具有免费使用、配置简单、稳定性好、性能优良的特点。本书所介绍的MySQL数据库管理系统正是开源数据库中的杰出代表，为了便于讲解，后面将用MySQL代替MySQL数据库管理系统。

2.1 MySQL与开源文化

所谓“开源”，就是开放资源（Open Source）的意思，不过在程序界更多人习惯理解为“开放,源代码”的意思。开放源代码运动起源于自由软件和黑客文化，最早来自于1997年在加州召开的一个研讨会，参加研讨会的有一些黑客和程序员，也有来自1997国际协会的人员。在此会议上通过了一个新的术语“开源”。1998年2月，网景公司正式宣布其发布的Navigator浏览器的源代码，这一事件成为开源软件发展历史的转折点。

开源即是自由的化身，提倡一种公开的、自由的精神。软件开源的发展历程，为软件行业及非软件行业带来了巨大的参考价值。虽然获取开放软件的源码是免费的，但是对源码的使用、修改却需要遵循该开源软件所作的许可声明。开源软件常用的许可证方式包括BSD (Berkeley Software Distribution)、Apache Licence、GPL (General Public License)等，其中GNU的GPL为最常见的许可证之一，为许多开源软件所采用。

在计算机发展的早期阶段，软件几乎都是开放的，任何人使用软件的同时都可以査看软件的源代码，或者根据自己的需要去修改它。在程序员的社团中大家互相分享软件，共同提高知识水平。这种自由的风气给大家带来了欢乐，也带来了进步。在开源文化的强力带动下，产生了强大的开源操作系统Linux，其他还有Apache服务器、Perl程序语言、MySQL数据库、Mozilla浏览器等。

2.2 常见的数据库管理系统

1、Oracle数据库管理系统

Oracle数据库管理系统被认为是业界目前比较成功的关系型数据库管理系统，由世界第二大软件供应商Oracle公司于1983年推出，Oracle的数据库产品被认为是运行稳定、功能齐全、性能超群的贵族产品。这主要是因为该数据库产品在技术方面的遥遥领先，还有就是其着重于大型的企业数据库领域应用。该数据库管理系统的logo如图所示。

2、DB2数据库管理系统

DB2数据库管理系统是一款支持多媒体、Web关系型数据库管理系统，其功能不仅可以满足大中型公司的需要，而且可以灵活地服务于中小型电子商务解决方案。据统计，目前DB2数据库管理系统用户超过6千万，分布于约40万家公司。

3、SQL Server数据库管理系统

SQL Server数据库管理系统是一款功能比较全面，效率比较高，可以作为大中型企业或单位的数据库管理系统，由世界第一大软件供应商Microsoft公司推出。该数据库管理系统继承了 Microsoft 软件产品的界面友好、易学易用的特点，与其他大型数据库管理系统产品相比，在操作性和交互性方面独树一帜。

4、PostgreSQL数据库管理系统

PostgreSQL数据库管理系统是一款最富特色的自由数据库管理系统，甚至也可以说是最强大的自由软件数据库管理系统。该数据库管理系统支持了目前世界上最丰富的数据类型，是自由软件数据库管理系统中唯一支持事务、子査询、多版本并行控制系统、数据完整性检查等特性的自由软件，该数据库管理系统的logo，如图所示。

2.3 为什么使用MySQL数据库

在关于数据库的开源软件中，最杰出的代表软件为MySQL数据库管理系统和PostgreSQL数据库管理系统，那么为什么MySQL数据库管理系统独占鳌头，受到众多程序员的追捧呢？

为了弄淸楚原因，需要通过两种数据库软件的追求目标来说起。根据专门机构的调查研究显示，许多数据库管理系统提供的功能特性，只有40%的功能被使用，而一些复杂的高级功能特性不仅会增加系统的复杂性，而且往往还会引起系统的性能问题。PostgreSQL数据库管理系统是加州大学伯利分校以教学为目的开发的数据库系统，以追求功能实现的“完美”为首要目标。而MySQL数据库管理系统的开发者，在性能与标准的取舍上，一直坚持性能优先的原则，从不为了追求标准的符合性而牺牲性能。这就决定了 MySQL数据库管理系统在性能方面远远优于PostgreSQL数据库管理系统，成为互联网行业非常流行的数据库软件之一，因为Web应用往往需要支持大量的数据和并发请求，性能常常是首要考虑因素。