网状数据库之父—Charles Bachman

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今天我们要介绍的人物，出身于二战，他来自美国陆军防空高炮师，名叫Charles Bachman。战争结束后，Bachman进入密歇根大学，1948年获得机械工程学士学位，1950年获得宾夕法尼亚大学硕士学位，同年获得沃顿商学院MBA学位。随后他加入密歇根州的陶氏化工。1960年，Bachman跳槽加入通用电气，并在这里开发了第一代网状数据库管理系统—IDS。

1940年代，计算机在特殊的世界局势中诞生，主要为了弹道计算、密码破译和原子弹研究等工作，这些全是基于数值的。当时的计算机只能处理数值，无法处理字母等其他符号；当时也没有大容量的存储器。到了1950年代初，这两个问题得到了历史性的突破，计算机可以处理字母等各种符号了，人们把磁带系统引入了计算机，作为外部存储器。但是，磁带不仅速度奇慢，更大的问题是，它是顺序读写的，对于一条磁带而言，数据结构没有意义，想取个数是需要倒带的。1956年，IBM公司推出了磁盘系统，容量大、转速很快，几乎是随机读写的。这个质的飞跃，使得数据的逻辑结构从此是非线性的了。此时最直观的想法，自然是树状结构，IBM 360系列引入了世界上最早的数据库管理系统之一IMS，此系统为1969年的阿波罗登月立下了汗马功劳，它就是基于树状结构的。无论程序还是数据，本质都是对现实世界的一种抽象，我们希望这种抽象能尽可能贴切反映现实世界中的关系。很明显，现实世界中的事物不都是树状的。于是我们又想到了网状结构。至此，我们就来到了Bachman当时所处的背景。

网状数据库，听起来很简单。线性结构就是树状的一种特例，我们花了10多年才完成这种泛化，因为这里面需要随机存储器，需要硬件支持。但是，从树状到网状的泛化，并不需要什么新型硬件，似乎只需要一个新型的数据库管理系统。然而这个管理系统并不容易实现。在树状结构中，任何结点有且只有一条访问路径，就像在日常操作系统中，不可能建出另外一个根目录，也不能建出一个同时属于多个目录的子目录。但在网状结构中，这都是可能的，可以有多个结点没有父结点（但此时已不能把它们叫做“根”了），一个结点也可以有多个父结点。有多个父结点就意味着，要访问一个结点，可能存在多条不同的路径。这样复杂的系统要如何管理？网状数据库还有很多类似的困难，等着人们来解决。

这一等，又将近10年。Bachman加入通用电气之后，负责涉及全公司各部门的综合管理系统，包括生产规划、配件和原材料供给、订单处理及反馈等许多方面。他要使用自家生产的GE 225计算机，设计全方位的企业生产信息和控制系统（MIACS）。1964年，该系统问世，包括很多组件，底层是集成数据存储系统，也就是我们前面所说的IDS，这就是世界上第一款网状数据库管理系统。

时势造英雄，Bachman抓住历史时机，结合工业界的需求，创造了革命性的产品。1970年，通用电气的计算机业务被霍尼韦尔收购，Bachman来到波士顿，在霍尼韦尔高级研究部从事数据库工作。他还曾为ISO委员会设计过开放系统互连（OSI）模型，并担任过美国国家标准委员会的数据库管理系统研究组副主席，致力于数据库管理语言的标准化工作。1971年，Bachman的研究组提出了DBTG报告，其中确立了包含外部、抽象和内部的三层模式，该模式在数据库领域有着极为深远的影响力。1973年，ACM授予Bachman图灵奖，表彰他在数据库领域，尤其是网状数据库管理系统方面的杰出贡献。Bachman始终活跃在工业界，他是仅有的几位没有学术背景、没有教职、甚至没有博士学位的图灵奖得主之一。