解决科学问题才是硬道理-—数据库界的四位图灵奖得主之二

（说明 原拟名《梅花香自苦寒来，关系库从磨难出》，以突出E.F.Codd经历的困难， 近日连开两个973项目交流会，换场期间，有朋友建议把最后的小标题升为大标题，以突出其贡献，也合今天973 基调；此外，第一次在北京机场发博文，匆忙之中，如有错漏，请及时提醒）。    

   功过从何数 1981年，58岁的E.F.Cood 获得图灵奖，这是数据库界的第二枚（也是久违了的）图灵奖。从1970年提出关系数据库到获奖，奋斗十一年，终成正果。如今，斯人已驾鹤西去，回望其成功之路，不禁想起了电视剧《西游记》取经成功后的插曲《青青菩提树》：

　　    "几多朝朝暮暮，漫漫云烟无数,.....

                 历经坎坷终无悔，未教年华虚度.....          

                           面对大千世界, 功过从何数? ......

　好，现在就来数一数。

　　网上传统传记太多，这里想写一篇不很传统的、轻松一点的描述，须从数据库的型与值说起.　　

　　数据库的型与值  模型和模特儿在英语中是同一个单词model，其实，译音又译意的“模特儿”既通俗、又朴素，也最直白地说清楚了高雅的“模型”在数据库中的的含义，模型就是骨架。且看图：

　　上图中，左边的模特, 抽象一点，不过八两铁丝，一些手艺；披上了衣服后，加上想象，就有了的美感、就产生了价值或数值；用计算机专业的行话，左边是“型”，右边是“值”。

　　其实，模特不必升级为活生生的美女靓男，那不过增加了若干不必要的语义，商业的，心理的，展示的，诱惑的，等等，目的是 买家买家快掏钱，而过分的“型”，可能干扰对“值”的评价，

　　下图中 ，左上是一个层次库模型。左下是其对应的库值。它是上文提到的网状数据库模型的特例，只不过比网状模型上多了一条限制----每个节点至多一个父节点。

　　右边是关系模型，我们凡人，熟视无睹，看千遍，也不一定能看出是图灵奖的素材。　　·

　　关系数据库的传奇 笔者有个奇怪的（穿越的）感觉，旋律优美的歌曲《传奇》适合用来赞颂E.F.Codd对关系模型的衷情和忠诚，试看下面的分段演绎：　　

　　《传奇》:“只因为在人群中多看了你一眼，再也没能忘掉你的容颜，…..”，

　　在E.F.Codd考查二维表格之前，成千上万人早就观察过，可人们都熟视无睹，擦肩而过；

　　唯有E.F. Codd，在1970年的某一天，在人群中多看了它几眼，  奇迹发生，“来电了”！

   于是他投入心血，把对表格的那份情有独钟，发表在《Communication of the ACM》，其标题为  “A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks”。

　　此文在在集合论的严格数学基础上，建立了关系数据库模型；仅仅是上图的框架，还不是为模型。通常：

      数学模型 = 一个集合+一组符号+一组规律（如交换律、结合律）+ 一组性质（定理）

如群环域是从现实对象中抽象出来的代数系统（数学模型的一类）。关系模型，关系代数也是数学模型。

   E.F.Codd一发而不可收，接下来,有一系列文章发表; 那几年，关系模型成了E .F. Codd 心中的那个“她”。今天，人们还可以追踪他和”她”的故事：

　　为了她的数学美，他用范式理论为她浓妆，

　　因为她憔悴，他用12条准则为她粉黛……

　　《传奇》: “宁愿用这一生等你发现,…，今生的爱情故事不会再改变。”

　　接下来，E.F.Codd的路上，少有鲜花，多有荆棘。

　　1983年，笔者到美国学习数据库，导师为鼓励我们克服困难和坚持学术观点，说， E.F Codd 也曾遭遇到压力山大，以至于影响健康，还进过医院；又说，要学习他不怕困难，坚持自己认为正确的学术观点，最后冲出重围，….,

　　但语焉不详，可能是有一些难言的细节。由于人们不太愿意多写尴尬事，现在网上仅仅能查到一些蛛丝马迹。例如下列的”但书”:　　

　　…..但是，有人认为,关系模型…..是理想化模型，…..不现实…，担心性能难以接受；

　　有人视其为（当时正在进行中的）网状数据库规范化工作的严重威胁….　　

　　日子艰难了，就觉得时间慢，但E.F.Codd坚持着， 就像《传奇》唱的“宁愿用这一生等你发现,…，今生的爱情故事不会再改变….”。

　　又是五个春来秋去，终于迎来转机。

　　明争取代暗斗  1974年ACM牵头组织了一次有思想交锋的研讨会。

　　正方：E.F.Codd及其支持者；

　　反方：Bachman及其支持者；

   Bachman何许人也？就是上篇博文主人公，数据库界第一个（当时唯一的）图灵奖获得者。轻量级对重量级，E.F.Codd能坚持得住吗？悬念...

  幸好，E.F.Codd足够坚强，坚持下来了。这次的辩论改善了作为新生事物的关系数据库的生存环境，推动了关系数据库的发展。   

　　花香墙外，嘴仗结束，新技术的美妙吸引了新的IT人；虽然，知识有产权，但本质上,知识是人类共创共享的（当然，在一定法规下）。

　　世界上不乏有眼光，有胆略的人，拉里.埃利森及其团队就是典型，他们认定关系数据库的前景，在1977年建立一个新的小的公司，实现了第一用商用关系型数据库管理系统，后来发展成为Oracle。

　　当墙外花香日益浓厚，大赚其钱的时候，IBM才发现自己有点亏，才承认关系数据库的确好，急起直追研发DB2等等。

　　以后的事实表明，关系数据库易学易用，基础坚实，理论丰厚，用户不需知道存储结构细节（用今天关于“透明”的时髦术语，有结构透明性），终于让网状数据库和层次数据库（保留了在历史地位）退出了历史舞台，RDB登堂入室，成为现代数据库产品的主流。

   亲历过对比，才有发言权  在关系数据库还没占绝对优势的岁月里，笔者参加过几个网状数据库和层次数据库的应用项目开发，几年的编程生涯，熬夜多，得意少，磋磨多，顺风少；因为最终应用是给非计算机专业人员用的，写了很详细的说明书，最终用户也不是很轻松；

   后来那些程序，都移植到关系数据库了，相关人员用后，高兴得要唱“解放区的天”。　

　　生不逢时还是官僚主义？  E.F.Codd是IBM的人，做的是IBM的成果，IBM 启动了关系数据库验证项目System R， 但没有优先的支持，一直到1980年System R才作为一个产品正式推向市场。有人分析System R产品化缓慢的三个原因：

• IBM重视信誉和质量，为尽量减少故障，所以慢（精工出细活）；

• IBM的官僚主义，错失了一次发展机会。（到处有官僚主义，官僚主义有时也成为检讨中的替罪羊）；

• IBM当时正改进层次数据库产品，如果把层次数据库IMS比喻为周瑜，把关系数据库比喻为诸葛亮，所以有点像（与传统 略有不同）“既生亮，何生瑜？” 所以关系库在IBM内生不逢时。　　

　　数学美进入了数据库 E.F.Codd的理论 给数据库领域带来了数学美；

　　例如，用于函数依赖推演的Armstrong 推理竟然是Sound（可靠）且complete（完备）的!, 不少数学系的博士生在寻找博士后岗位时，选择了数据库。

　　又例如，用于设计一个好模式的规范化理论，从一阶范式到三阶范式，很快变成了程序，在实践中收到欢迎；而且，还有 4阶、5阶，…,N阶范式,吸引人的魅力在于，不知还有多少可探的宝藏，不知将有多少博士和副教授在这里成长！

　　一大批数学人才转业到数据库理论方向，一时间，关系数据库理论人才济济，风生水起，成果累累....

　　“过度追求数学美”不是Codd惹的祸。但是，过度追求数学美的坏习惯也趁机进入了数据库领域（或计算机领域），有人研究了规范化理论的5NF、6NF，据说还有（毫无用处的）7NF、8NF、9NF !

　　在私下议论时，同行们还批评过若干过度追求数学美的例子（不适合上网）。

　　计算机科学为计算而生，为计算而发展，是实践性很强的学科。

   E.F.Codd的数学工底很好，但他十分强调实践，强调应用；（可能在1974年那场ACM组织的大辩论中，他也受益于反方强调应用的观点）。

   综观他的生涯，可以确定，“过度追求数学美”不是Codd惹的祸。

　　解决科学问题才是硬道理。上世纪70年代，关系数据库将生未生，数据处理领域遇到了下列科学问题：

    （1） 网状数据库后的下一代数据库是什么，数据库向何处去？

          E.F.Codd回答：下一代将是关系数据库模型，并用集合论的语言给了坚实的基础和眼睛的描述；

    (2) 如果用关系数据库，什么是好的关系数据库模式？怎样设计一个好模式？

         E.F.Cod及其跟随者给出了规范和理论和一系列设计好模式的算法：

   （3）怎样使关系数据库管理系统多、快、好、省？

        E.F.Cod给出了十二条准则，及若干研究。一大批追随者办公司，提方案、作设计、写程序，实现了关系数据库系统。

   三个科学问题的提出和解决，当然不是E.F.Codd一人的功劳，但他是斗士、是先锋，在其中起了关键作用；图灵奖给他，正当其人，实至名归。

   上篇博文问，多少论文才得得到图灵奖，Bachman的例子说明，图灵奖与论文篇数没关系，或没多大关系；

  而E.F.Codd的例子说明，想得图灵奖，提出科学问题、凝练科学问题、解决科学问题才是硬道理。

   想借用牡丹之歌 如果某一天，我和我的朋友们，有机会到E.F.Codd 墓前吊唁,怀念数据库界的这位前辈大师，我想在《牡丹之歌》中抽样地选出几句, 写在白牡丹扎成的花圈上：

        有人说你富贵，

               哪知道你曾历尽贫寒……

                           春风吹来的时候，

                                  你把美丽带给人间…….

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