一、數據庫管理系統概述

數據，如同空氣般普遍存在于我們的數字生活中，每一次點擊手機都可能產生并記錄數據。這些數據被存儲在數據庫中，而數據庫實質上是“數據的集合”。數據庫管理系統（DBMS）則負責這些“數據容器”的管理，包括安全存儲、增刪查改等操作。DBMS是軟件開發者進行交互的工具，而非直接給終端用戶使用的產品；終端用戶接觸的是數據庫系統，它涵蓋數據庫、DBMS及應用系統。

二、數據類型及特征

1. 關系數據

關系數據庫是最早且應用最廣的數據庫類型，如Oracle、MySQL等。其數據以二維表形式存在，由行和列組成，每行稱為一個元組。

2. 時序數據

時序數據是帶有時間戳的一系列數據，常用于表示某主體在一段時間內的數據變化。在工業領域，時序數據產生量巨大，具有數據量大、上報頻繁、實時性要求高等特點。

三、工業時序數據庫的需求與發展

工業時序數據因其特性，在關系數據庫中處理變得復雜且低效。因此，專為時序數據設計的時序數據庫應運而生。在時序數據庫之前，工業領域常使用Historian系統（如InfoPlus.21、PI等）整合和處理數據，但隨著工業互聯網（IIoT）的發展，對數據的實時性和可擴展性要求更高，促使時序數據庫不斷演進。

四、自研時序數據庫Apache IoTDB

起源與發展

Apache IoTDB起源于清華團隊在國家863計劃中為三一重工等企業提供的數據管理解決方案。面對海量且快速增長的數據，團隊決定自主研發時序數據庫。自2015年初代產品發布以來，IoTDB不斷發展，現已成為Apache旗下全球頂級項目。

性能表現

Apache IoTDB在寫入速度、寫入吞吐量、原始數據查詢及聚合查詢等方面均表現出色，遙遙領先于同類數據庫。其低成本高性能的特點，使其成為物聯網原生時序數據庫的代表。

核心優勢

• ?物聯網原生模型?：支持樹狀結構，易于建模，降低學習成本和運維成本。
• ?“端-邊-云”數據協同?：自研列式存儲文件格式TsFile，避免重復計算和ETL開銷。
• ?高壓縮比?：支持有損、無損等多種高效編碼及專有壓縮算法，節省存儲成本。
• ?多樣的數據處理功能?：支持流式、查詢時和離線計算三大范式，提供多種高級功能。
• ?豐富的數據生態?：與大數據系統無縫集成，覆蓋時序數據的全生命周期。
• ?簡單易用?：支持跨平臺部署，開箱即用，兼容多種TSDB接口，遷移簡易。

Apache IoTDB以其卓越的性能和豐富的功能，在工業時序數據處理領域展現出強大的競爭力，為眾多企業提供了高效的數據管理解決方案。