1. Systémy súborov
2. Hierarchické a sieťové databázy
3. Relačné databázy
4. Objektovo - orientované databázy

Systémy súborov

V počiatočnej ére počítačov obsluhoval programátor externé pamäte na nízkej úrovni - v jazyku riadiacej jednotky externej pamäte. S výnimkou perzistencie si všetky ostatné požiadavky kladené na databázové systémy musel zabezpečovať sám. Väčinou sa pravdaže od nich upúšťalo. Vylepšenie priniesli operačné systémy (OS) so systémami súborov (file system- príklad FAT16, NTFS) . Systém umožnil "fyzickú" nezávislosť od konkrétneho typu externej pamäte. Tvorca aplikácie programoval na úrovni vyššieho programovacieho jazyka. Prvé operačné systémy boli dávkovo orientované a jednoužívateľské. Narábali s pomalými externými pamäťami so sekvenčným prístupom (magnetické bubny a pásky). Modernejšie OS priniesli interaktívnu prácu viacerých používateľov a vďaka pokroku v hardwari využívali rýchlejšie externé pamäte s "priamym" prístupom (disky). Pre pohodlnejšiu a efektívnejšiu prácu s perzistentnými údajmi sa dodávali špecializované knižničné funkcie, umožňujúce definovanie a prístup na úrovni záznamov (record), ich triedenie, tvorbu indexových súborov a pod. Systémy súborov spolu s databázovými knižničnými funkciami zabezpečili splnenie časti požiadaviek na databázové systémy:

• perzistencia - záznamy sa uchovávali v trvalých pamätiach; nedali sa však priamo reprezentovať vzájomné odkazy medzi záznamami;
• správa externej pamäte - opračný systém obsluhoval vyrovnávacie pamäte (buffer) na čítanie, resp. zápis do externej pamäte (čítanie, resp. zápis sa vykonávali vo vhodnom čase, napríklad pri naplnení vyrovnávacích pamätí, čím sa znižoval počet operácií s externou pamäťou); indexové súbory ďalej zefektívnili vyhľadávanie záznamov v súbore;
• konkurentnosť - pri čítaní resp. zapisovaní záznamu sa uzamkol súbor pred iným používateľom; chýbalo však "jemnejšie" uzamykanie na úrovni záznamov;
• bezpečnosť - každému súboru bolo možné nastaviť prístupové práva;
• spoľahlivosť - súbory sa dali zálohovať do inej externej pamäte; systémy však neposkytovali transakčný mechanizmus.

Systémy súborov s databázovými funkciami nezahŕňali dotazovací jazyk vysokej úrovne. Sumárne povedané, prvá generácia databázových systémov spĺňala iba časť deklarovaných požiadaviek. Ich prípadné komplexnejšie riešenie ostávalo na pleciach programátora.

Hierarchické a sieťové databázy

Koncom šesťdesiatych a začiatkom sedemdesiatych rokov vznikli prvé systémy, ponúkajúce úplnejšie riešenie databázových požiadaviek. Dostali názov systémy riadenia bázy dát (SRDB - anglicky -database management systems - DBMS). DBMS umožnili, navyše oproti systémom súborov, konkurentnú prácu na úrovni záznamov, transakčný mechanizmus, prostriedky na zálohovanie a autorizáciu, nastavovanie parametrov pre správu externej pamäte.
   Komerčné ODBMS prvého typu sa objavili na trhu v druhej polovici osemdesiatych rokov, kým rozšírené relačné DBMS väčšinou až v deväťdesiatych rokoch. Produkty oboch typov vznikali spočiatku "živelne" - bez existencie prijatého štandardu. Práce na štandardizácii sa odštartovali až začiatkom deväťdesiatych rokov. V rámci zoskupenia objektovo - orientovaných firiem OMG (Object management group) bol prvý štandard pod názvom ODMG - 93 vytvorený v roku 1993. Štandardizácia ODBMS druhého typu prebieha na pôde ANSI: rozširovaním dotazovacieho jazyka SQL2 (SQL - 92).

Relačné databázy

Tretiu generáciu databázobvých systémov, ktorá oproti predchádzajúcej priniesla kvalitatívny posun, tvoria relačné databázy. Ich teoretický základ položil už v roku 1970 Codd. Vznik priemyselne použiteľných systémov však vyžadoval ďalšie rozpracovanie teoretického základu spolu s pokrokom v hardwari. Komerčné systémy sa objavili až v osemdesiatych rokoch. Medzi najvýznamnejšie patrili Oracle, DB2, Informix, Ingres, Progress a iné. Relačné databázové systémy zjednodušili tvorbu a využívanie aplikácií. Narábanie s databázou nadobudlo charakter práce s obyčajnými tabuľkami. Riadky tabuľky predstavovali záznamy jedného typu a stĺpce ich atribúty. Tabuľky medzi sebou odkazovali pomocou stĺpcou s rovnakými menami (vo všeobecnosti pomocou stĺpcov vyhovujúcich definovanej relácii). Relačné databázy majú navyše aj svoje teoretické zázemie v relačnej algebre. Na tabuľku sa dá pozerať ako na podmnožinu karteziánskeho súčinu hodnôt atribútov, čo zodpovedá matematickému pojmu relácia. Nad reláciami sa môžu vykonávať tradičné množinové operácie: zjednotenie, prienik, projekcia, selekcia, karteziánsky súčin a pod. Relačné DBMS zachovali databázové charakteristiky predchádzajúcej generácie (perzistencia, správa externej pamäte, konkurentnosť, bezpečnosť, spoľahlivosť). Pridali k nim ešte štruktúrovaný dotazovací jazyk SQL (structured query language), odbremeňujúci od poznania fyzického uloženia dát v sekundárnych pamätiach. Tento štruktúrovaný dotazovací jazyk bol štandardizovaný inštitúciami ISO aj ANSI. Z programátorského hľadiska priniesli tiež relačné DBMS softwarové prostiredky vyššej úrovne: na navrhovanie a obsluhovanie interaktívnych obrazoviek, tvorbu tlačových zostáv a pod.

Objektovo - orientované databázy

Relačné DBMS boli navrhnuté a ukázali sa ako veľmi vhodné pre "agendové" databázové aplikácie: bankové a poisťovacie systémy, účtovníctvo, skladové hospodárstvo, rezervačné systémy, agendy obyvateľstva a pod. Tieto tradičné aplikácie charakterizovali:

1. relatívne jednoduchá štruktúra dát a jednoduché algoritmy (napriek potenciálne veľkému množstvu dát)
2. centralizovaná databáza - uložená obvykle na jednom výkonnom počítači s možnosťou pripojenia viacerých terminálov.

Po úspechu databázových systémov v klasických oblastiach sa objavili požiadavky na ich uplatnenie aj v "nových" oblastiach aplikácie: navrhovanie artefaktov (navrhovanie strojárskych komponentov, elektronických obvodov veľmi vysokej integrácie ...), riadenie výroby (v strojárskom, chemickom a inom závode), spracovanie dokumentov (hypertexty, grafická dokumentácia, automatizácia kancelárskych prác ...), softwarové inžinierstvo (CASE systémy), vedecké databázy (medicína, organická chémia ...). Tieto aplikácie charakterizuje:

1. zložitá štruktúra dát a komplikované algoritmy
2. časté použitie siete výkonných počítačov (pracovných staníc) a distribuovaných databáz.

Objektovo orientované DBMS (ďalej ODBMS) priniesli oproti relačným DBMS (RDBMS) bohatšie dátové aj procedurálne modelovanie. Prejavuje sa naledujúcimi charakteristikami:

1. Spájanie príbuzných dát
   ODBMS umožňujú prirodzenejšiu reprezentáciu zložitejších dátových štruktúr (pri grafickej dokumentácii sa napríklad využívajú vektory, pri riadiacich systémoch robotov matice a pod.). Dáta, ktoré navzájom súvisia v realite, sa spolu ("blízko seba") uchovávajú aj v externých pamätiach.
2. Spájanie dát s funkciami
   ODBMS poskytujú tradičné objektovo - orientované črty: spájanie dát s funkciami, ukrývanie dát, používateľsky definovateľné typy, typové dedenie, polymorfizmus a pod.
3. Spájanie databázového aprogramovacieho jazyka
   ODBMS, na rozdiel od SQL relačných DBMS, ponúkajú výpočtovo úplný jazyk. Snažia sa tiež integrovať databázové prostredia s programovacím prostredím.

Na druhej strane sa v porovnaní s RDBMS znížila jednoduchosť a matematická precíznosť. Od novej generácie DBMS sa tiež očakáva väčšia podpora distribuovanosti. Táto požiadavka (podobne ako reprezentácia multimediálnych dát alebo verziovosť) je však pomerne nezávislá od zvolenej paradigmy.
   ODBMS vznikali historicky dvojakým spôsobom:

1. pridávaním databázových čŕt do O - O programovacích jazykov
   
2. rozšírením relačných DBMS o O - O črty