數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第4版)第十二章課件

1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章 中國人民大學(xué)信息學(xué)院中國人民大學(xué)信息學(xué)院 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論An Introduction to Database System第十二章第十二章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章第十二章第十二章 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)12.1 DBMS的基本功能的基本功能12.2 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制的進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.3 DBMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)12.4 語言處理語言處理12.5 數(shù)據(jù)存取層數(shù)據(jù)存取層12.6 緩沖區(qū)管理緩沖區(qū)管理12.7 數(shù)據(jù)庫物理組織數(shù)據(jù)庫物

2、理組織12.8 小結(jié)小結(jié)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能的基本功能v 數(shù)據(jù)庫定義和創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫定義和創(chuàng)建v 數(shù)據(jù)組織、存儲和管理數(shù)據(jù)組織、存儲和管理v 數(shù)據(jù)存取數(shù)據(jù)存取v 數(shù)據(jù)庫事務(wù)管理和運(yùn)行管理數(shù)據(jù)庫事務(wù)管理和運(yùn)行管理v 數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)v 其他功能其他功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v數(shù)據(jù)庫定義和創(chuàng)建n外模式、模式、內(nèi)模式的定義n數(shù)據(jù)庫完整性的定義n安全保密定義（如用戶口令、級別、存取權(quán)限）n存取路徑（如索引）的定義 數(shù)據(jù)字典（亦稱為系統(tǒng)目

3、錄）: 存儲定義 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v數(shù)據(jù)組織、存儲和管理n數(shù)據(jù)的種類數(shù)據(jù)字典用戶數(shù)據(jù)存取路徑n任務(wù)以某種文件結(jié)構(gòu)和存取方式物理地組織這些數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系n目標(biāo)提高存儲空間利用率提高隨機(jī)查找、順序查找、增、刪、改等操作的時間效率 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v數(shù)據(jù)存取n數(shù)據(jù)操縱語言（DML）檢索插入修改刪除n兩類DML宿主型語言自立（獨(dú)立）型語言數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS

4、的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v數(shù)據(jù)庫事務(wù)管理和運(yùn)行管理n多用戶環(huán)境下事務(wù)的管理和自動恢復(fù)n并發(fā)控制和死鎖檢測（或死鎖防止）n安全性檢查和存取控制n完整性檢查和執(zhí)行n運(yùn)行日志的組織管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)n建立數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的初始建立數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換n維護(hù)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)庫的重組織和重構(gòu)造性能監(jiān)測分析數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.1 DBMS的基本功能（續(xù)）的基本功能（續(xù)）v其他功能nDBMS與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能n與其他DBMS或文件系統(tǒng)

5、的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能n異構(gòu)數(shù)據(jù)庫之間的互訪和互操作功能 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2 DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程12.2.5 多線索多線索(Multi_Threaded) DBMS的概念的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)

6、據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案v N個DB用戶-N個進(jìn)程n連入式方案v S G A ( S h a r e d Global Area)共享全局區(qū)n字典定義信息n數(shù)據(jù)和索引緩沖塊n日志緩沖塊n封鎖控制塊數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案v優(yōu)點(diǎn)n沒有進(jìn)程切換開銷n實(shí)現(xiàn)比較簡單v缺點(diǎn)n內(nèi)存的需求量比較大：多DBMS副本n代碼冗余使系統(tǒng)性能下降v適用情況n用戶數(shù)少的小型DBMS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(

7、第第4版版)第十二章第十二章12.2 DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程12.2.5 多線索多線索(Multi_Threaded) DBMS的概念的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.2 2N方案：一個方案：一個

8、DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程v解決N方案中DBMS代碼段在內(nèi)存中不能被共享 應(yīng)用程序與DBMS副本分開 2N方案v一用戶一進(jìn)程（Shadow進(jìn)程）nN個用戶進(jìn)程-N個DBMS進(jìn)程（共2N個進(jìn)程）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程v 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)nDBMS對各數(shù)據(jù)庫用戶的多任務(wù)調(diào)度由OS完成 簡化了用戶進(jìn)程與DBMS的接口 實(shí)現(xiàn)起

9、來比較簡單 v 缺點(diǎn)缺點(diǎn)n進(jìn)程間總的通信開銷上升n操作系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)增大，空間、時間效率不高nDBMS必須設(shè)立并維護(hù)若干后臺進(jìn)程，增加了進(jìn)程切換n要訪問的數(shù)據(jù)不在內(nèi)存時會造成性能問題n臨界區(qū)問題(Critical Section)v 適用情況適用情況n用戶數(shù)不龐大(非OLTP應(yīng)用)：Oracle 7之前版本, Ingres, Informix早期版本數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2 DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一

10、個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程12.2.5 多線索多線索(Multi_Threaded) DBMS的概念的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程v一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程n整個DBMS僅使用一個進(jìn)程，類似于一個服務(wù)器(Server)n多個數(shù)據(jù)庫用戶向Server發(fā)message申請數(shù)據(jù)庫服務(wù)nServer用

11、自己的機(jī)制來調(diào)度這些申請，以支持一個多任務(wù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) v沒有SGA，DBMS進(jìn)程的數(shù)據(jù)區(qū)=SGAv沒有后臺進(jìn)程v用多線索(Multi_Threaded)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)N+1方案 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程v優(yōu)點(diǎn)n采用多線索(Multi_Threaded)技術(shù)提高系統(tǒng)性能，降低系統(tǒng)資源的開銷，簡化DBMS許多部分的設(shè)計v缺點(diǎn)nDBMS的

12、設(shè)計整體上較復(fù)雜n消息系統(tǒng)過于昂貴 v實(shí)際系統(tǒng)nSybase數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2 DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程12.2.5 多線索多線索(Multi_Threaded) DBMS的概念的概念數(shù)據(jù)庫

13、系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程vM個DBMS進(jìn)程- N個用戶進(jìn)程（一般 M N）vDBMS進(jìn)程不負(fù)責(zé)多任務(wù)調(diào)度，每個用戶進(jìn)程也不固定地對應(yīng)于某個DBMS進(jìn)程v用戶的數(shù)據(jù)庫請求被動態(tài)分配給某個DBMS進(jìn)程來處理vDBMS進(jìn)程的分派由分派程序完成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對

14、應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程v優(yōu)點(diǎn)n改進(jìn)了2N方案，提高了內(nèi)存資源的利用率v缺點(diǎn)n沒有克服2N方案的本質(zhì)弱點(diǎn)n分派程序給系統(tǒng)增加了開銷并可能成為瓶頸nDBMS進(jìn)程動態(tài)增減的開銷亦很大 v實(shí)際系統(tǒng)nOraclenInformix數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.2 DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制進(jìn)程結(jié)構(gòu)和多線索機(jī)制12.2.1 N方案：方案：DBMS與應(yīng)用程序相融合的方案與應(yīng)用程序相融合的方案12.2.2 2N方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)一個用戶進(jìn)程12.2.3 N+1方案：一個方案：一個DBMS進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程進(jìn)程對應(yīng)所有用戶進(jìn)程

15、12.2.4 N+M方案：方案：M個個DBMS進(jìn)程對應(yīng)進(jìn)程對應(yīng)N個用戶進(jìn)程個用戶進(jìn)程12.2.5 多線索多線索(Multi_Threaded) DBMS的概念的概念數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章一、一、 線程的概念線程的概念v進(jìn)程細(xì)化為 “任務(wù)”(Task)、 “線程”(Thread)v進(jìn)程n一分為二Task是申請資源的最小單位Thread是調(diào)度和運(yùn)行的最小單位n一個Task中可有多個ThreadnThread共享Task的所有資源，共同完成一個任務(wù)v線程n將進(jìn)程中的程序代碼與進(jìn)程所占資源相分離，從而在一個地址空間運(yùn)行多個指令流數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版

16、版)第十二章第十二章一、一、 線程的概念（續(xù)）線程的概念（續(xù)）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章二、二、 多線索（多線索（Multi_Threaded）DBMS vDBMS是一個Taskv用戶申請數(shù)據(jù)庫服務(wù)時，Task分配至少一個Thread為之服務(wù)v多個Thread并行工作，共享資源 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章三、三、 線索與進(jìn)程的比較線索與進(jìn)程的比較 v線索比進(jìn)程占用較少的資源v線索調(diào)度比較靈活，可控制性強(qiáng)v線索切換開銷較小v線索間通信簡便 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.3 DBMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1

17、2.3.1 DBMS的層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)12.3.2 RDBMS的運(yùn)行過程示例的運(yùn)行過程示例數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.3.1 DBMS的層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)處理各種各樣的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用處理各種各樣的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用是是RDBMS與用戶與用戶/應(yīng)用程序的界面層應(yīng)用程序的界面層處理數(shù)據(jù)庫語言，如處理數(shù)據(jù)庫語言，如SQL向上提供的數(shù)據(jù)接口是元組的集合向上提供的數(shù)據(jù)接口是元組的集合處理單個元組處理單個元組把集合操作化為單記錄操作并執(zhí)行把集合操作化為單記錄操作并執(zhí)行處理數(shù)據(jù)頁和系統(tǒng)緩沖區(qū)處理數(shù)據(jù)頁和系統(tǒng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.3 D

18、BMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)12.3.1 DBMS的層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)12.3.2 RDBMS的運(yùn)行過程示例的運(yùn)行過程示例數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.3.2 RDBMS的運(yùn)行過程示例的運(yùn)行過程示例數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4 語言處理語言處理12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作語言處理層的任務(wù)和工作12.4.2 解釋方法解釋方法12.4.3 預(yù)編譯方法預(yù)編譯方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作語言處理層的任務(wù)和工作接收接收DB語句語句 轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換對對DBMS內(nèi)層內(nèi)層可

19、執(zhí)行的基本可執(zhí)行的基本存取模塊的調(diào)存取模塊的調(diào)用序列用序列交互式方式下的交互式方式下的SQL語句語句嵌入嵌入3GL中的中的SQL語句語句 PL/SQL中的中的SQL語句語句 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）vDDL語句處理過程n把它翻譯成內(nèi)部表示n存儲在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典中vDCL語句處理過程n與DDL的處理類似數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）vDML語句的處理n束縛過程n束縛時間DML語句語句 束縛束縛(B

20、inding) 一串可執(zhí)行的一串可執(zhí)行的存取動作存取動作( (調(diào)用調(diào)用序列序列)相當(dāng)于一個小編譯器相當(dāng)于一個小編譯器 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章其他語句查詢語句DML 語句語法分析語義檢查視圖轉(zhuǎn)換數(shù) 據(jù) 庫數(shù)據(jù)字典DBMS內(nèi)層基本模塊庫單元組接口對可執(zhí)行的DBMS內(nèi)層基本存取模塊的調(diào)用序列多元組接口查詢優(yōu)化代碼生成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章 詞詞法法分分析析 語語法法分分析析 語語義義分分析析 符符號號名名轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換 合合法法權(quán)權(quán)檢檢查查 完完整整性性檢檢查查 視視圖圖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換換 代代數(shù)數(shù)優(yōu)優(yōu)化化 存存取取路路徑徑選選擇擇 優(yōu)優(yōu)化化

21、策策略略描描述述 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)字字典典 DBMS 內(nèi)內(nèi)層層基基本本模模塊塊庫庫 單單元元組組接接口口 對對可可執(zhí)執(zhí)行行的的DBMS內(nèi)內(nèi)層層基基本本存存取取模模塊塊的的調(diào)調(diào)用用序序列列 多多元元組組接接口口 查查詢詢優(yōu)優(yōu)化化 查查詢詢分分析析 查查詢詢檢檢查查 DML 語語句句 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）語言處理層的任務(wù)和工作（續(xù)）v束縛時間編程時- - -執(zhí)行前- - -執(zhí)行時n編程時-已淘汰n執(zhí)行時-解釋方法n執(zhí)行前-預(yù)編譯方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4 語言處理語言處

22、理12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作語言處理層的任務(wù)和工作12.4.2 解釋方法解釋方法12.4.3 預(yù)編譯方法預(yù)編譯方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.2 解釋方法解釋方法v特點(diǎn)n執(zhí)行前，DML語句都以原始字符串的形式保存n執(zhí)行時，解釋程序完成束縛過程，然后予以執(zhí)行v優(yōu)點(diǎn)n數(shù)據(jù)獨(dú)立性好n靈活、應(yīng)變性好v缺點(diǎn)n效率比較低v適用n交互式SQL 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4 語言處理語言處理12.4.1 語言處理層的任務(wù)和工作語言處理層的任務(wù)和工作12.4.2 解釋方法解釋方法12.4.3 預(yù)編譯方法預(yù)編譯方法數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概

23、論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.4.3 預(yù)編譯方法預(yù)編譯方法v不同束縛時間的權(quán)衡n早：系統(tǒng)效率高，數(shù)據(jù)獨(dú)立性差n晚：數(shù)據(jù)獨(dú)立性高，執(zhí)行效率差預(yù)編譯方法是介于上面二者之間的一個方案v特點(diǎn)n用戶提交DML語句后，運(yùn)行前對它進(jìn)行翻譯處理n保存產(chǎn)生的執(zhí)行代碼n運(yùn)行時，取出執(zhí)行代碼加以執(zhí)行 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章 源源 模模 塊塊 修修 改改 后后 的的 源源 模模 塊塊 DBRM Select From Where 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 庫庫 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 字字 典典 DBM S 內(nèi)內(nèi) 存存 基基 本本 存存 取取 模模 塊塊 目目 標(biāo)標(biāo) 模模 塊塊 裝裝

24、載載 模模 塊塊 應(yīng)應(yīng) 用用 規(guī)規(guī) 劃劃 DB 主主 存存 (裝裝 載載 模模 塊塊 ) (應(yīng)應(yīng) 用用 規(guī)規(guī) 劃劃 ) 運(yùn)運(yùn) 行行 監(jiān)監(jiān) 督督 器器 數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù) 存存 儲儲 管管 理理 器器 (其其 他他 ) 該該 源源 語語 言言 的的 編編 譯譯 器器 連連 接接 束束 縛縛 (bind) 預(yù)預(yù) 編編 譯譯 器器 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章v預(yù)編譯方法的問題n應(yīng)用規(guī)劃失效（數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)改變、存取路徑改變）v解決方法n重編譯n重編譯進(jìn)行時刻立即重編譯被執(zhí)行時才進(jìn)行自動重編譯n自動重編譯技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)既擁有了編譯時進(jìn)行束縛所帶來的高效率又具備了執(zhí)行時束縛帶來的數(shù)據(jù)獨(dú)立

25、性 12.4.3 預(yù)編譯方法（續(xù)）預(yù)編譯方法（續(xù)）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.5 數(shù)據(jù)存取層數(shù)據(jù)存取層 語言處理層：元組、關(guān)系、視圖等邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)語言處理層：元組、關(guān)系、視圖等邏輯數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)存取層：邏輯記錄、邏輯塊、邏輯存取路徑數(shù)據(jù)存取層：邏輯記錄、邏輯塊、邏輯存取路徑 數(shù)據(jù)存儲層：存儲記錄、塊、塊組成的系統(tǒng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)存儲層：存儲記錄、塊、塊組成的系統(tǒng)緩沖區(qū) 多元組接口（如多元組接口（如 SQL 語句）語句） 單元組接口單元組接口 存儲器接口存儲器接口 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.5 數(shù)據(jù)存取層數(shù)據(jù)存取層12.5.1

26、數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)12.5.2 數(shù)據(jù)存取層的功能子功能數(shù)據(jù)存取層的功能子功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.5.1 數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 排排序序/合合并并 子子系系統(tǒng)統(tǒng) 存存取取路路徑徑 維維護(hù)護(hù)子子系系統(tǒng)統(tǒng) 封封鎖鎖子子系系統(tǒng)統(tǒng) 日日志志登登錄錄子子系系統(tǒng)統(tǒng) 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)存存儲儲層層 單單元元組組接接口口 記記錄錄存存取取、事事務(wù)務(wù)管管理理子子系系統(tǒng)統(tǒng) 控控制制信信息息管管理理 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.5 數(shù)據(jù)存取層數(shù)據(jù)存取層12.5.1 數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)存取層的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1

27、2.5.2 數(shù)據(jù)存取層的功能子功能數(shù)據(jù)存取層的功能子功能數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.5.2 數(shù)據(jù)存取層的功能子功能數(shù)據(jù)存取層的功能子功能v記錄存取、事務(wù)管理子系統(tǒng)v日志登記子系統(tǒng)v控制信息管理模塊v排序合并子系統(tǒng)v存取路徑維護(hù)子系統(tǒng)v封鎖子系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章一、記錄存取、事務(wù)管理子系統(tǒng)一、記錄存取、事務(wù)管理子系統(tǒng)v記錄存取子系統(tǒng)n在某個存取路徑上按屬性值找元組（FIND）n按相對位置找元組（NEXT，PRIOR，F(xiàn)IRST，LAST）。n給某關(guān)系增加一個元組（INSERT）n從找到的元組中取某個屬性值（GET）n從

28、某關(guān)系中刪去一個元組（DELETE）n把某修改完的元組寫回關(guān)系中（REPLACE） v事務(wù)管理子系統(tǒng)n定義事務(wù)開始（BEGIN TRANSACTION）n事務(wù)提交（COMMIT）n事務(wù)回滾（ROLLBACK）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章二、日志登記子系統(tǒng)二、日志登記子系統(tǒng)v寫日志記錄（WRITELOG）v讀日志記錄（READLOG）v掃描日志文件（SCANLOG）v撤消尚未結(jié)束的事務(wù)（UNDO）v重做已經(jīng)結(jié)束的事務(wù)（REDO） 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章三、控制信息管理模塊三、控制信息管理模塊v負(fù)責(zé)在內(nèi)存數(shù)據(jù)區(qū)登記記錄類型、存取路徑

29、的說明信息和控制信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章四、四、排序排序/合并子系統(tǒng)合并子系統(tǒng)v輸出有序結(jié)果v刪去重復(fù)值v支持排序 合并方法的連接操作v支持動態(tài)建立索引結(jié)構(gòu)v減少數(shù)據(jù)塊的存取次數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章五、存取路徑維護(hù)子系統(tǒng)五、存取路徑維護(hù)子系統(tǒng)v對數(shù)據(jù)執(zhí)行插入、刪除、修改操作的同時對相應(yīng)的存取路徑進(jìn)行維護(hù)vB+樹的維護(hù)算法 n初始建立B+樹索引n插入n刪除n更新數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章7. 封鎖子系統(tǒng)封鎖子系統(tǒng)操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)封鎖技術(shù)的比較操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)封鎖技術(shù)的比較

30、 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 封鎖對象封鎖對象 單一，系統(tǒng)資源（包括單一，系統(tǒng)資源（包括 CPUCPU、設(shè)備、表格等）設(shè)備、表格等） 多樣，數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象（包括多樣，數(shù)據(jù)庫中各種數(shù)據(jù)對象（包括用戶數(shù)據(jù)、索引（存取路徑） 、數(shù)據(jù)用戶數(shù)據(jù)、索引（存取路徑） 、數(shù)據(jù)字典等）字典等） 封鎖對象的狀態(tài)封鎖對象的狀態(tài) 靜態(tài)、確定、各種封鎖對象靜態(tài)、確定、各種封鎖對象在封鎖表中占有一項(xiàng)。在封鎖表中占有一項(xiàng)。 封鎖對象數(shù)是不變的封鎖對象數(shù)是不變的 動態(tài)， 不確定。 封鎖對象動態(tài)改變著、動態(tài)， 不確定。 封鎖對象動態(tài)改變著、常常在執(zhí)行前不能確定。一個封鎖對常常在執(zhí)行前不能確定。一個封鎖

31、對象只有當(dāng)封鎖時才在封鎖表中占據(jù)象只有當(dāng)封鎖時才在封鎖表中占據(jù)一項(xiàng)一項(xiàng) 封鎖的粒度封鎖的粒度 不變，由于封鎖對象單一、不變，由于封鎖對象單一、固定，封鎖粒度不會改變固定，封鎖粒度不會改變 可變，封鎖可加到或大或小的數(shù)據(jù)單可變，封鎖可加到或大或小的數(shù)據(jù)單位上，封鎖粒度可以是整個數(shù)據(jù)庫、位上，封鎖粒度可以是整個數(shù)據(jù)庫、記記錄或字段錄或字段 封鎖的類型封鎖的類型 單一，排它鎖單一，排它鎖 多樣，一般有共享鎖（多樣，一般有共享鎖（S LockS Lock） 、排） 、排它鎖（它鎖（X LockX Lock）或其他類型的封鎖，）或其他類型的封鎖，隨系統(tǒng)而異隨系統(tǒng)而異 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論(第第4版版)第十二章第十二章12.6 緩