數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

1、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)    數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)組成部分按功能劃分，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)大致可分為6個部分： (1)模式翻譯：提供數(shù)據(jù)定義語言(ddl)。用它書寫的數(shù)據(jù)庫模式被翻譯為內(nèi)部表示。數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)、完整性約束和物理儲存結(jié)構(gòu)保存在內(nèi)部的數(shù)據(jù)字典中。數(shù)據(jù)庫的各種數(shù)據(jù)操作(如查找、修改、插入和刪除等)和數(shù)據(jù)庫的維護(hù)管理都是以數(shù)據(jù)庫模式為依據(jù)的。 (2)應(yīng)用程序的編譯：把包含著訪問數(shù)據(jù)庫語句的應(yīng)用程序，編譯成在dbms支持下可運(yùn)行的目標(biāo)程序。 (3)交互式查詢：提供易使用的交互式查詢語言，如sql。dbms負(fù)責(zé)執(zhí)行查詢命令，并將查詢結(jié)果顯示在屏幕上。 (4)數(shù)據(jù)的組織

2、與存?。禾峁?shù)據(jù)在外圍儲存設(shè)備上的物理組織與存取方法。 事務(wù)運(yùn)行管理：提供事務(wù)運(yùn)行管理及運(yùn)行日志，事務(wù)運(yùn)行的安全性監(jiān)控和數(shù)據(jù)完整性檢查，事務(wù)的并發(fā)控制及系統(tǒng)恢復(fù)等功能。 (6)數(shù)據(jù)庫的維護(hù)：為數(shù)據(jù)庫管理員提供軟件支持，包括數(shù)據(jù)安全控制、完整性保障、數(shù)據(jù)庫備份、數(shù)據(jù)庫重組以及性能監(jiān)控等維護(hù)工具。 基于關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已日臻完善，并已作為商品化軟件廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。它在各戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)的分布式多用戶環(huán)境中的應(yīng)用，使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)一步擴(kuò)展。隨著新型數(shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)管理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)的推進(jìn)，可以預(yù)期dbms軟件的性能還將更新和完善，應(yīng)用領(lǐng)域也將進(jìn)一步地拓寬。它所提供的功能有以下幾項(xiàng)：（1）數(shù)據(jù)定

3、義功能。DBMS提供相應(yīng)數(shù)據(jù)語言來定義（DDL）數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，它們是刻畫數(shù)據(jù)庫框架，并被保存在數(shù)據(jù)字典中。（2）數(shù)據(jù)存取功能。DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言（DML），實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的基本存取操作：檢索，插入，修改和刪除。（3）數(shù)據(jù)庫運(yùn)行管理功能。DBMS提供數(shù)據(jù)控制功能，即是數(shù)據(jù)的安全性、完整性和并發(fā)控制等對數(shù)據(jù)庫運(yùn)行進(jìn)行有效地控制和管理，以確保數(shù)據(jù)正確有效。 （4）數(shù)據(jù)庫的建立和維護(hù)功能。包括數(shù)據(jù)庫初始數(shù)據(jù)的裝入，數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組織，系統(tǒng)性能監(jiān)視、分析等功能。（5）數(shù)據(jù)庫的傳輸。DBMS提供處理數(shù)據(jù)的傳輸，實(shí)現(xiàn)用戶程序與DBMS之間的通信，通常與操作系統(tǒng)協(xié)調(diào)完成。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)

4、根據(jù)處理對象的不同，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)由高級到低級依次為應(yīng)用層、語言翻譯處理層、數(shù)據(jù)存取層、數(shù)據(jù)存儲層、操作系統(tǒng)。（1）應(yīng)用層。應(yīng)用層是DBMS與終端用戶和應(yīng)用程序的界面層，處理的對象是各種各樣的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。（2）語言翻譯處理層。語言翻譯處理層是對數(shù)據(jù)庫語言的各類語句進(jìn)行語法分析、視圖轉(zhuǎn)換、授權(quán)檢查、完整性檢查等。（3）數(shù)據(jù)存取層。數(shù)據(jù)存取層處理的對象是單個元組，它將上層的集合操作轉(zhuǎn)換為單記錄操作。（4）數(shù)據(jù)存儲層。數(shù)據(jù)存儲層處理的對象是數(shù)據(jù)頁和系統(tǒng)緩沖區(qū)。（5）操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是DBMS的基礎(chǔ)。操作系統(tǒng)提供的存取原語和基本的存取方法通常是作為和DBMS存儲層的接口。著名數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

5、MS SQLSYBASEDB2ORACLEMySQLACCESSVF常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)目前有許多數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，如Oracle、Sybase、Informix、Microsoft SQL Server、Microsoft Access、Visual FoxPro等產(chǎn)品各以自己特有的功能，在數(shù)據(jù)庫市場上占有一席之地。下面簡要介紹幾種常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。OracleOracle是一個最早商品化的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，也是應(yīng)用廣泛、功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。Oracle作為一個通用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，不僅具有完整的數(shù)據(jù)管理功能，還是一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，支持各種分布式功能，特別是支持Internet應(yīng)

6、用。作為一個應(yīng)用開發(fā)環(huán)境，Oracle提供了一套界面友好、功能齊全的數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具。Oracle使用PL/SQL語言執(zhí)行各種操作，具有可開放性、可移植性、可伸縮性等功能。特別是在Oracle 8i中，支持面向?qū)ο蟮墓δ埽缰С诸?、方法、屬性等，使得Oracle 產(chǎn)品成為一種對象/關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。目前最新版本是Oracle 11g。Microsoft SQL ServerMicrosoft SQL Server是一種典型的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，可以在許多操作系統(tǒng)上運(yùn)行，它使用Transact-SQL語言完成數(shù)據(jù)操作。由于Microsoft SQL Server是開放式的系統(tǒng)，其它系統(tǒng)可以與

7、它進(jìn)行完好的交互操作。目前最新版本的產(chǎn)品為Microsoft SQL Server 2008，它具有可靠性、可伸縮性、可用性、可管理性等特點(diǎn)，為用戶提供完整的數(shù)據(jù)庫解決方案。Microsoft Access作為Microsoft Office組件之一的Microsoft Access是在Windows環(huán)境下非常流行的桌面型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。使用Microsoft Access無需編寫任何代碼，只需通過直觀的可視化操作就可以完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理任務(wù)。在Microsoft Access數(shù)據(jù)庫中，包括許多組成數(shù)據(jù)庫的基本要素。這些要素是存儲信息的表、顯示人機(jī)交互界面的窗體、有效檢索數(shù)據(jù)的查詢、信息輸出載

8、體的報表、提高應(yīng)用效率的宏、功能強(qiáng)大的模塊工具等。它不僅可以通過ODBC與其它數(shù)據(jù)庫相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和共享，還可以與Word、Excel等辦公軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享，并且通過對象鏈接與嵌入技術(shù)在數(shù)據(jù)庫中嵌入和鏈接聲音、圖像等多媒體數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的主要功能DBMS的主要目標(biāo)是使數(shù)據(jù)作為一種可管理的資源來處理，其主要功能如下：1.數(shù)據(jù)定義：DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL（Data Definition Language），供用戶定義數(shù)據(jù)庫的三級模式結(jié)構(gòu)、兩級映像以及完整性約束和保密限制等約束。DDL主要用于建立、修改數(shù)據(jù)庫的庫結(jié)構(gòu)。DDL所描述的庫結(jié)構(gòu)僅僅給出了數(shù)據(jù)庫的框架，數(shù)

9、據(jù)庫的框架信息被存放在數(shù)據(jù)字典（Data Dictionary）中。2.數(shù)據(jù)操作：DBMS提供數(shù)據(jù)操作語言DML（Data Manipulation Language），供用戶實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的追加、刪除、更新、查詢等操作。3.數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理：數(shù)據(jù)庫的運(yùn)行管理功能是DBMS的運(yùn)行控制、管理功能，包括多用戶環(huán)境下的并發(fā)控制、安全性檢查和存取限制控制、完整性檢查和執(zhí)行、運(yùn)行日志的組織管理、事務(wù)的管理和自動恢復(fù)，即保證事務(wù)的原子性。這些功能保證了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。4.數(shù)據(jù)組織、存儲與管理：DBMS要分類組織、存儲和管理各種數(shù)據(jù)，包括數(shù)據(jù)字典、用戶數(shù)據(jù)、存取路徑等，需確定以何種文件結(jié)構(gòu)和存取方式在存儲

10、級上組織這些數(shù)據(jù)，如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系。數(shù)據(jù)組織和存儲的基本目標(biāo)是提高存儲空間利用率，選擇合適的存取方法提高存取效率。5.數(shù)據(jù)庫的保護(hù)：數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是信息社會的戰(zhàn)略資源，隨數(shù)據(jù)的保護(hù)至關(guān)重要。DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護(hù)通過4個方面來實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)、數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制、數(shù)據(jù)庫的完整性控制、數(shù)據(jù)庫安全性控制。DBMS的其他保護(hù)功能還有系統(tǒng)緩沖區(qū)的管理以及數(shù)據(jù)存儲的某些自適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制等。6.數(shù)據(jù)庫的維護(hù)：這一部分包括數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)載入、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)儲、數(shù)據(jù)庫的重組合重構(gòu)以及性能監(jiān)控等功能，這些功能分別由各個使用程序來完成。7.通信：DBMS具有與操作系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)處理、分時系統(tǒng)及遠(yuǎn)程作業(yè)輸入的相關(guān)接口，負(fù)責(zé)

11、處理數(shù)據(jù)的傳送。對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，還應(yīng)該包括DBMS與網(wǎng)絡(luò)中其他軟件系統(tǒng)的通信功能以及數(shù)據(jù)庫之間的互操作功能。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)選擇原則選擇數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)時應(yīng)從以下幾個方面予以考慮：(1) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫的難易程度。需要分析數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有沒有范式的要求，即是否必須按照系統(tǒng)所規(guī)定的數(shù)據(jù)模型分析現(xiàn)實(shí)世界，建立相應(yīng)的模型；數(shù)據(jù)庫管理語句是否符合國際標(biāo)準(zhǔn)，符合國際標(biāo)準(zhǔn)則便于系統(tǒng)的維護(hù)、開發(fā)、移植；有沒有面向用戶的易用的開發(fā)工具；所支持的數(shù)據(jù)庫容量，數(shù)據(jù)庫的容量特性決定了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用范圍。(2) 程序開發(fā)的難易程度。有無計算機(jī)輔助軟件工程工具CASE計算機(jī)輔助軟件工程工具可以幫助開發(fā)者根據(jù)軟件

12、工程的方法提供各開發(fā)階段的維護(hù)、編碼環(huán)境，便于復(fù)雜軟件的開發(fā)、維護(hù)。有無第四代語言的開發(fā)平臺第四代語言具有非過程語言的設(shè)計方法，用戶不需編寫復(fù)雜的過程性代碼，易學(xué)、易懂、易維護(hù)。有無面向?qū)ο蟮脑O(shè)計平臺面向?qū)ο蟮脑O(shè)計思想十分接近人類的邏輯思維方式，便于開發(fā)和維護(hù)。對多媒體數(shù)據(jù)類型的支持多媒體數(shù)據(jù)需求是今后發(fā)展的趨勢，支持多媒體數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必將減少應(yīng)用程序的開發(fā)和維護(hù)工作。(3) 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的性能分析。包括性能評估（響應(yīng)時間、數(shù)據(jù)單位時間吞吐量）、性能監(jiān)控（內(nèi)外存使用情況、系統(tǒng)輸入/輸出速率、SQL語句的執(zhí)行，數(shù)據(jù)庫元組控制）、性能管理（參數(shù)設(shè)定與調(diào)整）。(4) 對分布式應(yīng)用的支持

13、。包括數(shù)據(jù)透明與網(wǎng)絡(luò)透明程度。數(shù)據(jù)透明是指用戶在應(yīng)用中不需指出數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的什么節(jié)點(diǎn)上，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以自動搜索網(wǎng)絡(luò)，提取所需數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)透明是指用戶在應(yīng)用中無需指出網(wǎng)絡(luò)所采用的協(xié)議。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)自動將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的協(xié)議數(shù)據(jù)。(5) 并行處理能力。支持多CPU模式的系統(tǒng)（SMP，CLUSTER，MPP），負(fù)載的分配形式，并行處理的顆粒度、范圍。(6) 可移植性和可擴(kuò)展性?？梢浦残灾复怪睌U(kuò)展和水平擴(kuò)展能力。垂直擴(kuò)展要求新平臺能夠支持低版本的平臺，數(shù)據(jù)庫客戶機(jī)/服務(wù)器機(jī)制支持集中式管理模式，這樣保證用戶以前的投資和系統(tǒng)；水平擴(kuò)展要求滿足硬件上的擴(kuò)展，支持從單CPU模式轉(zhuǎn)換成多CPU并行機(jī)模式

14、（ SMP, CLUSTER, MPP）(7) 數(shù)據(jù)完整性約束。數(shù)據(jù)完整性指數(shù)據(jù)的正確性和一致性保護(hù)，包括實(shí)體完整性、參照完整性、復(fù)雜的事務(wù)規(guī)則。(8) 并發(fā)控制功能。對于分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并發(fā)控制功能是必不可少的。因?yàn)樗媾R的是多任務(wù)分布環(huán)境，可能會有多個用戶點(diǎn)在同一時刻對同一數(shù)據(jù)進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳎瑸榱吮ＷC數(shù)據(jù)的一致性，需要由數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的并發(fā)控制功能來完成。評價并發(fā)控制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)從下面幾方面加以考慮：保證查詢結(jié)果一致性方法數(shù)據(jù)鎖的顆粒度（數(shù)據(jù)鎖的控制范圍，表、頁、元組等）數(shù)據(jù)鎖的升級管理功能死鎖的檢測和解決方法(9) 容錯能力。異常情況下對數(shù)據(jù)的容錯處理。評價標(biāo)準(zhǔn)：硬件的容錯，有無磁盤鏡象處理功能軟件的容錯，有無軟件方法異常情況的容錯功能(10) 安全性控制包括安全保密的程度（帳戶管理、用戶權(quán)限、網(wǎng)絡(luò)安全控制、