數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引論

1、第4章 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引論,2009. 10,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,2,目錄 Contents,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.2 事務(wù)4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.5 數(shù)據(jù)目錄 (字典),Last

2、update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,3,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介,DBMS是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的核心，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的功能和性能有決定性影響。DBMS的最基本的功能是正確、安全、可靠地執(zhí)行數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的語(yǔ)句。因此，DBMS可以看成數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言的一個(gè)實(shí)現(xiàn)。DBMS分為編譯和解釋

3、兩種實(shí)現(xiàn)方法。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,4,解釋執(zhí)行的RDBMS結(jié)構(gòu),,,,,,查詢處理器,,存儲(chǔ)管理器,,,事務(wù)管理器,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Syste

4、ms. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,5,目錄 Contents,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.2 事務(wù)4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.5 數(shù)據(jù)目錄 (字典),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)

5、系統(tǒng)引論,6,4.2 事務(wù),一、事務(wù)的概念事務(wù)(Transaction)：是DBMS的（最小、完整的）執(zhí)行單位，它由某個(gè)用戶所執(zhí)行的一個(gè)不能被打斷的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作序列（SQL語(yǔ)句）組成，且必須滿足ACID性質(zhì) ?！聞?wù)’是應(yīng)用程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的基本邏輯工作單位?！聞?wù)’通常由一組對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)操作組成，在執(zhí)行過(guò)程中按照預(yù)定的次序順序執(zhí)行。一個(gè)‘事務(wù)’的執(zhí)行過(guò)程是串行的，它將數(shù)據(jù)庫(kù)從一個(gè)舊的一致性狀態(tài)轉(zhuǎn)換到一個(gè)新的一致性狀態(tài)。在

6、‘事務(wù)’的執(zhí)行過(guò)程中，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)可能有不一致的現(xiàn)象，但在‘事務(wù)’執(zhí)行結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)將保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的一致性。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,7,4.2 事務(wù),[例]銀行的轉(zhuǎn)帳業(yè)務(wù)：根據(jù)輸入的兩個(gè)銀行存款帳號(hào)A和B，以及轉(zhuǎn)帳金額X，將帳號(hào)A的金額減去X，帳號(hào)

7、B的金額增加X(jué)。其處理過(guò)程如下(其中READ(A)表示將帳號(hào)A的金額讀入內(nèi)存變量A，WRITE(A)表示將內(nèi)存變量A的值作為帳號(hào)A的金額寫入數(shù)據(jù)庫(kù)）：READ(A);IF (A ? X)THEN BEGINA := A – X;WRITE(A);READ(B);B := B + X;WRITE(B);END,該事務(wù)的DB訪問(wèn)操作為：READ(A);WRITE(A);READ(B);WRITE(B);,,,,,

8、對(duì)該事務(wù)而言，數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的一致性就是指：帳號(hào)A和帳號(hào)B的總金額之和不變,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,8,4.2 事務(wù),二、事務(wù)的性質(zhì)原子性(Atomicity): 在一個(gè)事務(wù)中，所有的數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)操作是一個(gè)不可分割的操作序列，事務(wù)中的操作要么全做要么全不做

9、(nothing or all)e.g. 從ATM機(jī)取款時(shí)，“發(fā)錢登記”與“扣款”操作必須組成原子的事務(wù)。 一致性(Consistency): 事務(wù)在功能上必須使DB從一致?tīng)顟B(tài)(consistent state)變成另一個(gè)一致?tīng)顟B(tài)。即DB中的數(shù)據(jù)必須滿足已定義的完整性約束和業(yè)務(wù)規(guī)則。e.g. 銀行DB：某帳號(hào)上的收支之差應(yīng)始終等于余額。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principl

10、es of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,9,4.2 事務(wù),二、事務(wù)的性質(zhì)(cont.)隔離性(Isolation): 多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)彼此不受影響，就好象各個(gè)事務(wù)獨(dú)立執(zhí)行一樣。e.g. 民航DB：某航班就剩一張機(jī)票，有兩個(gè)客戶同時(shí)提出購(gòu)買請(qǐng)求，結(jié)果應(yīng)是一個(gè)買到，一個(gè)買不到。持久性(Durability): 事務(wù)一旦成功執(zhí)行，其對(duì)DB的影響應(yīng)是持久的，

11、即使DB發(fā)生故障也應(yīng)保留這個(gè)事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果。e.g. 銀行的存款數(shù)據(jù)應(yīng)是持久的。,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)通過(guò)其事務(wù)管理子系統(tǒng)（含并發(fā)控制子系統(tǒng)）、恢復(fù)管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)完整性保護(hù)子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)事務(wù)的原子性(A)、一致性(C)、隔離性(I)和持久性(D)。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)

12、據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,10,4.2 事務(wù),三、事務(wù)的兩種結(jié)束方式提交(Commit)：全做事務(wù)中的操作?；貪L(Rollback)：全不做事務(wù)中的操作（部分已執(zhí)行的操作要撤消）。提交和回滾可以是顯式的、也可以是隱式的：當(dāng)發(fā)出COMMIT語(yǔ)句/ROLLBACK語(yǔ)句時(shí)顯式提交/回滾當(dāng)前事務(wù)；當(dāng)發(fā)出一個(gè)DDL語(yǔ)句時(shí)，前后均隱式提交一個(gè)事務(wù)；當(dāng)用戶撤消對(duì)DBMS的連接時(shí)，當(dāng)前事務(wù)隱式提交；當(dāng)用戶進(jìn)程異常中止時(shí)，當(dāng)前事務(wù)隱式回滾。,Last

13、 update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,11,目錄 Contents,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.2 事務(wù)4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.5 數(shù)據(jù)目錄 (字典),Last update: Oct.2009,Lecture Notes

14、 - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,12,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),一、DBMS和操作系統(tǒng)DBMS是操作系統(tǒng)的用戶。DBMS在操作系統(tǒng)上可以有多種不同的運(yùn)行方式。DBMS需要操作系統(tǒng)的服務(wù)：創(chuàng)建和撤銷進(jìn)程，進(jìn)程通信，讀寫磁盤，分配內(nèi)存等。操作系統(tǒng)不同的服務(wù)方式：DBMS在實(shí)現(xiàn)技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法上有差異。,Last update

15、: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,13,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),二、應(yīng)用進(jìn)程與DBMS進(jìn)程進(jìn)程(Process)是OS中的重要基本概念，是指獨(dú)立程序代碼的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行。不論是用戶應(yīng)用程序還是DBMS代碼均作為OS的一個(gè)個(gè)進(jìn)程而執(zhí)行的。應(yīng)用進(jìn)程(Application Proce

16、ss)：也稱用戶進(jìn)程(User Process)，對(duì)應(yīng)某個(gè)應(yīng)用程序的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行。DBMS進(jìn)程(DBMS Process)：對(duì)應(yīng)DBMS代碼的一次動(dòng)態(tài)執(zhí)行。分為：核心進(jìn)程或服務(wù)器進(jìn)程(Server Process)后臺(tái)進(jìn)程(Background Process),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming X

17、u 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,14,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),在Oracle中，將DBMS進(jìn)程和系統(tǒng)全局區(qū)（System Global Area，SGA）稱為一個(gè)Oracle實(shí)例(Instance)。當(dāng)Oracle啟動(dòng)后，稱啟動(dòng)了一個(gè)Oracle實(shí)例。SGA是DBMS在內(nèi)存開(kāi)辟的一個(gè)區(qū)域，包括：DB Buffer CacheRedo Log BufferShared Pool（共享SQL區(qū)、DD存儲(chǔ)區(qū)，etc.）

18、Other information（隊(duì)列、進(jìn)程間通信信息，etc.）,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,15,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),三、幾種典型的進(jìn)程結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)方案 (以O(shè)racle為背景介紹)單進(jìn)程結(jié)構(gòu) / 單用戶結(jié)構(gòu) / 單用戶Oracle應(yīng)用代碼和

19、DBMS代碼結(jié)合成單個(gè)進(jìn)程而執(zhí)行。e.g. MS-DOS上的單用戶Oracle。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,16,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),多進(jìn)程結(jié)構(gòu) / 多用戶結(jié)構(gòu) / 多用戶Oracle每個(gè)連接DBMS的用戶應(yīng)用都對(duì)應(yīng)一個(gè)用戶進(jìn)程，且使用多個(gè)進(jìn)程/

20、線程來(lái)執(zhí)行DBMS。1. 應(yīng)用代碼與DBMS代碼組成同一個(gè)進(jìn)程 / User/Server相結(jié)合的進(jìn)程結(jié)構(gòu) / 單任務(wù): 應(yīng)用代碼與DBMS代碼在同一個(gè)進(jìn)程（稱用戶進(jìn)程）中運(yùn)行，彼此之間有程序接口維護(hù)隔離及傳送數(shù)據(jù)。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,17,

21、4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,18,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),2、一個(gè)應(yīng)用代碼對(duì)應(yīng)一個(gè)DBMS核心進(jìn)程 / 使用專用服務(wù)器進(jìn)程的結(jié)構(gòu) / 兩任務(wù)Oracle為每個(gè)應(yīng)用進(jìn)程建立一個(gè)DBMS核心進(jìn)程，稱專用服務(wù)器進(jìn)程（Dedica

22、ted Server Process）。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,19,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zh

23、uoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,20,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),3、單核心進(jìn)程、多線程的DBMS進(jìn)程結(jié)構(gòu) / 使用共享服務(wù)器進(jìn)程的結(jié)構(gòu)線程/線索(Thread)：是現(xiàn)代OS引入的一個(gè)新概念，稱輕量進(jìn)程(Lightweight Process)。一個(gè)進(jìn)程中可創(chuàng)建多個(gè)可切換的線程，線程共享所屬進(jìn)程的(內(nèi)存)資源，具有較少的私有資源，因此切換開(kāi)銷較小。進(jìn)程是資源分配的單位，而線程是處理機(jī)調(diào)度的單位。線程機(jī)制是

24、OS的任務(wù)粒度(Task Granularity)變小、并發(fā)度提高(可實(shí)現(xiàn)進(jìn)程內(nèi)并發(fā))。線程機(jī)制可在OS核心中(核心態(tài))實(shí)現(xiàn)，也可在OS的用戶進(jìn)程中(用戶態(tài))實(shí)現(xiàn)。多線程DBMS (Multithreading DBMS)：不使用OS提供的多線程機(jī)制，而由DBMS自己實(shí)現(xiàn)多線程機(jī)制。e.g. Oracle中，許多應(yīng)用進(jìn)程共同連接到調(diào)度進(jìn)程(Dispatcher Process)，由調(diào)度進(jìn)程將用戶請(qǐng)求發(fā)送到共享服務(wù)器進(jìn)程。,Last

25、 update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,21,4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引

26、論,22,目錄 Contents,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.2 事務(wù)4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.5 數(shù)據(jù)目錄 (字典),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,23,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),嚴(yán)格地說(shuō)來(lái)應(yīng)是數(shù)據(jù)庫(kù)系

27、統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) (DB System Architecture) 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)演變與發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力：需求：用戶的應(yīng)用需求，市場(chǎng)因素，etc.技術(shù)：DB的運(yùn)行支撐環(huán)境與平臺(tái)(硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)，etc.)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可按DB的特點(diǎn)來(lái)分類：集中式數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)集中存儲(chǔ)；由DBMS集中管理分布式數(shù)據(jù)庫(kù)：數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)、相互關(guān)聯(lián)；傳統(tǒng)上認(rèn)為應(yīng)由DDBMS統(tǒng)一管理物理上分布、邏輯上集中物理上分布、邏輯上分布,Last

28、update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,24,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行于分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境(即主機(jī)/終端系統(tǒng))。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems

29、. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,25,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下的集中式結(jié)構(gòu)一個(gè)主機(jī)帶多個(gè)終端的多用戶結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù)，都集中存放在主機(jī)上，所有處理任務(wù)都由主機(jī)來(lái)完成各個(gè)用戶通過(guò)主機(jī)的終端并發(fā)地存取數(shù)據(jù)庫(kù)，共享數(shù)據(jù)資源。特點(diǎn)：數(shù)據(jù)集中，數(shù)據(jù)管理集中。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles

30、 of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,26,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下的集中式結(jié)構(gòu)(cont.)優(yōu)點(diǎn)易于管理、控制與維護(hù)。缺點(diǎn)當(dāng)終端用戶數(shù)目增加到一定程度后，主機(jī)的任務(wù)會(huì)過(guò)分繁重，成為瓶頸，從而使系統(tǒng)性能下降。系統(tǒng)的可靠性依賴主機(jī),當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都不能使用。,Last update: Oct.2009,Lecture Not

31、es - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,27,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (cont.)運(yùn)行于PC或PC LAN環(huán)境 (單用戶版或多用戶版)。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuomin

32、g Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,28,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),運(yùn)行于PC或PC LAN環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)集中；處理集中 整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(應(yīng)用程序、DBMS、數(shù)據(jù))裝在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，為一個(gè)用戶獨(dú)占，不同機(jī)器之間不能共享數(shù)據(jù)。早期的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（文件系統(tǒng)）例如一個(gè)企業(yè)的各個(gè)部門都使用本部門的機(jī)器來(lái)管理本部門的數(shù)據(jù)，各個(gè)部門的機(jī)器是獨(dú)立的。由于不同部門之間不能共享數(shù)據(jù)，因此企業(yè)內(nèi)部存在大量的冗余數(shù)據(jù)。例如人事

33、部門、會(huì)計(jì)部門、技術(shù)部門必須重復(fù)存放每一名職工的一些基本信息（職工號(hào)、姓名等）。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,29,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (cont.)運(yùn)行于Client/Server環(huán)境 (兩層)。,Last update

34、: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,30,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),運(yùn)行于Client/Server環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)把DBMS功能和應(yīng)用分開(kāi)網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)（些）結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMS功能，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，簡(jiǎn)稱服務(wù)器其他結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)安裝DBMS的外圍應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具，用戶的

35、應(yīng)用系統(tǒng)，稱為客戶機(jī)客戶機(jī)與服務(wù)器功能劃分的原則客戶機(jī)提供多樣化的用戶接口，執(zhí)行應(yīng)用程序，對(duì)服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求等；服務(wù)器只完成客戶機(jī)所委托的公共服務(wù)；客戶機(jī)與服務(wù)器間的數(shù)據(jù)交換量應(yīng)盡可能地少；消除瓶頸，提高全系統(tǒng)的性能。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,

36、31,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),運(yùn)行于Client/Server環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的特點(diǎn)數(shù)據(jù)集中；處理分布 客戶端的用戶請(qǐng)求被傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器進(jìn)行處理后，只將結(jié)果返回給用戶，從而顯著減少了數(shù)據(jù)傳輸量。數(shù)據(jù)庫(kù)更加開(kāi)放客戶與服務(wù)器一般都能在多種不同的硬件和軟件平臺(tái)上運(yùn)行可以使用不同廠商的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)工具,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Da

37、tabases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,32,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),運(yùn)行于Client/Server環(huán)境的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)“胖客戶”問(wèn)題系統(tǒng)安裝復(fù)雜，工作量大。應(yīng)用維護(hù)困難，難于保密，造成安全性差。相同的應(yīng)用程序要重復(fù)安裝在每一臺(tái)客戶機(jī)上，從系統(tǒng)總體來(lái)看，大大浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。系統(tǒng)規(guī)模達(dá)到數(shù)百數(shù)千臺(tái)客戶機(jī)，它們的硬件配置、操作系統(tǒng)又常常不同，要為每一個(gè)客戶機(jī)安裝

38、應(yīng)用程序和相應(yīng)的工具模塊，其安裝維護(hù)代價(jià)便不可接受。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,33,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),一、集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) (cont.)運(yùn)行于Client/Server環(huán)境 (三層)。三層結(jié)構(gòu) (Three-tier Applicat

39、ion Architecture),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,34,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),三層結(jié)構(gòu) 客戶端 瀏覽器軟件、用戶界面 瀏覽器的界面統(tǒng)一，廣大用戶容易掌握 大大減少了培訓(xùn)時(shí)間與費(fèi)用。服務(wù)器端分為兩部分Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器數(shù)

40、據(jù)庫(kù)服務(wù)器等大大減少了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)代價(jià)，能夠支持?jǐn)?shù)萬(wàn)甚至更多的用戶,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,35,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)通信開(kāi)銷大性能差：容易出現(xiàn)單點(diǎn)失效問(wèn)題可用性差可擴(kuò)充性差,Last update: Oct.2

41、009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,36,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),二、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)物理上分布、邏輯上集中的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在邏輯上是一個(gè)整體，但物理地分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同結(jié)點(diǎn)上。網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)都可以獨(dú)立處理本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行局部應(yīng)用。同時(shí)也可以同時(shí)存取和處理

42、多個(gè)異地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，執(zhí)行全局應(yīng)用。特點(diǎn)：有全局?jǐn)?shù)據(jù)模式；強(qiáng)調(diào)統(tǒng)一管理,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,37,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)適應(yīng)了地理上分散的公司、團(tuán)體和組織對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的需求。缺點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布存放給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來(lái)困難。

43、當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問(wèn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹萍s。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,38,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),二、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(cont.)物理上分布、邏輯上分布的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)特點(diǎn)：無(wú)全局?jǐn)?shù)據(jù)模式；強(qiáng)調(diào)結(jié)點(diǎn)自治也稱聯(lián)

44、邦式系統(tǒng)(Federated Distributed System)。隨著Web的迅速普及，一個(gè)全球信息網(wǎng)絡(luò)正在形成，使得有可能構(gòu)成一個(gè)全球聯(lián)邦式系統(tǒng)。一系列新的概念、技術(shù)正在探討、研究中。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,39,4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),

45、Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,40,,嵌入式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)

46、系統(tǒng)引論,41,目錄 Contents,4.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介4.2 事務(wù)4.3 DBMS的進(jìn)程結(jié)構(gòu)4.4 DBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4.5 數(shù)據(jù)目錄 (字典),Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,42,4.5 數(shù)據(jù)目錄,數(shù)據(jù)目錄(Date dir

47、ectory，DD或Date catalog) 也有稱數(shù)據(jù)字典，是一組關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)（即元數(shù)據(jù)metadata），其中包含了數(shù)據(jù)庫(kù)的各種定義信息、描述信息和統(tǒng)計(jì)信息。,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,43,4.5 數(shù)據(jù)目錄,一、DD的內(nèi)容DB用戶名每個(gè)用戶所

48、授的特權(quán)（Privileges）和角色（Roles）各種模式對(duì)象（表、視圖、快照、索引、簇集、序列、同義詞、過(guò)程、觸發(fā)器、函數(shù)、包等）的定義關(guān)于完整性約束的信息列的缺省值有關(guān)DB中對(duì)象的空間分布信息及當(dāng)前使用情況審計(jì)信息DB動(dòng)態(tài)性能和統(tǒng)計(jì)信息,Last update: Oct.2009,Lecture Notes - Principles of Databases Systems. By Zhuoming Xu 第

49、1部分 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)引論,44,4.5 數(shù)據(jù)目錄,二、DD的結(jié)構(gòu)以一組基表存儲(chǔ)所有基礎(chǔ)信息，這些表有系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建，為DBMS所有、所用。在這組基表上定義了每個(gè)用戶可存取的一組只讀視圖，系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建，供用戶查詢。Oracle中，分三類：DBA-前綴視圖：e.g. DBA-TABLES----DB中全部表的說(shuō)明。ALL-前綴視圖：e.g. ALL-TABLES----用戶可存取的表的說(shuō)明。USER-前綴視圖：e.g. USER-