第十一章 数据库管理系统..PPTVIP

第十一章 数据库管理系统 11.1 DBMS概述 11.1.1 DBMS的目标 DBMS是介于用户和OS之间的一组软件。 1. 用户界面友好：用户界面应具有可靠性、易用性、立即反馈和多样性等特性。 2. 功能完备：数据库定义、数据库数据存取、数据库运行管理、数据库组织和存储管理、数据库的建立和维护等。 3. 效率高：计算机内部资源的利用率和DBNS本身的运行效率。 4. 结构清晰 5. 开放性 11.1.2 DBMS的基本功能 DBMS主要是实现对共享数据有效的组织、管理和存取。 1.数据库定义 2.数据存取 3.数据库运行管理 4.数据组织、存储和管理 5.数据库的建立和维护 6.其它功能 通信功能，数据转换功能 11.1.3 DBMS与操作系统 DBMS是建立在OS之上的软件系统，是OS的用户。 DBMS对共享数据的组织、管理和存取需要OS的支持。 DBMS遇到创建和撤销进程、进程通信、读写磁盘、分配内存等要求时必须请求OS服务。 不同OS提供不同的服务方式，导致DBMS在实现技术上和实现方法上的诸多差异。对于同一OS，DBMS也可以由不同的实现选择。 11.1.4 DBMS和第四代应用开发环境 11.2 DBMS的进程结构和多线索机制 应用程序通过DBMS，DBMS通过OS，与数据库中的数据打交道。以及都必须进入某个具体的OS环境。 11.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 11.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 11.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 11.2.4 N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程 11.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念 一、线程的概念 在OS中，将进程的概念一分为二，Task是申请资源的最小单位，而Thread是调度和运行的最小单位。一个Task中可以有多个Thread，它们共享Task的所有资源，共同完成一个任务。一个Thread只能存在于某个Task中。在多处理机上，这些Thread可真正并行地执行。 多个线程运行于同一实体(任务或进程)，并共享该实体所拥有的所有资源。 线程的基本概念就是将进程中的程序代码与进程所占资源相分离，从而在一个地址空间可以运行多个指令流。 进程、Task与Thread 二、多线索(Multi_Threaded)DBMS 数据库系统中的“线索”概念借鉴了OS”线程”概念的含义：整个DBMS可以看作一个Task，当有一个用户申请数据库服务时，Task分配至少一个Thread为之服务，多个Thread并行工作，共享资源。 一般地讲，DBMS中的线索是DBMS的一个执行流，它服务于整个DBMS系统或DBMS的某个用户；DBMS服务器相应客户请求是通过为每个用户创建线索来完成。 DBMS的各个线索能在逻辑上并行执行，并共存于一个进程，共享DBMS的所有资源；线索是DBMS的调度单位，服务器进程能按一定的调度算法调度用户请求。 三、线索与进程的比较 1. 线索比进程占用较少的资源 线索是程序中的一串指令流，同一进程内的多个线索共享该进程内的一切资源。因此，线索比进程占用更少的资源，是更小的调度单位，可支持较细粒度的并行。 2. 线索调度比较灵活，可控制性强 进程调度是OS控制的、非智能的，DBMS无法干涉 3. 线索切换开销较小 线程共享同一地址空间 4. 线索间通信简单 线索可以借助全局变量名或局部变量名的指针进行通信。 11.3 DBMS系统结构 11.3.1 DBMS程序模块的组成 一、数据库定义方面的程序模块 模式、外模式、存储模式的定义模块。 安全性定义程序模块。 完整性定义程序模块。 二、数据操纵方面的程序模块 查询处理程序模块。 数据更性程序模块。 交互式查询程序模块。 嵌入式查询程序模块。 三、数据库运行管理方面的程序模块 主要有系统初启程序和安全性检查、完整性检查、并发控制、事务管理、运行日志管理等三、数据库运行管理方面的程序模块。 四、数据库组织、存储和管理方面的程序模块 有文件读写于维护程序、存取路径管理和维护程序、缓冲区管理程序等 五、数据库建立、维护和其他方面的程序模块 有数据库初始装入程序、转储程序、恢复程序、数据库重构造程序、数据转换程序、通信程序等。 11.3.2 DBMS的层次结构 11.3.3 DBMS运行过程示例 11.4 语言处理 11.4.1 语言翻译处理层的任务和工作步骤 任务：把用户提交的交互式命令或嵌入式语言转换成对应的DBMS层内可执行的基本存取模块的调用序列。 数据库语言通常包括DDL、DML和DCL三部分。 在RDMBS中DD通常采用和普通数据同样的表示方式——表。它包括关系定义表、属性表、视图表、视图属性表、视图表达式表、