中南大学数据库技术与管理课件1.5 数据库系统的组成.pptVIP

1.5 数据库系统的组成 1.5.1　硬件平台及数据库 1.5.2　软件 1.5.3 数据库用户 1.5 数据库系统的组成 数据库系统一般由数据库，数据库管理系统、应用系统、数据库管理员和用户组成，其中有关概念已在前面论及，这里介绍他们的主要内容。 1.5.1 硬件平台及数据库 硬件主要指计算机、包括中央处理机、内存、外存、输入/输出等硬件设备。一般要求有足够的内存，存放操作系统、DBMS核心模块、数据缓冲区和应用程序，还要有足够大的磁盘等直接存取设备存放数据库，有足够的磁盘或软盘等外部存储设备作数据备份。 通常有基于微机的服务器、工作站以及中小型机甚至大型机来充当数据库服务器。 1.5.2 软件 数据库系统中的软件主要包括DBMS、支持DBMS运行的NOS (Network Operating System)和多种主语言和应用开发支持软件等。 DBMS是为数据库的建立、使用和维护配置的软件，是DBS的核心软件。 为了开发应用系统，需要多种主语言，如COBOL、C等，均属于第三代语言(3GL)范畴。有些是属于面向对象的程序设计语言，如Visual C++、Java等。 应用开发支持软件是为应用开发人员提供的高效率、多功能的交互式程序设计系统，一般属第四代语言（4GL）范畴，包括报表生成器、表格系统、图形系统、具有数据库访问和表格I/O功能的软件、数据字典系统等。目前，典型的数据库开发工具有PowerBuilder、Delphi、Visual Basic等。 1.5.2 软件 下面主要对DBMS进行较详细的介绍。 1．DBMS的工作方式 DBMS是DBS中对数据库进行管理的软件系统，对DB的一切操作，包括数据定义、查询、更新以及各种控制，都通过DBMS进行。 DBMS的工作方式如图1.18所示，主要有下述步骤： 1.5.2 软件 用户对DB进行操作，是由DBMS把操作从应用程序带到外部级、概念级，再导向内部级，进而通过OS控制存储器中的数据。同时，DBMS为应用程序在内存开辟一个DB的系统缓冲区，用于数据传输和格式转换。三级结构定义则存放在数据字典中。 图1.19是用户访问数据库的一个示意图，反映了DBMS在数据库系统中的核心作用。DBMS的主要目标是使数据成为一种可管理的资源。 1.5.2 软件 2．DBMS的主要功能 （1）数据定义功能 DBMS提供数据定义语句DDL定义数据库的三级结构、两级映象，定义数据的完整约束、必威体育官网网址限制等约束，故在DBMS中应包括DDL的编译程序。 例如，结构化查询语言SQL提供Create、Drop、Alter语句分别用来建立、删除和修改数据库文件。 （2）数据的操作功能 DBMS提供数据操纵语言DML实现对数据的操作，主要有检索（查询）和更新（包括插入、删除、更新）两类，故在DBMS中也应包括DML的编译程序或解释程序。 DML分为过程性DML和非过程性DML。过程性DML指用户编程时，不仅需要指出“做什么”，即需要什么样的数据，还需要“怎么做”，即如何获得这些数据。非过程性DML指用户编程时，只需要指出“做什么”，而不需要指出“怎么做”。 层次、网状数据库的DML都属于过程性语言，而关系型DML属于非过程性语言。非过程语言易学，操作方便，深受广大用户欢迎。例如，SQL中提供查询语句Select、插入语句Insert、修改语句Update、删除语句Delete，以实现对数据库文件中记录的查询、插入、修改和删除，十分方便。 1.5.2 软件 （3）数据库的保护功能 DBMS通过四个方面实现对DB的保护，因此在DBMS中应包括四个子系统。 ①数据库的恢复 当数据库被破坏或数据不正确时，系统有能力把数据库恢复到正确的状态。 ②数据库的并发控制 当多个用户同时对同一个数据进行操作时，系统应能加以控制，防止破坏数据库中的数据。 ③数据的完整性控制 保证数据库中的数据及语义的正确性和有效性，防止任何对数据造成错误的操作。 ④数据的安全性控制 防止未经授权的用户存取数据库中的数据，以免数据的泄露、更改或破坏。 1.5.2 软件 （4）数据库的维护功能 其包括数据库数据的载入、转换存储，数据库的改组以及性能监控等功能。这些分别由各个实用程序（Utilities）来完成。 （5）数据字典 数据库系统中存放三级结构定义的数据库称为数据字典（Data Dictionary, DD）。只有通过DD才能实现对数据库的操作。DD中还存放数据库运行时的统计信息，例如记录个数、访问次数等。管