2012年计算机等级考试四级数据库工程师复习资料（8）

会计考友 · 发表于 2012-7-31 20:48:14

九、数据库打点系统的设计与实现 1.DBMS的方针
　　(1)用户界面友好对一个适用DBMS来说，用户界面的质量直接影响其生命力。DBMS的用户接口应面向应用，采用适合最终用户的交互式、表名目、菜单式、窗口式等界面形式，以便利使用和连结矫捷性。一般地说，用户界面应具有靠得住性、简单性、矫捷性和当即反馈等特征。
　　(2)功能完整 DBMS功能随系统的规模的巨细而异。大型DBMS功能齐全，小型DBMS功能弱一些。DBMS首要功能搜罗数据界说、数据库数据存取、事务节制、数据库组织和存储打点、数据库平安呵护等等。我们不才面谈判这些功能的内容。
　　(3)效率高系统效率搜罗三个方面:一是计较机系统内部资本的使用效率。能充实操作资本(搜罗存储空间、设备、CPU等)，并注重使各类资本负载平衡以提高整个系统的效率，二是DBMS自己的运行效率。三是用户的出产率。这是指用户进修、使用DBMS和在DBMS基本上开发的应用系统的效率。
2.DBMS的根基功能
　　(1)数据库界说对数据库的结构进行描述，搜罗外模式、模式、内模式的界说;数据库完整性的界说;平安保密界说(如用户口令、级别、存取权限);存取路径(如索引)的界说。这些界说存储在数据字典(亦称为系统目录)中，是DBMS运行的根基依据。为此，供给数据界说说话DDL。
　　(2)数据存取供给用户对数据的独霸功能，实现对数据库数据的检索、插入、改削和删除。一个好的DBMS应该供给功能强易学易用的数据独霸说话(DML)、便利的操作体例和较高的数据存取效率。DML有两类:一类是宿主型说话，一类是自含型说话。前者的语句不能自力使用而必需嵌入某种主说话，如C说话、COBOL说话中使用。尔后者可以自力使用，凡是以供终端用户交互使用和批措置体例两种形式使用。
　　(3)数据库运行打点这是指DBMS运行节制、打点功能。搜罗多用户情形下的并发节制、平安性搜检和存取权限节制、完整性搜检和执行、数据加密、运行日志的组织打点、事务的打点和自动恢复(保证事务的正确性)，这些功能保证了数据库系统的正常运行。
　　(4)数据组织、存储和打点 DBMS要分门别类地组织、存储各类数据，搜罗数据字典(亦称系统目录)、用户数据、存取路径等等。要确定以何种文件结构和存取体例在存储级上组织这些数据，若何实现数据之间的联系。数据组织和存储的根基方针是提高存储空间操作率，选择合适的存取体例确保较高存取(如随机查找、挨次查找、增、删、改)效率。
　　(5)数据库的成立和维护搜罗数据库的初始成立、数据的转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织和重机关以及有机能监测剖析等功能。

　　(6)其它功能搜罗DBMS与收集中其它软件系统的通信功能;一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能等。

会计考友 · 发表于 2012-7-31 20:48:15

</p>　　3.DBMS与操作系统
　　凡是DBMS是成立在操作系统情形之上的。按照具体操作系统的特点，DBMS可以用分歧的体例操作操作系统的根基功能来实现DBMS。一般有下面3类体例:
　　(1)共享模块法
　　(2)分手历程法
　　(3)和操作系统融合
　　4.DBMS轨范模块的组成
　　作为一个复杂的系统软件，DBMS由众多轨范模块组成，它们分袂实现DBMS复杂而繁多的功能。数据库界说方面有DDL翻译措置轨范(搜罗外模式、模式、存储模式措置轨范)、保密界说措置轨范(如授权界说措置轨范)、完整性约束界说措置轨范等。这些轨范领受响应的界说，进行语法、语义搜检，把它们翻译为内部名目存储在数据字典中。DDL翻译轨范还按照模式界说负责成立数据库的框架(即形式一个空库)，期待装入数据。数据库独霸方面有DML措置轨范、终端发芽说话诠释轨范、数据存取轨范、数据更新轨范等。DML措置轨范或终端发芽说话诠释轨范对用户数据独霸请求进行语法、语义搜检、由数据存取或更新轨范完核对数据库的存取操作。数据库运行打点方面有系统初启轨范，负责初始化DBMS、成立DBMS的系统缓冲区、系统工作区打开数据字典等等。还有平安性节制、完整性搜检、并发节制、事务打点、运行日志打点等轨范模块，在数据库运行过程中看管着对数据库的所有操作，节制打点数据库资本，措置多用户的并发操作等。它们一方面保证用户事务的正常运行，一方面保证数据库的平安性和完整性。数据库组织、存储和打点方面有文件读写与维护轨范、存取路径(如索引)打点轨范、缓冲区打点轨范(搜罗缓冲区读、写、裁减等模块)，这些轨范负责维护数据库的数据和存取路径，供给有用的存取的体例。数据库成立、维护和其它。稀有据库初始数据装入轨范、转储轨范、恢复轨范、数据库重机关轨范、数据转换轨范、通信轨范等。DBMS的这些组成模块互相联系，互相依靠，配合完成DBMS复杂的功能。这些模块之间的联系有必然的条理关系。
5.DBMS的条理结构
　　和操作系统一样，可以也应该将DBMS划分成若干条理。良多DBMS现实上就是分层实现的。最上层是应用层，位于DBMS焦点之处。它措置的对象搜罗各类各样的数据库应用，如用宿主说话编写的应用轨范、终端用户经由过程应用接口(如FORMS)发出的事务请求等。该层是DBMS的最终用户和应用轨范的界面层。第二层是说话翻译措置层。它措置的对象是数据库说话，如SQL。供给的数据接口是关系、视图，即元组的集结。其功能是对数据库说话的各类语句进行语法剖析、视图转换、授权搜检、完整性搜检、发芽优化等。经由过程对下层根基模块的挪用，生成可执行代码。这些代码的运行，即可完成数据库语句的功能要求。第三层是数据存取层。该层措置的对象是单个元组。它把上层的集结操作转化为单记实操作。执行扫描、排序、元组的查找、插入、改削、删除、封锁等根基操作。完成数据记实的存取、存取路径维护、并发节制、事务打点等工作。第四层是数据存储层。该层措置的对象是数据页和系统缓冲区，执行文件的逻辑打开、封锁、读页、写页、缓冲区读和写、页面裁减等操作，完成缓冲区打点、内外存交流、外存打点等功能。操作系统是DBMS的基本，它措置的对象是数据文件的物理块。执行物理文件的读写操作，保证DBMS对数据逻辑上的读写真实地映射到物理文件上。操作系统供给的存取原语和根基的存取体例凡是作为和DBMS存储层的接口。
6.说话措置
　　说话翻译措置层的使命就是把用户在这两种体例下提交给DBMS的数据库语句转换核对DBMS内层可执行的根基存取模块的挪用序列。数据库说话凡是搜罗DDL，DML，DCL三部门语句。DDL语句措置相对自力浩撇。DML和DCL则较为复杂。具体来说，对DDL语句，说话翻译措置层首先把它翻译成内部暗示，然后把它存储在系统的数据字典中。对DCL语句的界说部门，如平安保密界说、存取权限界说、完整性约束前提界说等措置与DDL不异。在RDBMS中数据字典凡是采用和通俗数据同样的暗示体例。数据字典搜罗关系界说表、属性表、视图表、视图属性表、视图表达式表、用户表、存取权限表、……。
　　(1)诠释体例一些数据库系统(如dBASEⅢ)对上述体例进行了改良，经由过程尽量推迟聚束过程来博得数据自力性。具体做法是:直到执行前，数据库DML语句都以原始字符串的形式保留。跟着数据库系统的成长，这种体例已慢慢为预编译手艺所庖代。
　　(2)预编译体例已经看到，将聚束过程提前，当然可达到系统的高效率，但失踪去了数据库的一个首要利益———数据自力性;将聚束时刻推迟，博得了数据性，却增添了执行高效率的价钱。预编译体例就是为了战胜它们的错误谬误，连结两者的利益而提出的。其根基思惟是，在用户供给了DML语句后，在运行前对它进行翻译措置，保留发生好的执行代码，运行时加以执行。可是，使用这种体例会碰着这样的问题:在聚束过程中进行优化所依据的前提可能在运行前已不存在，或者数据结构被改削，因而导致已作出的规划在执行时不再有用。例如，假设在聚束过程中抉择使用某一索引来加速存取速度，而在轨范编译完成之后，运行之前，该索引被删除了。那么，运行时就会呈现不成展望的现象。为体味决这类问题，采用了重编译体例。即当数据库中某些成分的改变而使一些轨范的编译结不美观无效时，再对它们执行一次编译。重编译可在分歧侍旧锁行。为了提高整个系统的效率，不应在数据库某一成分改变后就马上对受影响的那些源轨范重编译，较好的体例是将受影响的编译结不美观置“无效”标识表记标帜，在其被执行时才进行自动重编译。自动重编译手艺使得编译体例既拥有了编译时进行束厄狭隘所带来的高效率，又具备了执行时束厄狭隘所带来的数据自力性。实践证实，预编译体例的效率比其它体例高两倍以上。
　　7.数据存取层
　　数据存取层介于说话措置层和数据存储之间。它向上供给单元组接口，即导航式的一次一个元组的存取操作。向下则以系统缓冲区的存储孀居口作为实现基本。
　　(1)供给一次一个元组的查找、插入、删除、改削等根基操作。
　　(2)供给元组成找所循的存取路径以及对存取路径的维护操作。如对索引记实的查找、插入、删除、改削。
　　(3)对记实和存取路径的封锁、解锁操作。
　　(4)日志文件的挂号和篡夺操作。
　　(5)辅助操作。如扫描、合并/排序，其操作对象有关系、有序表、索引等。为了完成上述功能，凡是把存取层又划分为若干功能子系统加以实现。

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