数据库管理系统概述 PPT课件
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ＤＢＭＳ是作为操作系统的用户进程在其上运行的，多 数ＤＢＭＳ把主要功能组成一个ＤＢＭＳ核心进程， ＤＢＭＳ核心进程是执行事务的主要进程。
ＤＢＭＳ进程结构的可能方案较多，实用的方案有两种： １。一个应用进程对应一个ＤＢＭＳ核心进程
应用程序创建相应的应用进程，每个应用进程在访 问数据库时创建一个ＤＢＭＳ核心进程，多个ＤＢＭ Ｓ核心进程在操作系统调度下并发运行，实现多事务 并发执行。 优点：实现较简单。
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个 一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时，就说 数据库处于一致性状态。如果数据库系统运行中发生故障，有些 事务尚未完成就被迫中断，系统将事务中对数据库的所有已完成 的操作全部撤消，滚回到事务开始时的一致状态。
8
3. 事 务
(2) 事务的性质(续)
2
2. 数据库管理系统的组成
王书p.90~图4-1：
DBMS组成结构，了解工作原理。
• DBMS是一个有机的整体，应该用动态的观点看待 DBMS各个功能模块。一个应用程序或用户通过 DBMS读取数据库中数据的过程如下所示：
1. 用户A向DBMS发出调用数据库数据的命令。如SELECT命令。 命令中给出了一个关系名和查找条件。
第7章 数据库管理系统概述
1。数据库管理系统的功能 2。 数据库管理系统的组成 3。 事务 4。 DBMS的进程结构 5。 DBMS的系统结构 6。 数据目录 7。 DBMS和第四代应用开发环境
1
1。 数据库管理系统的功能
• 数据库管理系统(DBMS)是整个数据库系统的核心。是 一种系统软件，由厂家提供。
3
6. DBMS查看存储模式，决定从哪个文件，用什么 方式读取哪个物理记录。
7. DBMS根据6的结果，向操作系统发出读取记录的 命令。
8. 操作系统执行读数据的有关操作。
9. 操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲 区。
10. DBMS根据查询命令和数据字典的内容导出用户 所要读取的记录格式。
12
4. DBMS的进程结构（续）
３个缺点： （王书ｐ．９３～） １，进程操作开销较大； ２，事务增加，进程数激增，内存紧张，性能下降； （不适合ＯＬＴＰ） ３，不利于事务共享内存。
13
4. DBMS的进程结构（续）
２。多线程ＤＢＭＳ进程结构（王书ｐ．９３～） 一个进程创建多个线程（轻量进程ｌｉｇｈｔｗｅｉ ｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，进程称为重量进程ｈｅａ ｖｙｗｅｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ），ＤＢＭＳ的 并发执行从进程级改为线程级。 ３点好处： １，不受制于操作系统； ２，减少切换开销，提高性能； ３，提高ＤＢＭＳ的可移植性。
• DBMS的功能因产品而异，现代DBMS应该具备七个功 能(王书：p.5~)
• 1。提供高级的用户接口 • 2。查询处理和优化（ch.11查询优化） • 3。数据目录管理 • 4。并发控制（ch.9并发控制) • 5。恢复功能(ch.10故障恢复） • 6。完整性约束检查（ch.8完整性） • 7。访问控制（ch.7安全性）
• 事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果用户没 有显式地定义事务，则由DBMS按缺省规定自动划分事 务。在SQL语言中，定义事务的语句有三条： BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK
6
3 .事 务
1. 事务的定义(续)
• 事务通常是以BEGIN TRANSACTION开始，以 COMMIT或ROLLBACK结束。
14
５． DBMS的系统结构
４种主要结构： （王书ｐ．９５～） • 分时系统环境下的集中式系统结构 • 网络环境下的客户/服务器结构 • 物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构 • 物理上分布、逻辑上分布的分布式数据库结构
11. DBMS将数据记录从系统缓冲区传送到程序A的 用户工作区。
12. DBMS将执行状态信息，如成功读取或不成功的 错误指示、例外状态信息等，返回给应用程序A。4
5
3. 事 务
(1) 事务的定义
• 所谓事务(Transaction)是用户定义的一个操作序列，这 些操作是一个不可分割的工作单位，即要么全做要么 全不做,(all or nothing)。
• COMMIT表示提交，即提交事务的所有操作。具体地 说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的 物理数据库中去，事务正常结束。
• ROLLBACK表示回滚，即在事务运行的过程中发生了 某种故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据 库的所有已完成的操作全部撤消，滚回到事务开始时 的状态。这里的操作指对数据库的更新操作。
3．隔离性
一的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间 不能互相干扰。
4．持续性
持续性也称永久性（Permanence），指一个事务一旦提交，它对 数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故 障不应该对其执行结果有任何影响。
7
3. 事 务
(2) 事务的性质
• 事务具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性 （Consistency）、隔离性（Isolation）和持续性 （Durability）。这个四个特性也简称为ACID特性。
1．原子性 – 事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做， 要么都不做。 2．一致性
2. DBMS先对命令进行语法检查。通过后进行语义检查和用户 存取权限检查。DBMS读取数据字典，检查是否存在该关系 及相应的字段，该用户能否读取它们等。确认语义正确、存 取权限合法后便决定执行该命令。否则拒绝执行，返回错误 信息。
3. DBMS执行查询优化（要依据数据字典中的信息），并把该
命令转换成一串单记录的存取操作序列。
9
3.事务
（3）事务的例子
王书p.92~
BEGIN ＴＲＡＮ
ｒｅａｄ Ａ
Ａ＜－Ａ－Ｓ
ｉｆ Ａ＜０
／＊Ａ款不足＊／
ｔｈｅｎ
ｂｅｇｉｎ
ｄｉｓｐｌａｙ“Ａ款不足”
ＲＯＬＬＢＡＣＫ
ｅｎｄ
10
ｅｌｓｅ
／＊拨款＊／
ｂｅｇｉｎ
Ｂ＜－Ｂ＋Ｓ
ｄｉｓｐｌａｙ“拨款完成＊ ／
ＣＯＭＭＩＴ
ｅｎｄ
11
4. DBMS的进程结构
ＤＢＭＳ进程结构的可能方案较多，实用的方案有两种： １。一个应用进程对应一个ＤＢＭＳ核心进程
应用程序创建相应的应用进程，每个应用进程在访 问数据库时创建一个ＤＢＭＳ核心进程，多个ＤＢＭ Ｓ核心进程在操作系统调度下并发运行，实现多事务 并发执行。 优点：实现较简单。
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个 一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时，就说 数据库处于一致性状态。如果数据库系统运行中发生故障，有些 事务尚未完成就被迫中断，系统将事务中对数据库的所有已完成 的操作全部撤消，滚回到事务开始时的一致状态。
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3. 事 务
(2) 事务的性质(续)
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2. 数据库管理系统的组成
王书p.90~图4-1：
DBMS组成结构，了解工作原理。
• DBMS是一个有机的整体，应该用动态的观点看待 DBMS各个功能模块。一个应用程序或用户通过 DBMS读取数据库中数据的过程如下所示：
1. 用户A向DBMS发出调用数据库数据的命令。如SELECT命令。 命令中给出了一个关系名和查找条件。
第7章 数据库管理系统概述
1。数据库管理系统的功能 2。 数据库管理系统的组成 3。 事务 4。 DBMS的进程结构 5。 DBMS的系统结构 6。 数据目录 7。 DBMS和第四代应用开发环境
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1。 数据库管理系统的功能
• 数据库管理系统(DBMS)是整个数据库系统的核心。是 一种系统软件，由厂家提供。
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6. DBMS查看存储模式，决定从哪个文件，用什么 方式读取哪个物理记录。
7. DBMS根据6的结果，向操作系统发出读取记录的 命令。
8. 操作系统执行读数据的有关操作。
9. 操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲 区。
10. DBMS根据查询命令和数据字典的内容导出用户 所要读取的记录格式。
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4. DBMS的进程结构（续）
３个缺点： （王书ｐ．９３～） １，进程操作开销较大； ２，事务增加，进程数激增，内存紧张，性能下降； （不适合ＯＬＴＰ） ３，不利于事务共享内存。
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4. DBMS的进程结构（续）
２。多线程ＤＢＭＳ进程结构（王书ｐ．９３～） 一个进程创建多个线程（轻量进程ｌｉｇｈｔｗｅｉ ｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ，进程称为重量进程ｈｅａ ｖｙｗｅｉｇｈｔ ｐｒｏｃｅｓｓ），ＤＢＭＳ的 并发执行从进程级改为线程级。 ３点好处： １，不受制于操作系统； ２，减少切换开销，提高性能； ３，提高ＤＢＭＳ的可移植性。
• DBMS的功能因产品而异，现代DBMS应该具备七个功 能(王书：p.5~)
• 1。提供高级的用户接口 • 2。查询处理和优化（ch.11查询优化） • 3。数据目录管理 • 4。并发控制（ch.9并发控制) • 5。恢复功能(ch.10故障恢复） • 6。完整性约束检查（ch.8完整性） • 7。访问控制（ch.7安全性）
• 事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果用户没 有显式地定义事务，则由DBMS按缺省规定自动划分事 务。在SQL语言中，定义事务的语句有三条： BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK
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3 .事 务
1. 事务的定义(续)
• 事务通常是以BEGIN TRANSACTION开始，以 COMMIT或ROLLBACK结束。
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５． DBMS的系统结构
４种主要结构： （王书ｐ．９５～） • 分时系统环境下的集中式系统结构 • 网络环境下的客户/服务器结构 • 物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构 • 物理上分布、逻辑上分布的分布式数据库结构
11. DBMS将数据记录从系统缓冲区传送到程序A的 用户工作区。
12. DBMS将执行状态信息，如成功读取或不成功的 错误指示、例外状态信息等，返回给应用程序A。4
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3. 事 务
(1) 事务的定义
• 所谓事务(Transaction)是用户定义的一个操作序列，这 些操作是一个不可分割的工作单位，即要么全做要么 全不做,(all or nothing)。
• COMMIT表示提交，即提交事务的所有操作。具体地 说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的 物理数据库中去，事务正常结束。
• ROLLBACK表示回滚，即在事务运行的过程中发生了 某种故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据 库的所有已完成的操作全部撤消，滚回到事务开始时 的状态。这里的操作指对数据库的更新操作。
3．隔离性
一的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间 不能互相干扰。
4．持续性
持续性也称永久性（Permanence），指一个事务一旦提交，它对 数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故 障不应该对其执行结果有任何影响。
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3. 事 务
(2) 事务的性质
• 事务具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性 （Consistency）、隔离性（Isolation）和持续性 （Durability）。这个四个特性也简称为ACID特性。
1．原子性 – 事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做， 要么都不做。 2．一致性
2. DBMS先对命令进行语法检查。通过后进行语义检查和用户 存取权限检查。DBMS读取数据字典，检查是否存在该关系 及相应的字段，该用户能否读取它们等。确认语义正确、存 取权限合法后便决定执行该命令。否则拒绝执行，返回错误 信息。
3. DBMS执行查询优化（要依据数据字典中的信息），并把该
命令转换成一串单记录的存取操作序列。
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3.事务
（3）事务的例子
王书p.92~
BEGIN ＴＲＡＮ
ｒｅａｄ Ａ
Ａ＜－Ａ－Ｓ
ｉｆ Ａ＜０
／＊Ａ款不足＊／
ｔｈｅｎ
ｂｅｇｉｎ
ｄｉｓｐｌａｙ“Ａ款不足”
ＲＯＬＬＢＡＣＫ
ｅｎｄ
10
ｅｌｓｅ
／＊拨款＊／
ｂｅｇｉｎ
Ｂ＜－Ｂ＋Ｓ
ｄｉｓｐｌａｙ“拨款完成＊ ／
ＣＯＭＭＩＴ
ｅｎｄ
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4. DBMS的进程结构