数据库管理系统(DBMS)课程设计

数据库系统原理课程设计文档

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一、DBMS的实现方式

（一）文件存储的设计思想如下:

本数据库管理系统（DBMS）主要有一下文件:

database.ini：用于存储本数据库管理系统（DBMS）的关系数据库、数据库表信息；

[tablename].ini：以关系数据库表名(tablename)命名的.ini文件主要用于存储数据库表的配置信息，如完整性约束，关系表属性名、属性类型、主

键等信息；

[Tablename]_info.ini：以关系数据库表名(tablename)命名的_info.ini文件主要用于存储数据库表的数据信息（Data information），所有的数据库表

数据信息全部存储在此类文件中；

[Tablename]_index.ini：以关系数据库表名(tablename)命名的_index.ini文件主要用于存储数据库表的索引文件。

此数据库管理系统（DBMS）中,除数据文件_info.ini、索引文件_ index.ini 外其余的均采用节点名、键名、键值之间的对应关系存储本DBMS系统

的关系数据库、数据库表信息和数据库表的配置信息；

数据文件的存储，数据文件采用流式文件，字段之间采用Tab间隔开，

从左到右根据数据库表的配置信息依次存储关系表数据；在最前端设置

一删除标志，为0表示次元组已经被删除，为1表示次元组未被删除；

索引文件的建立采用稠密索引方式，每条记录对应于一条索引记录，在

索引文件中存放了每条数据元组在数据文件中具体的位置。这样，由于

索引文件较数据文件小很多，故大大加快了数据元组查询速度；

图1：文件存储的设计思想

（二）DBMS系统流程控制设计思想如下：

鉴于此数据库管理系统（DBMS）采用SQL执行，故设计如下程序控制流程：

（1）超级管理员、一般管理员、普通用户通过各自的用户名、密码口令登陆系统；

（2）对SQL进行编译，本DBMS中采用CCompiler类进行编译，编译过程当中可以对要执行的SQL操作进行信息收集并保存在相应的数据结构

（或类）当中。假如编译通过，则可以继续后续SQL语句的执行，否则

提示错误，并不终止后续SQL语句的执行；

注：用户每次的SQL操作均存储在初始目录下的Sql.log日志文件中。

（3）程序编译通过后，操作执行时，首先根据收集而来的SQL语句信息，执行相应的命令操作函数，如建库、建表，查询等；若执行成功这提示信

息，否则数据库管理系统（DBMS）报错！

在权限控制方面，根据用户权限进行相应的SQL操作控制，如普通用户

不可以修改用户权限等。

(三) 系统总体结构图如下：

图2: 系统总体结构图

二、DBMS的功能介绍

本数据库管理系统（DBMS）主要有如下功能：

1、创建关系数据库、关系数据库表；

2、对关系数据库表的插入、删除、查询；

3、对某确定数据库中表的相容关系进行关系代数的集合运算（交并差）；

4、对某确定数据库中表的进行关系代数的专门运算（投影、选择、连接）；

5、对某确定数据库中表进行关系演算（exists语句的实现）；

6、对数据库表的查询优化；

7、DBMS系统用户密码、权限的管理。

三、DBMS算法实现

算法描述及其流程图如下：

插入（insert）：对于每次执行的一条元组插入操作，对其根据数据库表的配置选项，组织从编译过程中保存的信息。进行数据保存；同时设置删除项用于标示元组是否已经被删除；

删除（delete）：对关系数据库表进行删除操作，采用元组累计法进行。在每次删除操作结束的时，判断数据库表中共有多少条记录已经被删除（此删除数据信息保存在数据库表的配置信息文件中），当超过删除记录达到2000条时，更新相应数据库表的数据文件，同时在有索引文件的情况下得更新数据库的索引文件；

查询（select）：对关系数据库表进行查询操作，采用索引判断法。比如，在索引文件已经建立的情况下，则优先考虑索引文件查询数据库表相应的元组，否则顺序查找数据文件搜索满足查询条件的元组；

建立索引（index）：本数据库管理系统（DBMS）主要是在主键上建立索引文件，索引文件的建立采用稠密索引方式，每条记录对应于一条索引记录，在索引文件中存放了每条数据元组在数据文件中具体的位置。这样，由于索引文件较数据文件小很多，故大大加快了数据元组查询速度。

注：关系代数语言的集合运算及专门运算均封装在CRelation类中交并差集合运算：此类运算在建立索引的情况下，采用相应的算法进行相容关系数据库表的“交并差”集合运算。具体的实现算法见程序或相应的实验文档（算法，略）。

程序的自定义集合运算SQL如下：

交运算：Table1 and Table2;

并运算：Table1 or Table2;

交运算：Table1 minus Table2;

投影选择连接专门运算：此类运算鉴于大多是对非主键的运算操作，故在本数据库管理系统（DBMS）当中不采用索引方式进行，而是直接对数据库表的数据文件进行运算操作。采用相应的算法进行相应关系数据库表的“投影选择连接”专门运算。具体的实现算法见程序或相应的实验文档（算法，略）。

程序的自定义专门运算SQL如下：

投影运算：如：select Sno,Sname,Sage from Stu1;

选择运算：如：select Sno,Sname,Sage,Ssex from Stu1 where Sno != 1006;