数据库管理系统概述
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数据的种类
– – –
数据字典 用户数据 存取路径等
20
数据组织、存储和管理
任务
–
以某种文件结构和存取方式物理地组织这些数据 索引查找 Hash查找 顺序查找 等等
–
实现数据之间的联系
21
数据组织、存储和管理
目标
– –
提高存储空间利用率 提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时间 效率
22
5. 数据库的建立和维护
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
26
1.1.3 DBMS和操作系统
DBMS是操作系统的用户。DBMS在操作系统上可 以有多种不同的运行方式。 DBMS需要操作系统的服务: 创建和撤消进程， 进程通信，读写磁盘，分配内存等 操作系统不同的服务方式:DBMS在实现技术和 实现方法上有差异
4
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
5
1.1.1 DBMS的目标
用户界面友好 功能完备 效率高 结构清晰 开放性
6
目标一: 用户界面友好
用户界面的质量直接影响一个DBMS产品的生 命力。 一般要求(4个)
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
15
1.1.2 DBMS的基本功能
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 数据库建立和维护
16
1. 数据库定义
外模式、模式、内模式的定义 数据库完整性的定义 安全保密定义（如用户口令、级别、存取权 限） 存取路径（如索引）的定义 数据字典（亦称为系统目录）: 存储定义
31
1.2.1 N方案
特点 优点 缺点 适用情况 实际系统
32
1．特点
是DBMS与应用程序相融合的方案 N个DB用户--N个进程 DBMS: 作为应用程序的子程序被连入应用程序 中，成为应用程序的一部分。 N方案也称为连入式方案
33
AP1 DBMS
AP2 DBMS
APi DBMS U1 Ui
SGA
29
第一章 数据库管理系统概述
1.1 DBMS 概述 1.2 DBMS的进程结构和多线索机制 1.3 DBMS系统结构 1.4 语言处理 1.5 数据存取层 1.6 数据存储层 1.7 数据库物理组织
30
1.2 DBMS的进程结构和多线索机制
四种进程组织方案
– – – –
N方案 2N方案 N+1方案 N+M方案
OS
DB
文 件 N 方 案
34
SGA：Shared Global Area 共享全局区。
–
存放内容：全局资源 数据、索引、字典定义信息的缓冲块 日志缓冲块 封锁控制块 等等
35
2. 优点
没有进程切换开销
–
能用子程序调用方式把控制迅速直接地传给DBMS，避 免两次进程切换开销（每次5000-10000条指令），从 而减少应用程序的运行时间
17
2. 数据存取
数据操纵语言（DML）
– – – –
检索 插入 修改 删除
两类DML
– – 18
宿主型语言 自立（独立）型语言
3. 数据库运行管理
多用户环境下事务的管理和自动恢复 并发控制和死锁检测（或死锁防止） 安全性检查和存取控制 完整性检查和执行 运行日志的组织管理 等等
19
4. 数据组织、存储和管理
–
12
结构清晰
内部结构清晰、层次分明 以便于自身的设计、开发和维护
13
目标五：开放性
符 合 标 准 和 规 范 ， 例 如 SQL 标 准 、 ODBC 标 准…… 提高互操作性和可扩展性
–
使用其他厂商的开发工具和数据库 继承已有应用 让用户继续使用自己熟悉的工具
– 14
开发工具和数据库可供其他DBMS使用
9
目标二: 功能完备
主要功能
– – – – –
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 数据库建立和维护
10
目标三: 效率高
高的系统效率
– –
资源的利用率 运行效率 查询优化
高的用户生产率
–
良好的应用开发环境
11
目标四: 结构清晰
DBMS复杂
–
接口 向上：与用户接口 向下：与OS、其他软硬资源接口 实现技术 涉及： 编译原理（因为DBMS提供了数据语言） 操作系统（因为与OS接口） 程序设计（因为本身是软件系统） 数据结构（因为本身是软件系统）
–
可靠性：指界面要具有一定的容错能力。 运行状态指示 出错信息 引导用户改正错误
7
用户界面友好
–
易用性：操作方式简单，容易记忆，输入/输出容易 理解。 立即反馈：在用户心理许可的时间范围内给出响应 返回结果 返回执行信息
–
8
用户界面友好
–
多样性：提供多种用户接口，以适应不同层次用户的 需要。 DBMS接口 – 交互式SQL – 嵌入式SQL – 表格语言接口 – 命令式语言接口 – 函数调用接口
建立数据库
– –
数据库的初始建立 数据的转换
等等
23
5. 数据库的建立和维护
维护数据库
– – –
数据库的转储和恢复 数据库的重组织和重构造 性能监测分析
等等
24
6. 其他功能
DBMS与网络中其他软件系统的通信功能 与其他DBMS或文件系统的数据转换功能 异构数据库之间的互访和互操作功能 等等
25
27
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
28
1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
DBMS的数据管理功能是核心 DBMS之上可以有开发工具
– – – –
报表书写工具 屏幕表格软件 菜单生成工具 图形显示工具
第一章 数据库管理系统概述
Fra Baidu bibliotek
1
数据库在计算机系统中的位置
协同软件
软件产品 应用软件平台 软件基础构架平台 基础软件平台 硬件平台
办公软件 中间件 应用服务器
数据库系统
操作系统
2
基本内容
DBMS的基本功能 DBMS的进程结构 DBMS的系统结构 DBMS的主要实现技术
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第一章 数据库管理系统概述
1.1 DBMS 概述 1.2 DBMS的进程结构和多线索机制 1.3 DBMS系统结构 1.4 语言处理 1.5 数据存取层 1.6 数据存储层 1.7 数据库物理组织
– – –
数据字典 用户数据 存取路径等
20
数据组织、存储和管理
任务
–
以某种文件结构和存取方式物理地组织这些数据 索引查找 Hash查找 顺序查找 等等
–
实现数据之间的联系
21
数据组织、存储和管理
目标
– –
提高存储空间利用率 提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时间 效率
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5. 数据库的建立和维护
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
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1.1.3 DBMS和操作系统
DBMS是操作系统的用户。DBMS在操作系统上可 以有多种不同的运行方式。 DBMS需要操作系统的服务: 创建和撤消进程， 进程通信，读写磁盘，分配内存等 操作系统不同的服务方式:DBMS在实现技术和 实现方法上有差异
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1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
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1.1.1 DBMS的目标
用户界面友好 功能完备 效率高 结构清晰 开放性
6
目标一: 用户界面友好
用户界面的质量直接影响一个DBMS产品的生 命力。 一般要求(4个)
1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
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1.1.2 DBMS的基本功能
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 数据库建立和维护
16
1. 数据库定义
外模式、模式、内模式的定义 数据库完整性的定义 安全保密定义（如用户口令、级别、存取权 限） 存取路径（如索引）的定义 数据字典（亦称为系统目录）: 存储定义
31
1.2.1 N方案
特点 优点 缺点 适用情况 实际系统
32
1．特点
是DBMS与应用程序相融合的方案 N个DB用户--N个进程 DBMS: 作为应用程序的子程序被连入应用程序 中，成为应用程序的一部分。 N方案也称为连入式方案
33
AP1 DBMS
AP2 DBMS
APi DBMS U1 Ui
SGA
29
第一章 数据库管理系统概述
1.1 DBMS 概述 1.2 DBMS的进程结构和多线索机制 1.3 DBMS系统结构 1.4 语言处理 1.5 数据存取层 1.6 数据存储层 1.7 数据库物理组织
30
1.2 DBMS的进程结构和多线索机制
四种进程组织方案
– – – –
N方案 2N方案 N+1方案 N+M方案
OS
DB
文 件 N 方 案
34
SGA：Shared Global Area 共享全局区。
–
存放内容：全局资源 数据、索引、字典定义信息的缓冲块 日志缓冲块 封锁控制块 等等
35
2. 优点
没有进程切换开销
–
能用子程序调用方式把控制迅速直接地传给DBMS，避 免两次进程切换开销（每次5000-10000条指令），从 而减少应用程序的运行时间
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2. 数据存取
数据操纵语言（DML）
– – – –
检索 插入 修改 删除
两类DML
– – 18
宿主型语言 自立（独立）型语言
3. 数据库运行管理
多用户环境下事务的管理和自动恢复 并发控制和死锁检测（或死锁防止） 安全性检查和存取控制 完整性检查和执行 运行日志的组织管理 等等
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4. 数据组织、存储和管理
–
12
结构清晰
内部结构清晰、层次分明 以便于自身的设计、开发和维护
13
目标五：开放性
符 合 标 准 和 规 范 ， 例 如 SQL 标 准 、 ODBC 标 准…… 提高互操作性和可扩展性
–
使用其他厂商的开发工具和数据库 继承已有应用 让用户继续使用自己熟悉的工具
– 14
开发工具和数据库可供其他DBMS使用
9
目标二: 功能完备
主要功能
– – – – –
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 数据库建立和维护
10
目标三: 效率高
高的系统效率
– –
资源的利用率 运行效率 查询优化
高的用户生产率
–
良好的应用开发环境
11
目标四: 结构清晰
DBMS复杂
–
接口 向上：与用户接口 向下：与OS、其他软硬资源接口 实现技术 涉及： 编译原理（因为DBMS提供了数据语言） 操作系统（因为与OS接口） 程序设计（因为本身是软件系统） 数据结构（因为本身是软件系统）
–
可靠性：指界面要具有一定的容错能力。 运行状态指示 出错信息 引导用户改正错误
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用户界面友好
–
易用性：操作方式简单，容易记忆，输入/输出容易 理解。 立即反馈：在用户心理许可的时间范围内给出响应 返回结果 返回执行信息
–
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用户界面友好
–
多样性：提供多种用户接口，以适应不同层次用户的 需要。 DBMS接口 – 交互式SQL – 嵌入式SQL – 表格语言接口 – 命令式语言接口 – 函数调用接口
建立数据库
– –
数据库的初始建立 数据的转换
等等
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5. 数据库的建立和维护
维护数据库
– – –
数据库的转储和恢复 数据库的重组织和重构造 性能监测分析
等等
24
6. 其他功能
DBMS与网络中其他软件系统的通信功能 与其他DBMS或文件系统的数据转换功能 异构数据库之间的互访和互操作功能 等等
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1.1 DBMS 概述
1.1.1 DBMS的目标 1.1.2 DBMS的基本功能 1.1.3 DBMS和操作系统 1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
28
1.1.4 DBMS和第四代应用开发环境
DBMS的数据管理功能是核心 DBMS之上可以有开发工具
– – – –
报表书写工具 屏幕表格软件 菜单生成工具 图形显示工具
第一章 数据库管理系统概述
Fra Baidu bibliotek
1
数据库在计算机系统中的位置
协同软件
软件产品 应用软件平台 软件基础构架平台 基础软件平台 硬件平台
办公软件 中间件 应用服务器
数据库系统
操作系统
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基本内容
DBMS的基本功能 DBMS的进程结构 DBMS的系统结构 DBMS的主要实现技术
3
第一章 数据库管理系统概述
1.1 DBMS 概述 1.2 DBMS的进程结构和多线索机制 1.3 DBMS系统结构 1.4 语言处理 1.5 数据存取层 1.6 数据存储层 1.7 数据库物理组织