开发数据库应用系统的基础

第

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数据库应用系统开发案例

实践教程

设备。数据库系统特别关注内存、外存、I/O存取速度、可支持的终端数、性能稳定性、网络的支持能力、存储设备的扩充能力以及数据存取通道的能力等。不同的数据库系统对硬件的要求不同，应根据具体应用选择适当的硬件设备。

软件包括数据库管理系统（DBMS）、操作系统（OS）、数据库引擎和应用开发支撑环境等程序。DBMS是DBS的核心，需要在OS的支持下才能工作。数据库引擎是数据库应用程序和数据库交互的中间驱动程序。应用程序是数据库终端用户用来实现业务的操作界面，是提高生产效率必不可少的程序。应用开发支撑环境是数据库应用程序开发者能够以低成本、高效率开发出数据库应用程序的高效、多功能、集成的交互式程序设计系统。目前，典型的数据库应用开发环境有Delphi、C++ Builder、PowerBuilder、Visual Basic、Visual C++、JBuilder、C#Builder以及.NET开发环境等。

数据库用户就是与DBS交互的用户，按照与系统交互方式的不同，可分为如下4类：

◆数据库管理员（DBA）负责定义和修改数据库结构，负责DBS的正常运行，

承担创建、监控和维护数据库的责任。

◆专业用户数据库设计过程中使用专用的数据库查询语言操作数据的数据库设

计专业人士，例如系统分析员。

◆应用程序员使用应用开发环境和数据操作语言开发应用程序的程序员。

◆终端用户使用应用程序完成具体业务应用工作的人员。通常又将这类用户称

为“软件最终用户”。

“用户”在不同的应用语境和范围中有不同的含义。在DBS中“数据库用户”

有上述含义和分类，但在DBMS中则不同。对于DBMS来说，应用程序需要使用登录账号登录DBMS后才能与DBMS通信，有时也将登录账号称为DBMS的“登录用户”。

而对于应用程序而言，应用程序的用户是真正使用应用程序的业务工作人员或角色。

1.1.2 数据库系统的全局结构

从数据库系统的组成来考虑各组成模块之间的关系，数据库系统全局结构如图 1-1

第1章发数据库应用系统的基础 5

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图1-1 DBS全局结构

所示。OS提供最基本的I/O服务，是DBMS和磁盘存储器交互的中介。DBMS的查询

处理器和存储管理器完成数据库的定义、数据库的操纵（查询、新增、删除和修改数据）、

数据库的安全保护、数据库的维护和存储数据字典等功能。

1.1.3 DBMS的工作模式和用户存取数据的过程

DBMS是DBS中对数据进行管理的软件系统，是DBS的核心组成部分。在DBS

中对数据库的一切操作（数据定义、查询、更新和各种控制）都是通过DBMS进行的。DBMS的工作模式如图1-2所示。

图1-2 DBMS的工作模式

图1-3是用户存取数据库的示意图。用户对数据库进行操作是由DBMS把操作请求

从应用程序带到外模式、模式、内模式，进而通过OS操作磁盘中的数据。同时，DBMS

为应用程序的请求在内存中开辟一个数据库的系统缓冲区，用于数据传输和格式转换。

数据库应用系统开发案例

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实践教程

图1-3用户存取数据库的示意图

1.2 数据库系统体系结构

根据计算机的系统结构，DBS可分为集中式、客户机-服务器式、并行式和分布式4种。本章重点讨论集中式和客户机-服务器式数据库应用系统的开发技术。

1.2.1 集中式DBS

集中式DBS运行在单个计算机系统中，与其他计算机系统没有联系。通常也将集中式DBS称为单机DBS。集中式DBS中的数据库、DBMS和应用程序等组成部分都运行在一个计算机系统中，不同机器之间不能共享数据。

计算机系统有单用户系统和多用户系统两种，因此，可将集中式DBS分为单用户和主从式两种类型。微型计算机和工作站都属

于单用户系统，单用户集中式DBS的结构

如图1-4所示。通常说的桌面DBS是单用

户DBS的典型应用模式。单用户DBS由一

个用户独占使用，无数据共享能力。

主从式结构是指一个主机带多个终端

的多用户结构。在这种结构的DBS中，应用程序、DBMS、数据库等都集中存放在主机上，所有任务都由主机来完成，各个用户通过主机的终端并发地存取数据库，共享数据资源。主从集中式DBS的结构如图1-5所示。主从式结构的优点是简单，数据易于管理和维护。缺点是能够支持的终端数目有限，由于所有任务都由主机完成，主机的性能是DBS的瓶颈。

图1-4单用户集中式DBS

第1章发数据库应用系统的基础7

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图1-5主从集中式DBS

应用较为广泛的集中式数据库管理系统有Paradox、dBASE、Access、Visual FoxPro

等。集中式DBS的应用目前主要是在小型数据管理和信息处理业务中。本书将讨论基于Paradox的数据库应用系统项目的开发实例。

1.2.2 客户机-服务器结构DBS

客户机-服务器结构DBS通常简写为C/S结构DBS。C/S结构DBS是随着计算机网

络技术的发展和应用产生的。C/S结构的关键在于功能的分布，DBS的一些功能在客户

端（前端）执行，另一些功能在服务器端（后端）执行。C/S结构DBS的体系结构如

图1-6所示。

在C/S结构DBS中，服务器专门用来执行DBMS功能、管理数据库以及完成分配

在后端的功能。应用程序和应用开发工具等则安装在客户机上，支持用户的应用。服务

器和客户机之间通过网络连接，并通过数据库引擎接口实现相互之间的通信。

在C/S结构中，客户端的用户请求被传送到数据库服务器，数据库服务器进行处理

后只将结果返回给用户，从而减少了网络上的数据传输量，提高了系统性能、吞吐量和

负载能力。同时，C/S结构的DBS具有更多的开放性、可扩展性和可移植性，能够跨平

台运行。

通常将C/S结构的DBS称为两层结构的C/S系统。如果在客户端和数据库服务器之

间增加应用服务器（或其他中间服务程序），则两层C/S结构演化成多层的C/S结构，

例如B/S结构的DBS就是典型的三层C/S结构。