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DBMS(數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng))的工作模式和主要功能

來源:尚品中國| 類型:網(wǎng)站百科| 時間:2014-06-16
數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理的網(wǎng)站制作軟件系統(tǒng),它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分,用戶在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一切操作,包括數(shù)據(jù)定義、查詢、更新及各種控制,都是通過DBMS進(jìn)行的。DBMS的工作示意圖如圖1.24所示。
DBMS的工作示意圖
DBMS的工作模式如下:

(1)接受應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)請求和處理請求;
(2)將用戶的數(shù)據(jù)請求(高級指令)轉(zhuǎn)換成復(fù)雜的機器代碼(低層指令);
(3)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的操作;
(4)從對數(shù)據(jù)庫的操作中接受查詢結(jié)果;
(5)對查詢結(jié)果進(jìn)行處理;
(6)將處理結(jié)果返回給用戶。

DBMS總是基于某種數(shù)據(jù)模型,因此可以把DBMS看成是某種數(shù)據(jù)模型在計算機系統(tǒng)上的具體實現(xiàn)。根據(jù)數(shù)據(jù)模型的不同,DBMS可以分成層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型、面向?qū)ο笮偷取?br />
在不同的計算機系統(tǒng)中,由于缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),即使同種數(shù)據(jù)模型的DBMS,在用戶接口、系統(tǒng)功能等方面也常常是不相同的。

為了使讀者對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)工作有一個整體的概念,現(xiàn)以查詢?yōu)槔?,介紹一下訪問數(shù)據(jù)庫的主要步驟,該過程如圖1.25所示。

(1)當(dāng)執(zhí)行應(yīng)用程序中一條查詢數(shù)據(jù)庫的記錄時,則向DBMS發(fā)出讀取相應(yīng)記錄的命令,并指明外模式名。

(2) DBMS接到命令后,調(diào)出所需的外模式,并進(jìn)行權(quán)限檢查。若合法,則繼續(xù)執(zhí)行;
用戶訪問數(shù)據(jù)庫的步驟
否則向應(yīng)用程序返回出錯信息。

(3) DBMS訪問模式,并根據(jù)外模式/模式映像,確定所需數(shù)據(jù)在模式上的有關(guān)信息(邏輯記錄型)。

(4) DBMS訪問內(nèi)模式,并根據(jù)模式/內(nèi)模式映像,確定所需數(shù)據(jù)在內(nèi)模式上的有關(guān)信息〔讀取的物理記錄及存取方法)。

(5) DBMS向操作系統(tǒng)發(fā)出讀相應(yīng)數(shù)據(jù)的請求(讀取記錄)。

(6)操作系統(tǒng)執(zhí)行讀命令,將有關(guān)數(shù)據(jù)從外存調(diào)人到系統(tǒng)緩沖區(qū)上。

(7) DBMS把數(shù)據(jù)按外模式的形式送人用戶工作區(qū),返回正常執(zhí)行的信息.這樣,用戶程序就可以使用數(shù)據(jù)了。當(dāng)然,這僅僅是幾個大的步驟,并未涉及有關(guān)細(xì)節(jié)。由上可知,DBMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心,且與操作系統(tǒng)有關(guān)。

DBMS的主要功能有以下幾個方面:

1.數(shù)據(jù)庫定義功能

DBMS提供數(shù)據(jù)定義語言DDL,定義數(shù)據(jù)的模式、外模式和內(nèi)模式三級模式結(jié)構(gòu),定義模式/內(nèi)模式和外模式/模式二級映像,定義有關(guān)的約束條件。例如,為保證數(shù)據(jù)庫安全而定義的用戶口令和存取權(quán)限,為保證正確語義而定義完整性規(guī)則。

2.數(shù)據(jù)操縱功能

DBMS提供數(shù)據(jù)操縱語言DML實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的基本操作,如檢索、插人、修改、刪除和排序等。DML有以下兩類:

(1)嵌人式DML。包括嵌人到C++或PowerBuilder等高級語言(稱為宿主語言)中的DML。

(2)非嵌人式DML。包括交互式命令語言和結(jié)構(gòu)化語言,其語法簡單,可以獨立使用,由單獨的解釋或編譯系統(tǒng)來執(zhí)行,所以一般稱為自主型或自含型的DML。命令語言是行結(jié)構(gòu)語言,單條執(zhí)行;結(jié)構(gòu)化語言是命令語言的擴充和發(fā)展,增加了程序結(jié)構(gòu)描述或過程控制功能,如循環(huán)、分支等功能。命令語言一般逐條解釋執(zhí)行。結(jié)構(gòu)化語言可以解釋執(zhí)行,也可以編譯執(zhí)行?,F(xiàn)在DBMS一般均支持命令語言的交互式環(huán)境和結(jié)構(gòu)化語言環(huán)境兩種運行方式,供用戶選擇。
3.數(shù)據(jù)庫的保護功能

數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是信息社會的戰(zhàn)略資源,對數(shù)據(jù)的保護是至關(guān)重要的大事。DBMS對數(shù)據(jù)庫的保護通過四個方面實現(xiàn),因而在DBMS中包括以下四個子系統(tǒng):

(1)數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)。在數(shù)據(jù)庫被破壞或數(shù)據(jù)不正確時,系統(tǒng)有能力把數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到正確的狀態(tài)。

(2)數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制。在多個用戶同時對同一個數(shù)據(jù)進(jìn)行操作時,系統(tǒng)應(yīng)能加以控制,防止破壞數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

(3)數(shù)據(jù)完整性控制。保證數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)及語義的正確性和有效性,防止任何對數(shù)據(jù)造成錯誤的操作。

(4)數(shù)據(jù)安全性控制。防止未經(jīng)授權(quán)的用戶存取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù),以避免數(shù)據(jù)的泄露、更改或破壞。

DBMS的其他保護功能還有系統(tǒng)緩沖區(qū)的管理以及數(shù)據(jù)存儲的某些自適應(yīng)調(diào)節(jié)機制等。

4.數(shù)據(jù)庫的維護功能

它包括數(shù)據(jù)庫的初始數(shù)據(jù)的裝人,數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)儲、恢復(fù)、重組織,系統(tǒng)性能監(jiān)視和分析等功能。這些功能分別由各個實用程序(utilties)完成。

5.數(shù)據(jù)字典

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中存放三層結(jié)構(gòu)定義的數(shù)據(jù)庫稱為數(shù)據(jù)字典(data dictionary, DD)。對數(shù)據(jù)庫的操作都要通過DD才能實現(xiàn).DD中到底應(yīng)包括哪些信息,并沒有明確的規(guī)定,一般由DBMS的功能強弱而定。其數(shù)據(jù)主要有兩類:一類是來自用戶的信息,如表、視圖(用戶所使用的虛表)和索引的定義以及用戶的權(quán)限等;另一類是來自系統(tǒng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息,如通信系統(tǒng)用的協(xié)議、數(shù)據(jù)庫和磁盤的映射關(guān)系、數(shù)據(jù)使用的頻率統(tǒng)計等。上面是一般的DBMS所具備的功能,通常在大、中型計算機上實現(xiàn)的DBMS功能較強、較全,在微型計算機上實現(xiàn)的DBMS功能較弱。
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