【数据库系统原理】数据库管理系统

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1、第4章数据库管理系统4.1DBMS概述4.2DBMS系统结构4.3语言处理4.4数据存取层4.5缓冲区管理4.6数据库物理组织4.1DBMS概述4.1.1DBMS的目标4.1.2DBMS的基本功能4.1.3DBMS的进程结构4.1.4DBMS和第四代应用开发环境4.1.1DBMS的目标DBMS是介于用户应用程序和操作系统之间的一组软件，它实现对共享数据的有效组织、管理和存取。DBMS的目标是：1.用户界面友好2.功能完备3.效率高4.结构清晰5.开放性4.1.2DBMS的基本功能1.数据库定义对数据库的结构进行描述，包括外模式、模式、内模式的定义；数据库完整性的定义；安全保密定义（如

2、用户口令、级别、存取权限）；存取路径（如索引）的定义。2.数据存取提供用户对数据的操作功能，实现对数据库数据的检索、插入、修改和删除3.数据库运行管理指DBMS运行控制、管理功能。包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取权限控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复（保证事务的原子性）。4.1.2DBMS的基本功能4.数据组织、存储和管理DBMS要分门别类地组织、存储和管理各类数据，包括数据字典（亦称系统目录）、用户数据、存取路径等等。5.数据库的建立和维护包括数据库的初始建立、数据的转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织和重构造以及性能监测分析等功能。6

3、.其他功能包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能；一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能等。4.1.3DBMS的进程结构应用程序通过DBMS，DBMS通过OS，与数据库中的数据打交道。根据三者的关系，一般有下述四种进程组织方案：N方案:DBMS与应用程序相融合的方案在这种方案中，N个DB用户仅需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，因此这种方案也称为连入式方案。2.2N方案:一个用户进程对应一个DBMS进程每个用户进程均有一个DBMS进程为之服务，我们称这种DBMS进程为影子（Shadow）进程。在这种方案中，有N个用户进程就

4、要启动N个DBMS进程（共2N个进程），因此这种进程结构方案称为2N方案。4.1.3DBMS的进程结构3.N+1方案:一个DBMS进程对应所有用户进程进程结构的另一种组织方式是整个DBMS仅使用一个进程，该进程的行为类似于一个服务器（Server）。多个数据库用户向Server发消息以申请数据库服务。Server要用自己的机制来调度这些申请，以支持一个多任务的数据库系统。由于N个用户仅需要一个DBMS进程，因此我们称这种进程结构方案为N+1方案。4.N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程4.1.4DBMS和第四代应用开发环境应该指出，DBMS本身并不能全部解决数据管理的问题，D

5、BMS的设计目标也不是要解决所有问题。这些问题包括数据的存储、访问、处理和表示等等。DBMS提供了丰富的数据管理的基本功能。以DBMS这些功能为核心，可以进一步开发高层的软件系统，如报表书写、屏幕表格软件、菜单生成系统、图形显示系统等等，从而构成了一组内部相互联系的DBMS家族，为用户提供了一个良好的第四代应用开发环境。这些软件系统拓广了数据库的应用领域，大大提高了应用开发的生产率。1.用户界面友好采用适合最终用户的交互式、表格式、菜单式等界面形式，保持：可靠性：容错能力。能及时正确地给出运行状态指示和出错信息，并引导用户改正错误。简单性：尽量减少用户负担。即操作方式简单，容易记忆，

6、输入/输出容易理解。灵活性：根据用户背景的不同，提供多级用户接口，以适应不同层次用户的需要。立即反馈：对用户的应用请求都应在用户心理许可的时间范围内给出响应，即使不能得到结果，也应给出某种信息以缓和用户等待心理。返回2.功能完备DBMS功能随系统的大小而异。大型DBMS功能完全，小型DBMS功能弱一些。DBMS主要功能包括: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等等。返回3.效率高一是计算机系统内部资源的效率。能充分利用资源（包括盘空间、设备、CPU等），并注意使各种资源负载均衡以提高整个系统的效率。二是DBMS本身的运行效率。根据系统目标确定恰当

7、的体系结构、数据结构和算法，保证DBMS运行的高效率。关系数据库管理系统(RDBMS)由于提供了严格而简明的数据模型，高度非过程化的数据语言，把基于数据的应用程序设计提高到了一个新的水平，大大提高了用户生产率，从而使RDBMS获得了强大的生命力。RDBMS承担了用户选择存取路径的任务，即采取各种策略，寻找最佳存取路径提高RDBMS的查询效率。返回4.结构清晰DBMS是一个复杂的系统软件，涉及面广，包括向上与用户接口，向下与操作系统及其他软、硬件资源接口。其