【数据库系统】数据库系统概论——第十二章 数据库管理系统

第十二章 数据库管理系统

12.1数据库管理系统的基本功能

1. 数据库定义和创建
   创建数据库主要用数据语言定义和创建数据库模式、外模式、内模式等数据库对象，并存储在数据字典中，是数据库管理系统运行的基本依据。
   例：创新数据库、表、视图、索引等，创建用户、安全保密定义、数据库完整性定义。
2. 数据组织、存储和管理
   数据库管理系统分类组织、存储和管理各种数据字典、用户数据、存取路径等。
   目标是提高存储空间利用率和方便存取，提供多种存取方法以提高存取效率。
   任务是以某种文件结构和存取方式在存储器上组织这些数据，实现数据之间的联系。
3. 数据存取
   数据库系统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。
   两类数据库操作语言：宿主型语言和自立（独立）型语言。
4. 数据库事务管理和运行管理
   对多用户环境下事务管理功能和安全性、完整性控制功能；包括数据库恢复、并发控制和死锁检测、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保证数据库系统的正常运行和事务的ACID特性。
5. 数据库的建立和维护
   数据库的出事建立、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检测分析等。
6. 其他功能
   数据库管理系统与网络中软件系统的通信功能，数据库系统之间、数据库与文件系统的数据转换，异构数据库之间的互访和互操作。

12.2数据库管理系统的系统结构

12.2.1数据库管理系统的层次结构

将数据库管理系统划分为若干层次，有利于清楚的认识数据库管理系统，同时有助于数据库管理系统的设计和维护。
例：IBM最早研制的SystemR，其核心分为底层的关系存储系统（RSS）和上层的关系数据库系统（RDS）。
RSS：空间和设备管理、索引和存取路径管理、事务管理、并发控制、运行日志管理和恢复等。
RDS：语法检查和分析、优化、代码生成、视图实现、安全性完整性检查等。

说明：
①数据存储层：处理数据页和系统缓冲区。
②数据存取区：处理单个元组把集合操作化为单记录操作并执行。
③语言翻译处理层：处理数据库语言，如SQL向上提供的数据接口是元组的集合。
④应用层：处理各种各样的数据库应用是RDBMS与用户/应用程序的界面层。

12.2.2关系数据库管理系统的运行过程示例

关系商户及管理系统是一个复杂而有序的整体，我们应该用动态的观点看待关系数据库管理系统的各个功能模块。
例：应用程序/用户通过关系数据库管理系统读取数据库中数据的过程。具体如下图：

说明：
①用户A通过应用程序A向RDBMS发出调用数据库数据的命令，如SELECT，给出一个关系名和查找条件。
②RDBMS通过数据字典对命令进行语法检查，通过后进行语义检查和存取权限的检查。
③RDBMS进行查询优化，并转换成一串记录的存取操作系列。
④RDBMS执行存取操作序列（反复执行以下各步，直至结束）。
⑤RDBMS首先在系统缓冲区中查找记录，若找到满足条件的记录则转到第10步，否则转到第6步。
⑥RDBMS查看存储模式，决定从哪个文件，用什么方式读取哪个物流记录。