第四部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引論

1、第四章第四章 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引論數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)引論n事務(wù)是事務(wù)是dbmsdbms的執(zhí)行單位，由有限的數(shù)據(jù)的執(zhí)行單位，由有限的數(shù)據(jù)庫(kù)操作序列組成庫(kù)操作序列組成, ,一般要求事務(wù)具備下列一般要求事務(wù)具備下列性質(zhì)：性質(zhì)：1.1.執(zhí)行的原子性（執(zhí)行的原子性（a atomictomic） 事務(wù)執(zhí)行時(shí)應(yīng)遵守事務(wù)執(zhí)行時(shí)應(yīng)遵守“要么不做，要么全做要么不做，要么全做” ” （nothing or allnothing or all）的原則。）的原則。2.2.功能上的一致性功能上的一致性（consistency） 事務(wù)的作用應(yīng)使數(shù)據(jù)庫(kù)由一個(gè)事務(wù)的作用應(yīng)使數(shù)據(jù)庫(kù)由一個(gè)一致狀態(tài)一致狀態(tài)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變到另一個(gè)一致狀態(tài)。變到另一

2、個(gè)一致狀態(tài)。3.3.彼此的隔離性彼此的隔離性（isolation） 如果多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行，應(yīng)像各個(gè)事務(wù)獨(dú)如果多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行，應(yīng)像各個(gè)事務(wù)獨(dú)立執(zhí)行一樣。立執(zhí)行一樣。由由“并發(fā)控制并發(fā)控制”保證。保證。4.4.作用的持久性作用的持久性（durability） 一個(gè)成功執(zhí)行的事務(wù)對(duì)一個(gè)成功執(zhí)行的事務(wù)對(duì)db的影響應(yīng)是持的影響應(yīng)是持久的，即使久的，即使db因故障受到破壞，也應(yīng)能恢復(fù)。因故障受到破壞，也應(yīng)能恢復(fù)。這四個(gè)性質(zhì)稱為這四個(gè)性質(zhì)稱為事務(wù)的事務(wù)的acid準(zhǔn)則準(zhǔn)則。 下面是一個(gè)事務(wù)的例子，它將款項(xiàng)由下面是一個(gè)事務(wù)的例子，它將款項(xiàng)由a賬賬戶撥給戶撥給b賬戶。賬戶。示例示例begin tran read

3、 a aas if a 0 then /* a款不足*/ begin display “a款不足” rollback /*出口1*/ end else begin bb+s display “撥款完成” commit /*出口2*/ end rollback rollback 撤銷事務(wù)的影響，撤銷事務(wù)的影響，相當(dāng)于相當(dāng)于“do nothing”do nothing”commit commit 提交，相當(dāng)于提交，相當(dāng)于“do all”do all”。只有在只有在commitcommit之后，事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)之后，事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)生的變化才對(duì)其它事務(wù)開放。產(chǎn)生的變化才對(duì)其它事務(wù)開放。（為什么？）（為什么

4、？） n事務(wù)的出口：事務(wù)的出口：commit commit 或或rollbackrollbackn只有在執(zhí)行只有在執(zhí)行commitcommit之后，事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所產(chǎn)生之后，事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)所產(chǎn)生的變化才對(duì)其他事務(wù)開放。的變化才對(duì)其他事務(wù)開放。n執(zhí)行執(zhí)行commitcommit命令時(shí)，要封閉中斷，以防處理中命令時(shí)，要封閉中斷，以防處理中斷時(shí)發(fā)生故障斷時(shí)發(fā)生故障commit中斷處理中斷發(fā)生故障ndbmsdbms進(jìn)程結(jié)構(gòu)的劃分主要著眼于結(jié)構(gòu)合理和性進(jìn)程結(jié)構(gòu)的劃分主要著眼于結(jié)構(gòu)合理和性能提高。能提高。n應(yīng)用進(jìn)程，系統(tǒng)進(jìn)程（可重入）應(yīng)用進(jìn)程，系統(tǒng)進(jìn)程（可重入）應(yīng)用1系統(tǒng)應(yīng)用2系統(tǒng)不同重復(fù)不劃分： 線程線程是

5、現(xiàn)代是現(xiàn)代osos引入的概念。引入的概念。p 以線程為程序并發(fā)執(zhí)行的單位；以線程為程序并發(fā)執(zhí)行的單位；p 一個(gè)進(jìn)程中可創(chuàng)建多個(gè)可以相互切換的線程；一個(gè)進(jìn)程中可創(chuàng)建多個(gè)可以相互切換的線程；p 這些線程中至少有一個(gè)處于就緒狀態(tài)，進(jìn)程才處這些線程中至少有一個(gè)處于就緒狀態(tài)，進(jìn)程才處于就緒狀態(tài)；于就緒狀態(tài)；p 進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，其中必有一個(gè)線程運(yùn)行；進(jìn)程運(yùn)行時(shí)，其中必有一個(gè)線程運(yùn)行；p 同一進(jìn)程所屬的線程共享進(jìn)程占用的資源，屬于同一進(jìn)程所屬的線程共享進(jìn)程占用的資源，屬于線程本身的專用資源很少，描述線程的狀態(tài)也比進(jìn)線程本身的專用資源很少，描述線程的狀態(tài)也比進(jìn)程要少，因此，線程所需資源比進(jìn)程少；程要少，因此，線程

6、所需資源比進(jìn)程少；p 線程的切換開銷和線程間的通信開銷小。線程的切換開銷和線程間的通信開銷小。 單進(jìn)程多線程的單進(jìn)程多線程的dbmsdbms中，系統(tǒng)中，系統(tǒng)只創(chuàng)建一個(gè)只創(chuàng)建一個(gè)dbmsdbms進(jìn)程進(jìn)程（用戶接口仍然是進(jìn)程）。該進(jìn)程中有（用戶接口仍然是進(jìn)程）。該進(jìn)程中有常駐的公共服務(wù)線程和應(yīng)用戶要求而創(chuàng)建的用戶常駐的公共服務(wù)線程和應(yīng)用戶要求而創(chuàng)建的用戶線程。線程。 在多處理機(jī)系統(tǒng)中，引入線程，增強(qiáng)了進(jìn)程在多處理機(jī)系統(tǒng)中，引入線程，增強(qiáng)了進(jìn)程的可并發(fā)程度。的可并發(fā)程度。 dbms的并發(fā)執(zhí)行從進(jìn)程級(jí)改為線程級(jí)。的并發(fā)執(zhí)行從進(jìn)程級(jí)改為線程級(jí)。 盡管很多現(xiàn)代盡管很多現(xiàn)代os的核心具有線程管理的功的核心具

7、有線程管理的功能，但對(duì)能，但對(duì)dbms來(lái)說，還是在來(lái)說，還是在dbms進(jìn)程（進(jìn)程（相相對(duì)于對(duì)于os，是用戶進(jìn)程，是用戶進(jìn)程）中實(shí)現(xiàn)線程為宜。理由）中實(shí)現(xiàn)線程為宜。理由如下：如下：（1）可以按照可以按照dbms的需要確定線程調(diào)度策略；的需要確定線程調(diào)度策略；（2）線程的切換在用戶態(tài)，不必轉(zhuǎn)入操作系統(tǒng)線程的切換在用戶態(tài)，不必轉(zhuǎn)入操作系統(tǒng)的核心態(tài)，切換開銷??；的核心態(tài)，切換開銷小；（3）可以在不支持）可以在不支持線程的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，減線程的操作系統(tǒng)上運(yùn)行，減少對(duì)操作系統(tǒng)的依賴，有利于提高操作系統(tǒng)的可少對(duì)操作系統(tǒng)的依賴，有利于提高操作系統(tǒng)的可移植性。移植性。1.1.分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下的分時(shí)系統(tǒng)環(huán)境下的集

8、中式集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2. 2.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的客戶客戶/ /服務(wù)器服務(wù)器結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 20 20世紀(jì)世紀(jì)7070年代：微機(jī)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展；計(jì)算機(jī)網(wǎng)年代：微機(jī)的出現(xiàn)和迅速發(fā)展；計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，改變了計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的格局。絡(luò)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，改變了計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的格局。 客戶機(jī)客戶機(jī)/ /服務(wù)器是一種特殊的分布式處理系統(tǒng)。其中，服務(wù)器是一種特殊的分布式處理系統(tǒng)。其中，有一至多臺(tái)稱為客戶機(jī)的計(jì)算機(jī)和一至多臺(tái)稱為服務(wù)器有一至多臺(tái)稱為客戶機(jī)的計(jì)算機(jī)和一至多臺(tái)稱為服務(wù)器的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。的計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。 可以將可以將dbmsdbms的核心部分放在服務(wù)器中，而

9、客戶機(jī)處的核心部分放在服務(wù)器中，而客戶機(jī)處理數(shù)據(jù)庫(kù)的接口部分?？蛻魴C(jī)也可以有自己的局部理數(shù)據(jù)庫(kù)的接口部分?？蛻魴C(jī)也可以有自己的局部dbmsdbms。（1 1）客戶提供用戶接口、執(zhí)行應(yīng)用程序，對(duì)服務(wù)器提）客戶提供用戶接口、執(zhí)行應(yīng)用程序，對(duì)服務(wù)器提出服務(wù)請(qǐng)求；出服務(wù)請(qǐng)求；（2 2）服務(wù)器只完成客戶器委托的公共服務(wù)；）服務(wù)器只完成客戶器委托的公共服務(wù)；（3 3）服務(wù)器與客戶器間的數(shù)據(jù)交換量要盡可能的少；）服務(wù)器與客戶器間的數(shù)據(jù)交換量要盡可能的少；例如，例如，ms sql serverms sql server，oracleoracle三層結(jié)構(gòu)：三層結(jié)構(gòu)：表示層表示層應(yīng)用層應(yīng)用層db3.3.物理上分布、邏輯上集中的物理上分布、邏輯上集中的分布式分布式數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)