2011年全国计算机四级数据库考试复习资料(9)

　　5.DBmS的层次结构

　　和操作系统一样，可以也应该将DBmS划分成若干层次。许多DBmS实际上就是分层实现的。最上层是应用层，位于DBmS核心之处。它处理的对象包括各种各样的数据库应用，如用宿主语言编写的应用程序、终端用户通过应用接口(如FoRmS)发出的事务请求等。该层是DBmS的最终用户和应用程序的界面层。第二层是语言翻译处理层。它处理的对象是数据库语言，如SQL。提供的数据接口是关系、视图，即元组的集合。其功能是对数据库语言的各类语句进行语法分析、视图转换、授权检查、完整性检查、查询优化等。通过对下层基本模块的调用，生成可执行代码。这些代码的运行，即可完成数据库语句的功能要求。第三层是数据存取层。该层处理的对象是单个元组。它把上层的集合操作转化为单记录操作。执行扫描、排序、元组的查找、插入、修改、删除、封锁等基本操作。完成数据记录的存取、存取路径维护、并发控制、事务管理等工作。第四层是数据存储层。该层处理的对象是数据页和系统缓冲区，执行文件的逻辑打开、关闭、读页、写页、缓冲区读和写、页面淘汰等操作，完成缓冲区管理、内外存交换、外存管理等功能。操作系统是DBmS的基础，它处理的对象是数据文件的物理块。执行物理文件的读写操作，保证DBmS对数据逻辑上的读写真实地映射到物理文件上。操作系统提供的存取原语和基本的存取方法通常作为和DBmS存储层的接口。

　　6.语言处理

　　语言翻译处理层的任务就是把用户在这两种方式下提交给DBmS的数据库语句转换成对DBmS内层可执行的基本存取模块的调用序列。数据库语言通常包括DDL，DmL，DcL三部分语句。DDL语句处理相对独立和简单。DmL和DcL则较为复杂。具体来说，对DDL语句，语言翻译处理层首先把它翻译成内部表示，然后把它存储在系统的数据字典中。对DcL语句的定义部分，如安全保密定义、存取权限定义、完整性约束条件定义等处理与DDL相同。在RDBmS中数据字典通常采用和普通数据同样的表示方式。数据字典包括关系定义表、属性表、视图表、视图属性表、视图表达式表、用户表、存取权限表、……。

　　(1)解释方法一些数据库系统(如dBASEⅢ)对上述方法进行了改进，通过尽量推迟聚束过程来赢得数据独立性。具体做法是:直到执行前，数据库DmL语句都以原始字符串的形式保存。随着数据库系统的发展，这种方法已逐步为预编译技术所取代。

　　(2)预编译方法已经看到，将聚束过程提前，固然可达到系统的高效率，但失去了数据库的一个主要优点———数据独立性;将聚束时间推迟，赢得了数据性，却增加了执行高效率的代价。预编译方法就是为了克服它们的缺点，保持两者的优点而提出的。其基本思想是，在用户提供了DmL语句后，在运行前对它进行翻译处理，保存产生好的执行代码，运行时加以执行。但是，使用这种方法会遇到这样的问题:在聚束过程中进行优化所依据的条件可能在运行前已不存在，或者数据结构被修改，因而导致已作出的规划在执行时不再有效。例如，假设在聚束过程中决定使用某一索引来加快存取速度，而在程序编译完成之后，运行之前，该索引被删除了。那么，运行时就会出现不可预测的现象。为了解决这类问题，采用了重编译方法。即当数据库中某些成分的改变而使一些程序的编译结果无效时，再对它们执行一次编译。重编译可在不同时刻进行。为了提高整个系统的效率，不应在数据库某一成分改变后就马上对受影响的那些源程序重编译，较好的方法是将受影响的编译结果置“无效”标志，在其被执行时才进行自动重编译。自动重编译技术使得编译方法既拥有了编译时进行束缚所带来的高效率，又具备了执行时束缚所带来的数据独立性。实践证明，预编译方法的效率比其它方法高两倍以上。

　　3.分布式数据库管理系统(DDBmS)

　　在目前分析DDBmS的性能时，应该把商品化系统和先进的研究样机区分开来，但是可以预料，某些先进的研究样机中试验的特性，可能会应用到将来的商品化系统中去的。本节简要叙述分布式数据库管理系统的基本性能，并就用什么样的方法使得分布式数据库这个新技术商品化的问题谈一点看法。从目前看，世界上几各已经商品化的分布式系统是由集中式数据库管理系统的销售厂商开发出来的。这些分布式数据库管理系统，包括扩充集中式DBmS时所附加的部件。分布式功能的扩充是通过装配在计算机网络中不同节点上的DBmS之间所提供的通信和合作来实现的。在这种情况下建立分布式数据库通常所必须的软件部分是:

　　(1)数据库管理部分(DB);

　　(2)数据通信部分(Dc);

　　(3)数据字典(DD)，它能用来表示有关网络中数据分布的信息;

　　(4)分布式数据库部分(DDB)。