2011年全国计算机四级数据库考试复习资料(2)

　　2.使用数据库的计算机系统结构

　　广义地讲，实际上使用数据库的计算机系统由下列几个部分组成的:

　　(1)硬件部分 包括主机、外部存储设备、网络设备和电源等。

　　(2)软件部分 包括操作系统、DBmS、编译系统和应用开发工具软件等。

　　(3)人员 包括数据库管理员(Data Base Administrator-DBA)，系统分析员(System Anaˉlyst)、应用程序员(Application Programmer)和用户(user)。

　　3.数据库管理系统

　　数据库管理系统DBmS是数据库系统的核心。DBmS是负责数据库的建立、使用和维护的软件。DBmS建立在操作系统之上，实施对数据库的统一管理和控制。用户使用的各种数据库命令以及应用程序的执行，最终都必须通过DBmS。另外，DBmS还承担着数据库的安全保护工作，按照DBA所规定的要求，保证数据库的完整性和安全性。DBmS的主要功能包括以下几个主要方面:

　　(1)数据库的定义功能 DBmS通过提供数据描述语言(也称数据定义语言)(Data Descripˉtive Language———DDL)来对外模式、模式和内模式加以描述。然后模式翻译程序把用DDL写的各种模式的定义源码翻译成相应的内部表示，形成相应的目标形式，分别叫目标外模式、目标模式、目标内模式，这些目标模式是对数据库的描述，而不是数据本身。(目标)模式只刻画了数据库的形式或框架，而不包括数据库的内容。这些目标模式被保存在数据字典(或系统目标)之中，作为DBmS存取和管理数据的基本依据。例如，DBmS根据这些模式定义，进行物理结构和逻辑结构的映象，进行逻辑结构和用户视图的映象，以导出用户要检索的数据的存取方式。

　　(2)数据操纵功能 DBmS提供数据操纵语言(Data manipulation Language———DmL)实现对数据库中数据的一些基本操作，如:检索、插入、修改、删除和排序等等。DmL有两类:一类是嵌入主语言的，如嵌入到c或coBoL等高级语言中。这类DmL语言本身不能单独使用，故此称为宿主型的DmL或嵌入式DmL。另一类是非嵌入式语言(包括交互式命令语言和结构化语言)，它的语法简单，可以独立使用，由单独的解释或编译系统来执行，所以一般称为自主型或自含型的DmL。命令语言是行结构语言，单条执行。结构化语言是命令语言的扩充或发展，增加了程序结构描述或过程控制功能，如循环、分支等功能。命令语言一般逐条解释执行。结构化语言可以解释执行，也可以编译执行。现在DBmS一般均提供命令语言的交互式环境和结构环境两种运行方式，供用户选择。DBmS控制和执行DmL语句(或DmL程序)，完成对数据库的操作。对于自主型的结构化的DmL，DBmS通常采用解释执行的方法，但也有编译执行的方法，而且编译执行的越来越多。另外，很多系统同时设有解释和编译两种功能，由用户选其一。对于嵌入型或缩主型DmL，DBmS一种提供两种方法:

　　①预编译方法。

　　②修改和扩充主语言编译程序(亦称增强编译方法)。预编译方法是，由DBmS提供一个预处理程序，对源程序进行语法扫描，识别出DmL语句，并把这些语句转换成主语言中的特殊调用语句。主语言必须和DmL有调用接口。这样在连接形成目标时和主语言语句一起形成可执行的目标。

　　(3)数据库运行管理 数据库运行期间的动态管理是DBmS的核心部分，包括并发控制、存取控制(或安全性检查、完整性约束条件的检查)、数据库内部的维护(如索引、数据字典的自动维护等)、缓冲区大小的设置等等。所有的数据库操作都是在这个控制部分的统一管理下，协同工作，以确保事务处理的正常运行，保证数据库的正确性、安全性和有效性。

　　(4)数据库的建立和维护功能 数据库的建立和维护包括初始数据的装入、数据库的转储或后备功能、数据库恢复功能、数据库的重组织功能和性能分析等功能，这些功能一般都由各自对应的实用功能子程序来完成。DBmS随软件产品和版本不同而有所差异。通常大型机上的DBmS功能最全，小型机上的DBmS功能稍弱点，微机上的DBmS更弱些。但是，目前，由于硬件性能和价格的改进，微机上的DBmS功能越来越全。