数据库管理系统6个功能(数据库管理系统组成部分)

DBMS(数据库管理系统)的工作模式和主要功能数据库管理系统是管理数据的网站制作软件系统,是数据库系统的核心组成部分。数据库系统中用户的所有操作,包括数据定义、查询、更新和各种控制,都是通过数据库管理系统来实现的。数据库管理系统的工作图如图1.24所示。数据库管理系统的工作模式如下:

(1)接受应用程序的数据请求和处理请求;

(2)将用户的数据请求(高级指令)转换成复杂的机器码(低级指令);

(3)实现数据库的操作;

(4)接收来自数据库操作的查询结果;

(5)处理查询结果;

(6)将处理结果返回给用户。

数据库管理系统总是基于某种数据模型,因此数据库管理系统可以看作是某种数据模型在计算机系统上的具体实现。根据不同的数据模型,数据库管理系统可以分为层次型、网络型、关系型、面向对象型等。

由于不同的计算机系统缺乏统一的标准,即使是具有相同数据模型的数据库管理系统,在用户界面和系统功能方面也往往不同。

为了让读者对数据库系统有一个整体的概念,以查询为例,介绍了访问数据库的主要步骤,如图1.25所示。

(1)当在查询数据库的应用程序中执行一条记录时,它向数据库管理系统发送一个命令来读取相应的记录,并指示外部模式的名称。

(2)收到命令后,数据库管理系统调用所需的外部模式并检查权限。如果是合法的,继续执行;否则,将向应用程序返回一条错误消息。

(3)数据库管理系统访问模式,并根据外部模式/模式映像,确定模式中所需数据的相关信息(逻辑记录类型)。

(4)数据库管理系统访问内部模式,并根据模式/内部模式映像,确定内部模式中所需数据的相关信息(读取物理记录和访问方法)。

(5)数据库管理系统向操作系统发送读取相应数据(读取记录)的请求。

(6)操作系统执行读命令,并将相关数据从外部存储器传送到系统缓冲器。

(7)数据库管理系统以外部方式将数据发送到用户工作空间,并返回正常执行的信息。这样,用户程序就可以使用这些数据。当然,这些只是几个大步骤,并不涉及任何细节。从上面可以看出,数据库管理系统是数据库系统的核心,与操作系统有关。

数据库管理系统的主要功能如下:

1.数据库定义功能

数据库管理系统提供了数据定义语言DDL,它定义了数据的三层模式结构,包括模式、外部模式和内部模式,定义了模式/内部模式和外部模式/模式的二次映像,并定义了相关的约束。例如,定义用户密码和访问权限以确保数据库安全,定义完整性规则以确保正确的语义。

2.数据操作功能

数据库管理系统提供数据操作语言DML来实现对数据库中数据的基本操作,如搜索、插入人、修改、删除和排序。DML有两种类型:

(1)嵌入式DML。包括嵌入在高级语言中的DML,如c或PowerBuilder(称为宿主语言)。

(2)非嵌入式数字多用表。包括交互式命令语言和结构化语言,其语法简单,可以独立使用,并由独立的解释或编译系统执行,因此通常称为自治或独立的DML。命令语言是一种行结构语言,可以单独执行;结构化语言是命令语言的扩展和发展,增加了程序结构描述或过程控制功能,如循环、分支等。命令语言通常是逐个解释和执行的。结构化语言可以解释执行或编译执行。目前,数据库管理系统一般支持命令语言和结构化语言环境的交互环境供用户选择。

3.数据库保护功能

数据库中的数据是信息社会的战略资源,数据的保护是一件至关重要的事情。数据库管理系统通过四个方面保护数据库,因此数据库管理系统包括以下四个子系统:

(1)数据库的恢复。当数据库损坏或数据不正确时,系统能够将数据库恢复到正确的状态。

(2)数据库的并发控制。当多个用户同时操作相同的数据时,系统应该能够控制它以防止数据库中的数据被破坏。

(3)数据完整性控制。确保数据库中数据和语义的正确性和有效性,防止任何导致数据错误的操作。

(4)数据安全控制。防止未经授权的用户访问数据库中的数据,以避免数据泄露、更改或破坏。

数据库管理系统的其他保护功能包括系统缓冲区的管理和数据存储的一些自适应调整机制。

4.数据库维护功能

它包括加载数据库的初始数据、转储、恢复和重组数据库、监控和分析系统性能等功能。这些功能由各种实用程序完成。

5.数据字典

在数据库系统中存储三层结构定义的数据库称为数据字典。数据库的操作只能通过DD来实现。数据定义中应该包含什么信息还没有明确定义,但通常取决于数据库管理系统的功能。有两种主要的数据类型:一个是来自用户的信息,例如表、视图(用户使用的虚拟表)和索引的定义,以及用户的权限。另一种是来自系统状态和数据库的统计信息,例如通信系统中使用的协议、数据库和磁盘之间的映射关系以及数据使用的频率统计。以上是一般数据库管理系统的功能。一般来说,在大中型计算机上实现的数据库管理系统功能强而全,而在微型计算机上实现的数据库管理系统功能弱。

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