1、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理講義主講教師：馮建華清華大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系2005.04. 3010/1/20221數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理講義主講教師：馮建華9/26/20數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理教師簡(jiǎn)介：馮建華，副教授，計(jì)算機(jī)系軟件研究所數(shù)據(jù)庫研究組教師。1986年進(jìn)入清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系學(xué)習(xí)，1993年獲得清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系工學(xué)碩士學(xué)位之后留校工作至今。辦公室電話：62789150（東主樓10區(qū)204）E-MAIL地址：10/1/20222數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理教師簡(jiǎn)介：9/26/20222數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫？應(yīng)用：廣泛，無處不在系統(tǒng)：打開黑匣子select t1.f1, t2.f2 fro

2、m t1,t2 where t1.f2=t2.f3你對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)了解多少？10/1/20223數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理為什么要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫？9/26/20223數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理什么是數(shù)據(jù)庫？所謂數(shù)據(jù)庫就是指一組相互有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)集合，英文稱Database，簡(jiǎn)稱DB。什么是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)？而數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是由數(shù)據(jù)庫和一組用于訪問這些數(shù)據(jù)的程序組成，英文稱Database Management System，簡(jiǎn)稱DBMS。什么是關(guān)聯(lián)？結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：層次、網(wǎng)狀、關(guān)系、對(duì)象；半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)：OEM、XML；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。10/1/20224數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理什么是數(shù)據(jù)庫？9/26/20224數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、與原理什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？口語中常說的“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”在大多數(shù)時(shí)候都是指DBMS；但是嚴(yán)格地來說，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(Database System, DBS)是指在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫之后的系統(tǒng)：一般由數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及其開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理員(Database Administrator, DBA)和最終用戶構(gòu)成。即：DBS = DB + DBMS + Application + DBA + End User10/1/20225數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理什么是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？9/26/20225數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理DBMS涉及到的問題數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是為了管理大量、復(fù)雜的數(shù)據(jù)。對(duì)數(shù)據(jù)的管理既涉及

4、到存：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的定義?。簲?shù)據(jù)操作機(jī)制的提供如果數(shù)據(jù)被多用戶共享，那么DBMS還必須設(shè)法避免可能產(chǎn)生的異常結(jié)果，即并發(fā)控制；如果系統(tǒng)發(fā)生故障，那么DBMS必須保證將數(shù)據(jù)恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，即故障恢復(fù)；DBMS還必須保證所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的安全性，不被非法訪問和操作，即訪問控制10/1/20226數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理DBMS涉及到的問題9/26/20226數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理講課內(nèi)容：引言索引和散列ER模型查詢處理關(guān)系模型10事務(wù)11并發(fā)控制完整性約束12數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計(jì)13新的應(yīng)用及擴(kuò)展存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和文件結(jié)構(gòu)考試（開卷）10/1/20227數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理講課內(nèi)容：9/26/2

5、0227數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理10/1/20228數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理9/26/20228數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理教學(xué)安排：5月13日-7月8日周五晚上正常上課，每周課內(nèi)4個(gè)學(xué)時(shí)；7月9日補(bǔ)課一天；7月15日周五晚上的最后一節(jié)課考試：開卷考試，時(shí)間2小時(shí)，占期末總成績(jī)的80；實(shí)驗(yàn)作業(yè)，5分，考試時(shí)同試卷一起交在SQL Server 2000或其他數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中利用具體的實(shí)例測(cè)試與觸發(fā)器有關(guān)的數(shù)據(jù)庫選項(xiàng)和參數(shù)的設(shè)置情況；大作業(yè)，15分，考試時(shí)同試卷一起交具體內(nèi)容后面介紹；10/1/20229數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理教學(xué)安排：9/26/20229數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理大作業(yè)（15分，考試時(shí)同試卷一起交）:結(jié)合你

6、自己參與設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)，完成一份該應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫部分的設(shè)計(jì)報(bào)告。具體內(nèi)容如下：應(yīng)用系統(tǒng)的目的應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求應(yīng)用系統(tǒng)的功能需求應(yīng)用系統(tǒng)的性能要求應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)E-R圖主要的表結(jié)構(gòu)、視圖和索引有關(guān)的存儲(chǔ)過程和觸發(fā)器數(shù)據(jù)的放置與劃分對(duì)該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)是否滿足各種需求（數(shù)據(jù)、功能、性能）有哪些優(yōu)缺點(diǎn)10/1/202210數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理大作業(yè)（15分，考試時(shí)同試卷一起交）:9數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理授課教材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理，第1版馮建華、周立柱清華大學(xué)出版社本書的內(nèi)容根據(jù)授課教師歷年的講義修改而成；主要參考教材SQL Server數(shù)據(jù)庫原理-設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)周立柱、馮建華、

7、孟小峰、陳立軍、楊冬青、王珊等清華大學(xué)出版社深而精，是難得的一本介紹DBMS實(shí)現(xiàn)技術(shù)的書。10/1/202211數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理授課教材9/26/202211數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理主要參考教材DATABASE SYSTEM CONCEPTS，Third Edition，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念A(yù)braham Silberschatz，Henry F.Korth & S. Sudarshan；楊冬青等翻譯；機(jī)械工業(yè)出版社本書的缺點(diǎn)是太貴，英文影印版RMB65元，翻譯過來的中文版RMB49元。但內(nèi)容較新穎，基礎(chǔ)性的內(nèi)容非常全面，難度不大，容易理解。第4版也已經(jīng)出版!10/1/202212數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原

8、理主要參考教材9/26/202212數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，第3版Raghu Ramakrishnan & Johannes Gehrke，周立柱等翻譯；清華大學(xué)出版社這兩位作者分別來自威斯康星和康奈爾大學(xué)。本書的內(nèi)容非常新穎、全面、深入，且有一定的難度，適合咱們清華的學(xué)生學(xué)習(xí)。10/1/202213數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材9/26/202213數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全書Hector Garcia-Molina, Jeffrey D. Ullman, Jennifer Widom著，岳麗華、楊冬青等翻譯；機(jī)械工業(yè)出版社本書是美國斯坦福大學(xué)計(jì)算

9、機(jī)系CS145和CS245兩門課的教材，內(nèi)容新穎、全面，而且有深度。中文版價(jià)格為65元RMB。10/1/202214數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材9/26/202214數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論，第3版薩師煊、王珊高等教育出版社該書的內(nèi)容與第二版相比有了很大的改動(dòng)，價(jià)格適中，每本28元RMB。10/1/202215數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理其他參考教材9/26/202215數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理課程概況(請(qǐng)參閱教材的附錄)：課程信息教師信息課程簡(jiǎn)介學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)生要求學(xué)習(xí)要求重點(diǎn)與難點(diǎn)學(xué)習(xí)安排教材、參考書及其他參考資料知識(shí)結(jié)構(gòu)圖10/1/202216數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理課程概況(請(qǐng)參

10、閱教材的附錄)：9/26/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較10/1/202217數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較CS145，數(shù)據(jù)庫簡(jiǎn)介：對(duì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的使用進(jìn)行基本的介紹。內(nèi)容包括關(guān)系模型和XML(包括XML的查詢語言Xpath和XQuery)以及SQL (創(chuàng)建、查詢以及更新關(guān)系數(shù)據(jù)庫或?qū)ο?關(guān)系數(shù)據(jù)庫的標(biāo)準(zhǔn)語言)；關(guān)系代數(shù)、基于函數(shù)依賴與范式的關(guān)系設(shè)計(jì)原則以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的實(shí)體-聯(lián)系方法和面向?qū)ο蠓椒ǎ黄渌麊栴}包括索引、視圖、事務(wù)、權(quán)限和完整性約束以及觸發(fā)器；由數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)、數(shù)

11、據(jù)挖掘、OQL(Object Query Language，它是SQL的基于對(duì)象的版本)、Datalog(一種類似Prolog的語言，可用作數(shù)據(jù)庫的查詢語言)、時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫、中間件以及peer-to-peer(對(duì)等網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)引出的幾個(gè)高級(jí)專題。 10/1/202218數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較CS245，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理：主要內(nèi)容包括文件組織和訪問、緩沖區(qū)管理、性能分析和存儲(chǔ)管理；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、查詢優(yōu)化、事務(wù)管理、故障恢復(fù)和并發(fā)控制；可靠性、保護(hù)及完整性；設(shè)計(jì)與管理問題。CS345，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)高級(jí)專題：

12、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息系統(tǒng)領(lǐng)域里的高級(jí)專題，每次講課的內(nèi)容都會(huì)有所不同，如數(shù)據(jù)倉庫、聯(lián)機(jī)分析處理和數(shù)據(jù)挖掘等。10/1/202219數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較CS346，數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)：一個(gè)主要的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)前面課程所覆蓋的基本原理和技術(shù)。利用文件結(jié)構(gòu)，通過查詢處理(要有學(xué)生個(gè)人的設(shè)計(jì)特征和擴(kuò)展)，學(xué)生要獨(dú)立構(gòu)建一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。講課主要集中于項(xiàng)目的細(xì)節(jié)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中的高級(jí)技術(shù)，核心內(nèi)容集中在查詢處理和優(yōu)化。來自工業(yè)界的客坐教師都是商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)方面的專家。10/1/20

13、2220數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較CS347，事務(wù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫：主要介紹分布式數(shù)據(jù)庫的原理和系統(tǒng)組織。內(nèi)容包括數(shù)據(jù)劃分和分布、分布式數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、查詢處理和優(yōu)化、分布式并發(fā)控制、可靠性和提交協(xié)議以及重復(fù)數(shù)據(jù)管理；數(shù)據(jù)管理的分布式算法：時(shí)鐘、死鎖檢測(cè)、互斥；異構(gòu)和聯(lián)邦分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)；商用系統(tǒng)和研究原型概論。 10/1/202221數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較CS395，數(shù)據(jù)庫獨(dú)立項(xiàng)目：專門為計(jì)算機(jī)系的研究生開設(shè)的課程

14、。利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)開發(fā)實(shí)際的應(yīng)用，或者是利用文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的某一部分。最后要完成必要的分析和性能評(píng)價(jià)報(bào)告。CS545，數(shù)據(jù)庫研究研討班：展示數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息系統(tǒng)領(lǐng)域的當(dāng)前研究以及工業(yè)界的動(dòng)向。10/1/202222數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較9/數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較，清華計(jì)算機(jī)系的現(xiàn)狀如下：將CS145和CS245合二為一：30240262；Stanford將這兩門課的教材合并為“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)全書”！CS345這類課程沒有，只是在本課程的最后，在有時(shí)間的情況下介紹一點(diǎn)，李絹?zhàn)覦ata MiningCS346這類課程已經(jīng)

15、設(shè)置，即課程B34：專業(yè)專題訓(xùn)練(不得少于4學(xué)分)，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(必選1)、操作系統(tǒng)(選2)、編譯原理(選2)和數(shù)據(jù)庫(選2)專題訓(xùn)練；CS347和CS395合并為分布式數(shù)據(jù)庫周立柱；CS545這類課程沒有，但是10/1/202223數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理與Stanford大學(xué)數(shù)據(jù)庫課程比較，清數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理第部分?jǐn)?shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)(第章第章)10/1/202224數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)與原理9/26/202224第章引言講課內(nèi)容：DBMS的目的數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)視圖查詢處理器數(shù)據(jù)模型存儲(chǔ)管理器DBMS總體結(jié)構(gòu)磁盤存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)庫用戶商業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)10/1/202225第章引言講課內(nèi)容：9/26/2022251

16、.1DBMS的目的數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展數(shù)據(jù)管理隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，40多年來經(jīng)歷了以下三個(gè)階段：人工管理階段：50年代中期以前；文件系統(tǒng)階段：50年代后期到60年代中期之間；數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)階段：60年代后期開始10/1/2022261.1DBMS的目的數(shù)據(jù)管理的進(jìn)展9/26/2022261.1DBMS的目的文件處理系統(tǒng)在DBMS出現(xiàn)以前，把需要管理的數(shù)據(jù)存放在永久性的操作系統(tǒng)文件中，同時(shí)為了能夠操作這些文件里的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)里還有針對(duì)這些文件編寫的應(yīng)用程序：文件 + 程序文件處理系統(tǒng)是由源源不斷的數(shù)據(jù)文件和程序混合而成，由此產(chǎn)生了很多問題！10/1/2022271.1DBMS的目的文件處理

17、系統(tǒng)9/26/2022271.1DBMS的目的在文件處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的弊端數(shù)據(jù)冗余和不一致數(shù)據(jù)訪問困難：文件格式不同、復(fù)雜數(shù)據(jù)孤立完整性問題原子性問題并發(fā)訪問問題安全性問題要解決這些問題，就必須開發(fā)通用的數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)表達(dá)和實(shí)現(xiàn)約束對(duì)數(shù)據(jù)的訪問進(jìn)行邏輯管理：事務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問控制，對(duì)事務(wù)進(jìn)行并發(fā)控制10/1/2022281.1DBMS的目的在文件處理系統(tǒng)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的弊端9/261.1DBMS的目的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的提出數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)就是為了解決上面提到的和未提到的在文件處理系統(tǒng)中存在的問題；由于這些問題的存在，使得數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提出了很多新的概念和算法，加速了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的發(fā)展；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

18、是一個(gè)平臺(tái)軟件，在用戶數(shù)據(jù)未知和不斷發(fā)生變化的情況下，平臺(tái)軟件中的數(shù)據(jù)管理程序不發(fā)生任何變化，這大大地提高了數(shù)據(jù)的獨(dú)立性，使得應(yīng)用程序的開發(fā)也簡(jiǎn)單、獨(dú)立、快速！10/1/2022291.1DBMS的目的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的提出9/26/20221.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一個(gè)主要作用就是隱藏關(guān)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和維護(hù)的某些細(xì)節(jié)，再者用戶也沒有必要了解數(shù)據(jù)庫中用來表示數(shù)據(jù)的復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。但可以為用戶提供數(shù)據(jù)在不同層次上的抽象，即不同的使用者從不同的角度去觀察數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)所得到的結(jié)果。數(shù)據(jù)抽象實(shí)例和模式數(shù)據(jù)獨(dú)立性10/1/2022301.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的一個(gè)主要作用就是隱藏關(guān)于數(shù)據(jù)1.2數(shù)據(jù)視

19、圖數(shù)據(jù)抽象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過如下幾個(gè)層次的抽象來向用戶屏蔽復(fù)雜性，簡(jiǎn)化系統(tǒng)的用戶界面：物理層：最低層次的抽象，描述數(shù)據(jù)是如何存儲(chǔ)的。它描述復(fù)雜的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，是學(xué)者和開發(fā)DBMS的供應(yīng)商研究的事情；(Oracle)邏輯層：比物理層稍高層次的抽象，描述數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)什么數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)間存在什么關(guān)系。數(shù)據(jù)庫管理員和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用開發(fā)人員必須確定數(shù)據(jù)庫中應(yīng)該保存哪些信息；(計(jì)算中心)視圖層：也叫概念層，是最高層次的抽象，但它只描述整個(gè)數(shù)據(jù)庫的一小部分，系統(tǒng)可以為同一數(shù)據(jù)庫提供多個(gè)視圖。(教師學(xué)生職員)10/1/2022311.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)抽象9/26/2022311.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)抽象的三個(gè)層次視圖1

20、視圖2視圖3視圖n.邏輯層物理層10/1/2022321.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)抽象的三個(gè)層次視圖1視圖2視圖3視圖n.與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比用一種類Pascal語言定義如下記錄類型：type course = recordcourse_number:string;course_name:string;course_location:string;course_capacity:string; end;student：student_number、student_name； teacher：有teacher_number、teacher_name和teacher_age三個(gè)字段。1.2數(shù)據(jù)視

21、圖10/1/202233與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比1.2數(shù)據(jù)視圖9/26/21.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比物理層course、student和teacher等記錄都被描述為由連續(xù)的存儲(chǔ)位置，如字節(jié)，組成的存儲(chǔ)塊。程序設(shè)計(jì)語言的編譯器為編程人員屏蔽了這一層的細(xì)節(jié)。與此類似，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)為數(shù)據(jù)庫程序設(shè)計(jì)人員屏蔽了許多底層的存儲(chǔ)細(xì)節(jié)。10/1/2022341.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比9/26/21.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比邏輯層正如前面的代碼所示，在程序設(shè)計(jì)語言中，每個(gè)這樣的記錄通過類型定義進(jìn)行描述。程序設(shè)計(jì)人員正是在這個(gè)抽象層次上使用某種

22、高級(jí)語言進(jìn)行工作。與此類似，數(shù)據(jù)庫管理員和數(shù)據(jù)庫程序員也在這個(gè)抽象層次上工作。如： create table course ( course_namevarchar(30), course_numberchar(18), course_locationvarchar(50), course_capacityint )10/1/2022351.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比9/26/21.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比視圖層計(jì)算機(jī)用戶最終看見的是為其屏蔽了數(shù)據(jù)類型細(xì)節(jié)的一組應(yīng)用程序(界面)。與此類似，視圖層上數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也定義了數(shù)據(jù)庫的多個(gè)視圖，數(shù)據(jù)庫用戶看到的是這些視

23、圖-部分實(shí)際數(shù)據(jù)。除了屏蔽數(shù)據(jù)庫的邏輯層細(xì)節(jié)外，視圖還提供了防止用戶訪問數(shù)據(jù)庫某些部分的安全機(jī)制。例如，能看到課程信息的學(xué)生用戶就不能夠訪問教師的個(gè)人信息。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論，CS001，四教4402，180varchar, 3010/1/2022361.2數(shù)據(jù)視圖與程序設(shè)計(jì)語言中數(shù)據(jù)類型概念類比va1.2數(shù)據(jù)視圖實(shí)例和模式數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化，特定時(shí)刻存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信息集合稱作數(shù)據(jù)庫的一個(gè)實(shí)例。而數(shù)據(jù)庫的總體設(shè)計(jì)，即數(shù)據(jù)庫的樣子，稱作數(shù)據(jù)庫模式，數(shù)據(jù)庫模式不會(huì)頻繁地發(fā)生變化；前面只定義了course類型而沒有定義任何變量：var course1:course;/定義一個(gè)變量變量cour

24、se1對(duì)應(yīng)于一塊包含course類型記錄的存儲(chǔ)區(qū)域。與此類似，數(shù)據(jù)庫模式與程序設(shè)計(jì)語言中的數(shù)據(jù)類型相對(duì)應(yīng)；程序設(shè)計(jì)語言中，給定類型的一個(gè)變量在特定的時(shí)刻有具體的值。因此，程序設(shè)計(jì)語言中變量的值對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)庫模式的一個(gè)實(shí)例。10/1/2022371.2數(shù)據(jù)視圖實(shí)例和模式9/26/2022371.2數(shù)據(jù)視圖實(shí)例和模式根據(jù)前面討論的數(shù)據(jù)抽象層次的不同，數(shù)據(jù)庫模式又可分為：物理模式：即數(shù)據(jù)庫在物理層的總體設(shè)計(jì)，又稱內(nèi)模式；邏輯模式：即數(shù)據(jù)庫在邏輯層的總體設(shè)計(jì)，通常簡(jiǎn)稱為“模式”；視圖模式：即數(shù)據(jù)庫在視圖層或概念層的總體設(shè)計(jì)，又稱子模式或外模式；通常，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)支持一個(gè)物理模式、一個(gè)邏輯模式和多個(gè)視圖

25、模式。(TS Info)10/1/2022381.2數(shù)據(jù)視圖實(shí)例和模式9/26/2022381.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)獨(dú)立性在某個(gè)層次上修改數(shù)據(jù)庫的模式定義而不影響位于其上層模式的能力叫做數(shù)據(jù)獨(dú)立性。有兩個(gè)層次的數(shù)據(jù)獨(dú)立性：物理數(shù)據(jù)獨(dú)立性：是指修改數(shù)據(jù)庫的物理模式而不必重寫應(yīng)用程序的能力；邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性：是指修改數(shù)據(jù)庫的邏輯模式而不必重寫應(yīng)用程序的能力；為什么要修改數(shù)據(jù)庫的模式呢？為了提高性能，偶爾在物理層做一些修改；只要數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，邏輯層就必須要做一些修改，這種修改是經(jīng)常的。10/1/2022391.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)獨(dú)立性9/26/2022391.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)獨(dú)立性邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性比物

26、理數(shù)據(jù)獨(dú)立性更難作到，這是因?yàn)閼?yīng)用程序?qū)τ谒鼈兯L問的數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)依賴性很大，應(yīng)用程序與邏輯層靠得更近一些；如應(yīng)用程序是基于數(shù)據(jù)庫的視圖層模式開發(fā)的，則邏輯數(shù)據(jù)獨(dú)立性就容易做到，只需要修改邏輯層到視圖層的映射關(guān)系；數(shù)據(jù)獨(dú)立性的概念同現(xiàn)代程序設(shè)計(jì)語言中的抽象數(shù)據(jù)類型的概念類似，兩者都為用戶屏蔽了數(shù)據(jù)內(nèi)部的具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。10/1/2022401.2數(shù)據(jù)視圖數(shù)據(jù)獨(dú)立性9/26/2022401.3數(shù)據(jù)模型概述數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)就是數(shù)據(jù)模型，它是描述數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))、數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系、數(shù)據(jù)語義即數(shù)據(jù)操作，以及一致性(完整性)約束的概念工具的集合?；趯?duì)象的邏輯模型數(shù)據(jù)模型基于記錄的邏輯模型網(wǎng)狀模型層次模

27、型關(guān)系模型面向?qū)ο竽Ｐ蛯?shí)體聯(lián)系模型（邏輯層和概念層）邏輯數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型（物理層）10/1/2022411.3數(shù)據(jù)模型概述基于對(duì)象的邏輯模型數(shù)據(jù)模型基于記錄的邏輯1.3數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)該模型是這樣認(rèn)識(shí)現(xiàn)實(shí)世界的：現(xiàn)實(shí)世界是由一組稱作實(shí)體的基本對(duì)象以及這些對(duì)象間的聯(lián)系構(gòu)成；實(shí)體是現(xiàn)實(shí)世界中可區(qū)別于其他對(duì)象的一個(gè)“事件”或一個(gè)“物體”。例如每個(gè)學(xué)生是一個(gè)實(shí)體，每門課程也是一個(gè)實(shí)體。實(shí)體通過相關(guān)的屬性集合來描述。例如，學(xué)生的學(xué)號(hào)student_number和姓名student_name屬性描述了大學(xué)里某個(gè)特定的學(xué)生；聯(lián)系是實(shí)體間的相互關(guān)聯(lián)。例如selecting這個(gè)選課聯(lián)系將一

28、個(gè)學(xué)生和他她所選的課程關(guān)聯(lián)起來；同一類型的所有實(shí)體的集合稱作實(shí)體集，同一類型所有聯(lián)系的集合稱作聯(lián)系集；E-R模型主要用于在概念層上描述數(shù)據(jù)。10/1/2022421.3數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)9/26/20221.3數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)E-R模型還可以表示出數(shù)據(jù)庫必須遵循的特定約束-映射基數(shù)，它表示一個(gè)實(shí)體集中的實(shí)體通過某聯(lián)系集能與另一實(shí)體集中的實(shí)體進(jìn)行關(guān)聯(lián)的實(shí)體數(shù)目；數(shù)據(jù)庫的總體概念結(jié)構(gòu)可以用E-R圖來表示。E-R圖由以下元素構(gòu)成：矩形：代表實(shí)體集橢圓：代表屬性菱形：代表實(shí)體間的聯(lián)系集線段：將屬性與實(shí)體集相連或?qū)?shí)體集與聯(lián)系集相連圖中的每個(gè)成分都標(biāo)上它所代表的實(shí)體集或

29、聯(lián)系集的名稱，具體的E-R圖示例如下。10/1/2022431.3數(shù)據(jù)模型實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)9/26/2022實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)E-R圖示例1.3數(shù)據(jù)模型10/1/202244實(shí)體聯(lián)系模型(E-R模型)1.3數(shù)據(jù)模型9/26/20221.3數(shù)據(jù)模型基于記錄的數(shù)據(jù)模型該類模型主要在邏輯層上描述數(shù)據(jù)，用來定義數(shù)據(jù)庫的全局邏輯結(jié)構(gòu)。而基于對(duì)象的數(shù)據(jù)模型主要用來描述數(shù)據(jù)庫的概念結(jié)構(gòu)；該類數(shù)據(jù)模型名稱的由來是由于它用一些固定格式的記錄來描述數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)。每個(gè)記錄類型定義了固定數(shù)目的字段，通常每個(gè)字段的長(zhǎng)度也是固定的?；谟涗浀臄?shù)據(jù)模型主要有：關(guān)系模型10/1/2022451.3數(shù)據(jù)模

30、型基于記錄的數(shù)據(jù)模型9/26/2022451.3數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型關(guān)系模型用表的集合來表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系。每個(gè)表有多個(gè)列，每列有唯一的列名10/1/2022461.3數(shù)據(jù)模型關(guān)系模型9/26/2022461.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型網(wǎng)狀模型中的數(shù)據(jù)用記錄(與Pascal語言中的記錄含義相同)的集合來表示，數(shù)據(jù)間的聯(lián)系用鏈接(可看作指針)來表示。數(shù)據(jù)庫中的記錄可被組織成任意圖的集合。10/1/2022471.3數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀模型9/26/2022471.3數(shù)據(jù)模型層次模型與網(wǎng)狀模型類似，層次模型也用記錄和鏈接來表示數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)間的聯(lián)系；與網(wǎng)狀模型不同的是：層次模型中的記錄只能組織成樹的集合而不能是任意圖

31、的集合。10/1/2022481.3數(shù)據(jù)模型層次模型9/26/2022481.3數(shù)據(jù)模型基于記錄的三種模型的差別關(guān)系模型與網(wǎng)狀模型及層次模型的不同的地方在于關(guān)系模型不使用指針或鏈接，而通過記錄所包含的值把數(shù)據(jù)聯(lián)系起來。10/1/2022491.3數(shù)據(jù)模型基于記錄的三種模型的差別9/26/202241.3數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型用于在最底層，即物理層上描述數(shù)據(jù)。與邏輯數(shù)據(jù)模型不同，實(shí)際使用中的物理數(shù)據(jù)模型較少。常用的兩種物理數(shù)據(jù)模型是：一致化模型框架存儲(chǔ)模型物理數(shù)據(jù)模型同數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)，這是開發(fā)DBMS的數(shù)據(jù)庫廠商最為關(guān)心的事情。本課程對(duì)這部分內(nèi)容不進(jìn)行深入討論。10/

32、1/2022501.3數(shù)據(jù)模型物理數(shù)據(jù)模型9/26/2022501.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的可理解性人對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知與計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的認(rèn)知：人的認(rèn)知模型?概念模型邏輯模型物理模型人能理解的模型?計(jì)算機(jī)可以理解的模型?模型的可理解性與現(xiàn)實(shí)世界及計(jì)算機(jī)的距離?人和計(jì)算機(jī)都可以理解的模型?建筑與土木數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)10/1/2022511.3數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型的可理解性人的認(rèn)知模型?概念模型人能1.4DBMS總體結(jié)構(gòu)DBMS在計(jì)算機(jī)中的位置DBMS劃分為不同的模塊，每個(gè)模塊完成一定功能；DBMS的部分功能由計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)提供。通常，計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)提供最基本的服務(wù)：即文件服務(wù)；設(shè)計(jì)DBMS時(shí)必須考慮到DB

33、MS與操作系統(tǒng)接口的靈活性和可移植性。10/1/2022521.4DBMS總體結(jié)構(gòu)DBMS在計(jì)算機(jī)中的位置9/26/21.4DBMS總體結(jié)構(gòu)DBMS、文件系統(tǒng)和磁盤記錄或頁10/1/2022531.4DBMS總體結(jié)構(gòu)DBMS、文件系統(tǒng)和磁盤記錄或頁9/1.4DBMS總體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)磁盤存儲(chǔ)器用戶應(yīng)用界面索引統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)文件數(shù)據(jù)字典應(yīng)用程序交互查詢數(shù)據(jù)庫模式應(yīng)用程序目標(biāo)碼嵌入式DML預(yù)編譯器DML編譯器DDL解釋器查詢計(jì)算引擎事務(wù)管理器緩沖區(qū)管理器文件管理器查詢處理器存儲(chǔ)管理器權(quán)限及完整性管理器日志10/1/2022541.4DBMS總體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)磁盤用戶應(yīng)用界面索引統(tǒng)1.4DBM

34、S總體結(jié)構(gòu)DBMS的主要部件查詢處理器：關(guān)系引擎存儲(chǔ)管理器：存儲(chǔ)引擎其次就是DBMS的物質(zhì)基礎(chǔ)磁盤存儲(chǔ)器：必要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)當(dāng)然處于最頂層的就是DBMS用戶DBA：一個(gè)特殊的用戶，負(fù)責(zé)對(duì)DBMS進(jìn)行集中的管理與控制，它就是數(shù)據(jù)庫管理員-DBA-Database Administrator；普通用戶：除DBA之外的其他用戶還可以通過應(yīng)用程序和交互式的查詢語言，即數(shù)據(jù)庫語言等手段訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。10/1/2022551.4DBMS總體結(jié)構(gòu)DBMS的主要部件9/26/20221.5數(shù)據(jù)庫語言概述數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供兩種不同類型的語言，一種用于定義數(shù)據(jù)庫的邏輯模式、訪問方式和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；另一種用于表達(dá)數(shù)據(jù)

35、庫的查詢和更新：數(shù)據(jù)定義語言(DDL-Data Definition Language)數(shù)據(jù)操縱語言(DML-Data Manipulation Language)10/1/2022561.5數(shù)據(jù)庫語言概述9/26/2022561.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)定義語言數(shù)據(jù)庫模式通過一系列定義來說明，這些定義由稱作DDL的一種特殊語言來表達(dá)，如create table；DDL語句編譯執(zhí)行的結(jié)果是填寫一系列存儲(chǔ)在一個(gè)特殊文件中的系統(tǒng)表，該特殊文件稱作數(shù)據(jù)字典；數(shù)據(jù)字典是一個(gè)包含元數(shù)據(jù)的文件，元數(shù)據(jù)是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。在DBMS中，實(shí)際讀取和修改數(shù)據(jù)前總要先查詢?cè)撐募?；DBMS所使用的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和訪問方式也是通過一

36、系列特殊的DDL語句，如：create cluster、create index來定義的，這種特殊的DDL語句稱作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)定義語言。編譯的結(jié)果是一系列用來描述數(shù)據(jù)庫模式實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)的指令，對(duì)用戶來說是不可見的。10/1/2022571.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)定義語言9/26/2022571.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)操縱語言數(shù)據(jù)操縱是指：S：對(duì)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行檢索I：向數(shù)據(jù)庫中插入新的信息D：從數(shù)據(jù)庫中刪除信息U：修改存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的信息數(shù)據(jù)抽象的層次不僅適用于定義數(shù)據(jù)和組織數(shù)據(jù)，還適用于對(duì)數(shù)據(jù)的操縱：在物理層，數(shù)據(jù)操縱必須定義可以高效訪問數(shù)據(jù)的算法；在較高的抽象層次上，強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)的易用性，目的是要提供人與

37、系統(tǒng)間的有效交互。10/1/2022581.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)操縱語言9/26/2022581.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)操縱語言數(shù)據(jù)操縱語言通常有兩類：過程化的DML：要求用戶指定需要什么數(shù)據(jù)以及如何獲得這些數(shù)據(jù)；非過程化的DML：只要求用戶指定需要什么數(shù)據(jù)，而不必指明如何獲得這些數(shù)據(jù)；通常非過程化的DML比過程化的DML要簡(jiǎn)單，且易學(xué)易用，但效率可能要差一些；從數(shù)據(jù)庫中選擇和綜合數(shù)據(jù)的過程就是查詢。DML中涉及查詢的部分稱作查詢語言。但實(shí)際上在數(shù)據(jù)操縱語言中不把查詢語言嚴(yán)格區(qū)分出來，而籠統(tǒng)地稱為數(shù)據(jù)查詢語言。10/1/2022591.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)操縱語言9/26/2022591.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)庫

38、語言小結(jié)DDL：數(shù)據(jù)模式定義語言數(shù)據(jù)存儲(chǔ)定義語言DML：操縱過程：過程化的DML非過程化的DML操縱方式：數(shù)據(jù)查詢語言數(shù)據(jù)更新語言10/1/2022601.5數(shù)據(jù)庫語言數(shù)據(jù)庫語言小結(jié)9/26/2022601.6查詢處理器概述查詢處理器部件主要由四部分組成，它們分別是：DML編譯器(包括查詢優(yōu)化)嵌入式DML預(yù)編譯器DDL解釋器查詢計(jì)算引擎10/1/2022611.6查詢處理器概述9/26/2022611.6查詢處理器DML編譯器負(fù)責(zé)將查詢語言中的DML語句翻譯成查詢計(jì)算引擎能理解的低級(jí)指令，并力圖將用戶的請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成一個(gè)等價(jià)的但效率更高的表達(dá)式形式，以找到執(zhí)行查詢的更好策略，這就是DBMS的主要

39、功能-查詢優(yōu)化；DDL解釋器負(fù)責(zé)解釋DDL語句并將其記錄到包含元數(shù)據(jù)的一系列系統(tǒng)表中；查詢計(jì)算引擎負(fù)責(zé)執(zhí)行由DML編譯器產(chǎn)生的低級(jí)指令。10/1/2022621.6查詢處理器DML編譯器9/26/2022621.6查詢處理器嵌入式DML預(yù)編譯器DML調(diào)用嵌套在高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言(在這里也叫宿主語言)里，如C、Pascal和Cobol等等；為了區(qū)分宿主語言中的DML調(diào)用，常常以一個(gè)特殊的字符串作為DML調(diào)用的前導(dǎo)，如EXEC SQL；嵌入式DML預(yù)編譯器，如Oracle數(shù)據(jù)庫中的Pro*C：PCC、Sybase數(shù)據(jù)庫中的sqlpp等，將嵌入在宿主語言中的DML語句轉(zhuǎn)化成宿主語言中普通的過程調(diào)用和函

40、數(shù)調(diào)用；嵌入式DML預(yù)編譯器必須同DML編譯器共同發(fā)揮作用，才能保證產(chǎn)生正確的程序代碼；預(yù)編譯所產(chǎn)生的程序再通過宿主語言的編譯器產(chǎn)生正確的目標(biāo)代碼來運(yùn)行。10/1/2022631.6查詢處理器嵌入式DML預(yù)編譯器9/26/2022631.6查詢處理器數(shù)據(jù)庫編程接口當(dāng)然數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也支持在宿主語言中像調(diào)用宿主語言的普通函數(shù)和過程一樣直接調(diào)用那些訪問數(shù)據(jù)庫的函數(shù)和過程。例如dblogin、dbopen、dbexec、dbclose和dblogout等。而且這是實(shí)際中最常用的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)方法之一；例如，Sybase數(shù)據(jù)庫中的DB-Library/C；Oracle中的Oracle調(diào)用接口OC

41、I(Oracle Call Interface)等等，這就是我們常說的數(shù)據(jù)庫API。10/1/2022641.6查詢處理器數(shù)據(jù)庫編程接口9/26/2022641.7存儲(chǔ)管理器概述存儲(chǔ)管理器是為存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫底層的數(shù)據(jù)與應(yīng)用程序及向系統(tǒng)提交的查詢之間提供接口的程序模塊；原始數(shù)據(jù)通過文件系統(tǒng)存儲(chǔ)在磁盤上，文件系統(tǒng)通常由操作系統(tǒng)提供；存儲(chǔ)管理器將經(jīng)過查詢處理器編譯的不同的DML語句的代碼再次翻譯成底層的文件系統(tǒng)命令；總之，存儲(chǔ)管理器負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新。10/1/2022651.7存儲(chǔ)管理器概述9/26/2022651.7存儲(chǔ)管理器存儲(chǔ)管理器部件權(quán)限及完整性管理器：檢查是否滿足完

42、整性約束，檢查試圖訪問數(shù)據(jù)的用戶的權(quán)限；事務(wù)管理器：保證即使發(fā)生了故障，數(shù)據(jù)庫也是一致的(正確的)(故障恢復(fù))；保證并發(fā)事務(wù)的執(zhí)行不發(fā)生沖突(并發(fā)控制)；文件管理器：管理磁盤空間的分配，管理用于表示數(shù)據(jù)庫所存儲(chǔ)信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；緩沖區(qū)管理器：負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從磁盤取到內(nèi)存中來，并決定哪些數(shù)據(jù)應(yīng)被緩沖存儲(chǔ)在內(nèi)存里，即緩沖區(qū)的替換策略。10/1/2022661.7存儲(chǔ)管理器存儲(chǔ)管理器部件9/26/2022661.7存儲(chǔ)管理器事務(wù)的概念數(shù)據(jù)庫應(yīng)用中完成單一邏輯功能的操作集合，是一個(gè)既具原子性又具一致性的邏輯執(zhí)行單元；事務(wù)的特征(ACID)關(guān)于事務(wù)的原子性問題在前面的資金轉(zhuǎn)賬例子中已經(jīng)提到：幾個(gè)操作要么都完成

43、要么根本不發(fā)生；資金轉(zhuǎn)賬還必須保持?jǐn)?shù)據(jù)庫的一致性，也就是說錢的總數(shù)應(yīng)該保持不變(銀行轉(zhuǎn)帳的手續(xù)費(fèi)例子)，這種對(duì)數(shù)據(jù)庫值的正確性要求稱作一致性；當(dāng)資金轉(zhuǎn)賬成功結(jié)束后，不管發(fā)生什么事情，包括系統(tǒng)故障，賬戶A和賬戶B的錢數(shù)也應(yīng)該保持不變，這種對(duì)數(shù)據(jù)庫的值保持不變的要求稱作持久性。10/1/2022671.7存儲(chǔ)管理器事務(wù)的概念9/26/2022671.7存儲(chǔ)管理器事務(wù)的一致性IF 事務(wù)執(zhí)行前數(shù)據(jù)庫是一致的在事務(wù)執(zhí)行的過程中允許暫時(shí)的不一致，但此時(shí)發(fā)生故障或并發(fā)執(zhí)行將產(chǎn)生問題：故障恢復(fù)和并發(fā)控制來保證一致性！THEN 事務(wù)成功執(zhí)行后數(shù)據(jù)庫也應(yīng)是一致的事務(wù)本身的定義應(yīng)使數(shù)據(jù)庫保持一致性，這是由程序員在定義事務(wù)時(shí)保證的；事務(wù)的原子性和持久性則是由DBMS自己保證的，具體地說是事務(wù)管理器和故障恢復(fù)管理器的責(zé)任。10/1/2022681.7存儲(chǔ)管理器事務(wù)的一致性9/26/2022681.7存儲(chǔ)管理器事務(wù)的隔離性當(dāng)多個(gè)事務(wù)同時(shí)執(zhí)行時(shí)，即使每個(gè)單獨(dú)的事務(wù)都正確執(zhí)行完畢，數(shù)據(jù)的一致性也可能遭到破壞，怎么辦？DBMS的并發(fā)控制管理器就是用