第1章 数据库系统世界讲解.ppt

* 数据库管理系统的组成 存储器和缓冲区管理器 “查询”处理器 事务管理器 数据与元数据 模式更新 查询 更新 * 4.存储器与缓冲区管理程序 存储器管理器(storage manager) 负责控制数据在磁盘上的定位，以及数据在磁盘与主存间的移动。 跟踪磁盘上的文件位置，根据请求从缓冲区管理器中获取该文件的一个(多个)磁盘块(4000~16000B) 为提高效率，DBMS 通常直接控制磁盘管理器 * 4.存储器与缓冲区管理程序(续) 缓冲区管理器 负责把可用主存分割成缓冲区(buffer) 缓冲区是包含若干个页面的区域，可传输磁盘块。 所有需要从磁盘获取信息的DBMS组件，可直接地或通过执行引擎间接地同缓冲区以及缓冲区管理器进行交互。 * 数据库管理系统的组成 存储器和缓冲区管理器 “查询”处理器 事务管理器 数据与元数据 模式更新 查询 更新 * 5.事务管理器 事务的概念 事务是一个或多个必须被原子地执行的数据库操作的集合。 例：银行转帐 事务管理器(Transaction Processor)： (1)日志和恢复管理器：负责事务的持久性 (2)并发控制管理器：保证事务的原子性、独立性 * 事务的ACID性质 A：原子性 事务中的操作或者都执行或者都不执行。 C：一致性 事务执行前后数据库满足所有约定的一致性条件。 I ：独立性 两个事务同时执行不相互干扰。 D：持久性 事务完成后即使系统故障，事务的结果长期保存。 例如：账户余额不能是负数 * (1) 日志与恢复管理器 数据库的每一个变化记录在日志中，无论何时，系统出现故障或“崩溃”，恢复管理器都可以通过检查日志中的修改记录，把数据库恢复到某一个一致状态。 日志管理器先把日志写入缓冲区，然后与缓冲区管理器协商以确保缓冲区中的数据在适当的时候写入磁盘 * (2) 并发控制管理器 也称为调度器（scheduler）可以令并行执行的多个事务中的操作，执行效果等同于事务串行执行的某个次序，以此保证一致性。 通过封锁机制实现并发控制，对数据库中的某些数据片断加锁，避免冲突操作带来的不利影响； 锁通常保存在主存的锁表中。调度器阻止执行引擎存取加锁数据。 * 消除死锁 死锁 当事务通过调度器授权锁竞争资源时，它们可能会陷入一种状态：由于每个事务需要的资源都被另一个事务占有，没有一个事务能够继续执行。 消除死锁 事务管理器的任务之一 删除(“回滚”或“终止”)一个或多个事务，以便其他事务可以继续执行 * 20世纪50年代中期以前，计算机主要用于科学计算。当时的硬件状况是，外存只有纸带、卡片、磁带，没有磁盘等直接存取的存储设各：软件状况是，没有操作系统，没有管理数据的软件；数据处理方式是批处理。人工管理数据具有如下特点: （1）数据不保存 由于当时计算机主要用于科学计算，一般不需要将数据长期保存，只是在计算某一课题时将数据输入，用完就撤走。不仅对用户数据如此处置，对系绞软件有时也是这样。 （2）应用程序管理数据 ?数据需要由应用程序自己管理，没有相应的软件系统负责数据的管理工作。应用程序中不仅要规定数据的逻辑结构，而且要设计物理结构，包括存储结构、存取方法、输入方式等。因此程序员负担很重。 （3）数据不共享 数据是面向应用的，一组数据只能对应一个程序。当多个应用程序涉及某些相同的数据时，由于必须各自定义，无法互相利用、互相参照，因此程序与程序之间有大量的冗余数据。 （4）数据不具有独立性 数据的逻辑结构或物理结构发生变化后，必须对应用程序做相应的修改，这就进一步加重了程序员的负担。 * 20世纪50年代后期到60年代中期，这时硬件方面己有了磁盘、磁鼓直接存取存储设备；软件方面，操作系统中己经有了专门的数据管理软件，一般称为文件系统；处理方式上不仅有了批处理，而且能够联机实时处理。????用文件系统管理数据具有如下特点： （1）数据可以长期保存 由于计算机大量用于数据处理，数据需要长期保留在外存上反复进行查询、修改、插入和删除等操作。 （2）由文件系统管理数据 由专门的软件即文件系统进行数据管理，文件系统把数据组织成相互独立的数据文件，利用“按文件名访问，按记录进行存取”的管理技术，可以对文件进行修改、插入和删除的操作。文件系统实现了记录内的结构性，但整体无结构。程序和数据之间由文件系统提供存取方法进行转换，使应用程序与数据之间有了一定的独立性，程序员可以不必过多地考虑物理细节，将精力集中于算法。而且数据在存储上的改变不一定反映在程序上，大大节省了维护程序的工作量。但是，文件系统仍存在以下缺点。 （3）数据共享性差，冗余度大 ?在文件系统中，一个文件基本上对应于一个应用程序，即文件仍然是面向应用的。当不同的应用程序具有部分相同的数据时，也必须建立各自的文件，而不能共享相同的数据，