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An Introduction to Database System 中国人民大学信息学院 第十二章 数据库管理系统 12.1 DBMS的基本功能 12.2 DBMS的进程结构和多线索机制 12.3 DBMS系统结构 12.4 语言处理 12.5 数据存取层 12.6 缓冲区管理 12.7 数据库物理组织 12.8 小结 12.1 DBMS的基本功能 数据库定义和创建 数据组织、存储和管理 数据存取 数据库事务管理和运行管理 数据库的建立和维护 其他功能 12.1 DBMS的基本功能（续） 数据库定义和创建 外模式、模式、内模式的定义 数据库完整性的定义 安全必威体育官网网址定义（如用户口令、级别、存取权限） 存取路径（如索引）的定义 数据字典（亦称为系统目录）: 存储定义 12.1 DBMS的基本功能（续） 数据组织、存储和管理 数据的种类 数据字典 用户数据 存取路径 任务 以某种文件结构和存取方式物理地组织这些数据 实现数据之间的联系 目标 提高存储空间利用率 提高随机查找、顺序查找、增、删、改等操作的时间效率 12.1 DBMS的基本功能（续） 数据存取 数据操纵语言（DML） 检索 插入 修改 删除 两类DML 宿主型语言 自立（独立）型语言 12.1 DBMS的基本功能（续） 数据库事务管理和运行管理 多用户环境下事务的管理和自动恢复 并发控制和死锁检测（或死锁防止） 安全性检查和存取控制 完整性检查和执行 运行日志的组织管理 12.1 DBMS的基本功能（续） 数据库的建立和维护 建立数据库 数据库的初始建立 数据的转换 维护数据库 数据库的转储和恢复 数据库的重组织和重构造 性能监测分析 12.1 DBMS的基本功能（续） 其他功能 DBMS与网络中其他软件系统的通信功能 与其他DBMS或文件系统的数据转换功能 异构数据库之间的互访和互操作功能 12.2 DBMS进程结构和多线索机制 12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 12.2.4 N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程 12.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念 12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 N个DB用户--N个进程 连入式方案 SGA(Shared Global Area) 共享全局区 字典定义信息 数据和索引缓冲块 日志缓冲块 封锁控制块 12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 优点 没有进程切换开销 实现比较简单 缺点 内存的需求量比较大：多DBMS副本 代码冗余使系统性能下降 适用情况 用户数少的小型DBMS 12.2 DBMS进程结构和多线索机制 12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 12.2.4 N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程 12.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 解决N方案中DBMS代码段在内存中不能被共享 应用程序与DBMS副本分开 2N方案 一用户一进程（Shadow进程） N个用户进程---N个DBMS进程（共2N个进程） 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 优点 DBMS对各数据库用户的多任务调度由OS完成 简化了用户进程与DBMS的接口 实现起来比较简单 缺点 进程间总的通信开销上升 操作系统的负担增大，空间、时间效率不高 DBMS必须设立并维护若干后台进程，增加了进程切换 要访问的数据不在内存时会造成性能问题 临界区问题(Critical Section) 适用情况 用户数不庞大(非OLTP应用)：Oracle 7之前版本, Ingres, Informix早期版本 12.2 DBMS进程结构和多线索机制 12.2.1 N方案：DBMS与应用程序相融合的方案 12.2.2 2N方案：一个DBMS进程对应一个用户进程 12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 12.2.4 N+M方案：M个DBMS进程对应N个用户进程 12.2.5 多线索(Multi_Threaded) DBMS的概念 12.2.3 N+1方案：一个DBMS进程对应所有用户进程 一