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数据库的运行与维护 1. 数据库的运行 要使数据库系统投入并保持正常运行，需要许多人做许多工作。 这里主要讨论作为计算机系统的一个组成部分的 DBMS 及其数据库 与其他系统部件的接口关系、系统的工作原理。 1.1 运行环境的构成 数据库的运行除了 DBMS 与数据库外，还需要各种系统部件协 同工作。首先必须有各种相应的应用程序，其次各应用程序与 DBMS 都需要在操作系统（OS）支持下工作。在有远程通信的情况 下，则需要数据通信管理部件的支持。图 1-1 描绘了一个数据库运 行环境的典型部件。其中，DBCS（数据库控制系统）是与各用户程 序 APPi 接口的模块；DBSS（数据库存储系统）操作存储数据库并与 OS 或 DBMS 自己的标准存取方法（AM）接口；各应用程序和 DBMS 部件都在 OS 的管理程序（supervisor）的管理下工作。对于 一个给定的 DBMS，不一定就有名为“DBCS”或“DBSS”的系统， 在这里它们是一般性术语，但绝大多数 DBMS 都有相当的功能部件。 在网络或分布式环境下，还需要数据通信管理系统（DCMS）的支 持。 2112nAPP1APP2APPMDBCSDBSSAMSUPERVISORDCMS文件DB外部模 2 1 1 2 n APP1 APP2 APPM DBCS DBSS AM SUPERVISOR DCMS 文件 DB 外部模式 概念模式 存储模式 数据字典  应用程序 ... DBMS OS 其他软件 图 1-1 数据库系统运行环境 通常，系统初启时，应用程序与 DBMS 都不活动，一旦事务达 到系统，OS 管理程序就调度用户事务所需要的应用程序运行。当应 用程序要求存取数据库时，向 DBMS 发出请求。DBCS 接受应用程 序请求，并考察外部模式与概念模式，以确定需要什么概念记录来 满足请求，然后调用 DBSS 存取存数模式，转换概念记录成存储记 录，并经 OS 传递请求给相应的 AM，再由 AM 实现物理数据库的 存取和数据 I/O。 1.2 运行环境的类型 数据库运行环境的组成与用户环境的类型紧密相关。可以用两 种不同的用户环境：一种是数据库为一个或少数单个用户的专用而 建立；另一种是针对整个组织建立的集成数据库。在前一种环境下， 常常只有一个用户存取数据库，且在给定时刻只有一个用户需求必 须满足，因而一个程序活动就成完成（当然，这并不意味着系统只 能服务于一种应用需求）。在后一种环境下，任何时刻都可能有多个 用户同时对数据库施加各种类型的操作，因而有许多程序活动并发 执行。这种情况还可以分为所有应用集中在一起而形成的集中式的 系统和应用分散在不同的地理位置的分散式或分布式系统。它们对 数据库运行可施加不同的影响，因而要求 OS、DBMS 及 DCMS 等 的不同支持。 当前数据库应用主要是联机事务处理（OLTP）和联机分析处理 （OLAP），顾故分别有作业型（operational）和决策型（executive） 两种运行环境。作业型环境支持预先程序设计和重复执行的事务处 理、频繁的数据存取、当前的日常数据、联机的数据库维护、宿主 语言与简单方便的用户接口。决策型环境主要是面向计划、决策、 分析的，它支持多关键字及较复杂的布尔查询，提供大量历史数据 的综合、推导与提炼。不同环境的设计要求不一样，它们所要求的 数据库管理软件支持也不尽相同。 1.3 处理方式 数据库系统运行时可以以多种处理方式支持用户。最简单的一 种是批处理，用户一次性地提交任务的输入数据和程序以及说明的 控制信息，应用程序执行时依次与 DBMS 打交道，并对数据库进行 存取，直至整个任务完成后输出其结果。 较普遍使用的是联机交互式处理。在这种方式下，用户随时联 机地输入请求，在请求的处理期间，用户一直保持与数据库系统联 系，不断进行“会话”以交换信息。联机处理又可进一步分为单任 务处理和多任务处理。如上所述，单任务处理在同一时刻只有一个 程序存取数据库，这种方式一般只适用于个人数据库系统。单任务 处理方式不能适应多个用户并行存取数据库的要求，虽然它也可以 服务于多个用户，但用户的请求只能一个一个地执行，平均用户等 待时间长。多任务处理允许同时有多个应用程序是活跃的，但这并 不意味着一定支持多个应用并发存取数据库。现代 DBMS 一般都属 于这种处理方式的。 多道联机处理数据库系统结构如图 1-2 所示。在这种系统中， 各事务往往由一个“事务处理监控器”（transaction processing monitor，TPM）管理，它本身在操作系统控制下运行。当用户消息 到达系统时，它根据消息标示符查找每一个用户消息与所使用的程 序的对照表，从而在程序库（PB）中找出相应的应用程序，并为其 建立一个