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第4章数据库管理系统4.1数据库管理系统的层次结构4.2数据库管理系统的运行过程4.3事务4.3DBMS的进程结构4.5DBMS的系统结构4.6DBMS和第四代应用开发环境4.7数据目录4.8数据库物理组织DBMS最基本的功能是正确、可靠、安全地执行数据库语言。即DBMS可以看成是数据库语言的一个实现。02数据库管理系统(DBMS)是整个数据库系统的核心。01图4-1：一个解释执行的RDBMS的层次结构04与一般程序设计语言一样，DBMS也有编译和解释两种实现方式。034.1数据库管理系统的层次结构4.2数据库管理系统的运行过程DBMS是一个有机的整体，应该用动态的观点看待DBMS各个功能模块。一个应用程序或用户通过DBMS读取数据库中数据的过程如下所示：用户A向DBMS发出调用数据库数据的命令。如SELECT命令。命令中给出了一个关系名和查找条件。DBMS先对命令进行语法检查。通过后进行语义检查和用户存取权限检查。DBMS读取数据字典，检查是否存在该关系及相应的字段，该用户能否读取它们等。确认语义正确、存取权限合法后便决定执行该命令。否则拒绝执行，返回错误信息。DBMS执行查询优化（要依据数据字典中的信息），并把该命令转换成一串单记录的存取操作序列。DBMS执行存取操作序列（反复执行以下各步，直至结束）。DBMS首先在缓冲区中查找记录，若找到满足条件的记录则转到10，否则转到6。4.2数据库管理系统的运行过程DBMS查看存储模式，决定从哪个文件，用什么方式读取哪个物理记录。DBMS根据6的结果，向操作系统发出读取记录的命令。操作系统执行读数据的有关操作。操作系统将数据从数据库的存储区送至系统缓冲区。DBMS根据查询命令和数据字典的内容导出用户所要读取的记录格式。DBMS将数据记录从系统缓冲区传送到程序A的用户工作区。DBMS将执行状态信息，如成功读取或不成功的错误指示、例外状态信息等，返回给应用程序A。4.3事务1.事务的定义所谓事务(Transaction)是用户定义的一个操作序列，这些操作是一个不可分割的工作单位，即要么全做要么全不做,(allornothing)。事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果用户没有显式地定义事务，则由DBMS按缺省规定自动划分事务。在SQL语言中，定义事务的语句有三条：BEGINTRANSACTION

COMMIT

ROLLBACK事务通常是以BEGINTRANSACTION开始，以COMMIT或ROLLBACK结束。01COMMIT表示提交，即提交事务的所有操作。具体地说就是将事务中所有对数据库的更新写回到磁盘上的物理数据库中去，事务正常结束。02ROLLBACK表示回滚，即在事务运行的过程中发生了某种故障，事务不能继续执行，系统将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤消，滚回到事务开始时的状态。这里的操作指对数据库的更新操作。03事务的定义(续)4.3事务事务具有四个特性：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持续性（Durability）。这个四个特性也简称为ACID特性。事务的性质事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做。原子性事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。因此当数据库只包含成功事务提交的结果时，就说数据库处于一致性状态。如果数据库系统运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，系统将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤消，滚回到事务开始时的一致状态。一致性4.3事务事务的性质(续)隔离性一个事务的执行不能被其他事务干扰。即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。持续性持续性也称永久性（Permanence），指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。4.3事务4.4DBMS的进程结构应用程序通过DBMS，DBMS通过OS，与数据库中的数据打交道。根据三者的关系，一般有下述四种进程组织方案：N方案:DBMS与应用程序相融合在这种方案中，N个DB用户仅需N个进程，DBMS作为应用程序的子程序被连入应用程序中，成为应用程序的一部分，因此这种方案也称为连入式方案。2.2N方案:一个用户进程对应一个DBMS进程每个用户进程均有一个DBMS进程为之服务，我们称这种DBMS进程为影子（Shado