数据库系统设计与原理.ppt
2023/9/11,1,数据库系统设计与原理,第部分结构扩展及新的应用(第12章第13章),2023/9/11,2,第12章DBMS的体系结构,讲课内容：数据库系统运行于计算机系统之上，数据库系统的体系结构与计算机系统的体系结构密切相关。计算机系统的体系结构的各个方面，如网络、并行、分布等，都反映到数据库系统的体系结构中。本章是对这些系统的简单介绍。并行系统集中式系统分布式系统客户服务器系统本章总结,2023/9/11,3,12.1集中式系统,基本概念集中式系统是指运行在一台计算机上，不与其他计算机系统交互的数据库管理系统；这样的系统范围很广：既包括运行在个人计算机上的小型单用户数据库管理系统；也包括运行在大型主机上的大型高性能的多用户数据库管理系统。,2023/9/11,4,12.1集中式系统,小型DBMS的特征为个人计算机这样的单用户系统设计的DBMS，如Access、dBase、Foxbase等；一般不提供大型多用户DBMS，例如IBM DB2、Oracle、Sybase、MS SQL Server等，所提供的许多特性：不支持并发控制：单用户；故障恢复能力有限：例如，仅在任何更新之前做一个简单的数据库备份，即影子数据库方案，没有日志。,2023/9/11,5,12.1集中式系统,大型DBMS的特征运行在一个计算机系统上的大型DBMS也有自己的特征：这样的计算机系统通常有多个处理器，它们共享一个主存，可以实现粗粒度的并行计算；在这种机器上运行的DBMS一般不将一个查询分配到多个处理器上，而是在每个处理器上运行一个查询，从而使多个查询能并行地执行，提高了DBMS的吞吐量。,2023/9/11,6,12.2客户服务器系统,客户与服务器由于计算机软硬件技术的迅速发展，速度更快、功能更强、价格更低，即性价比更高的计算机不断涌现出来；原来连接到集中式DBMS的终端被功能强大的个人计算机所代替。这样，原先由集中式DBMS完成的部分功能，现在由个人计算机来承担，其结果是：集中式DBMS变成服务器(Server)的作用，它满足由客户(Client)发出的各种请求。,2023/9/11,7,12.2客户服务器系统,CS系统的硬件结构DBMS功能的分解,2023/9/11,8,12.2客户服务器系统,DBMS服务器在CS体系结构下，DBMS的服务器分为 事务服务器和数据服务器两类：事务服务器，也称作查询服务器：它提供一个接口，使得客户可以发出执行一个动作的请求；服务器响应客户的请求，执行该动作，并将结果返回给用户。数据服务器：可以使客户向服务器发出请求，并且以文件或页面等为单位访问数据。,2023/9/11,9,12.2客户服务器系统,事务服务器客户将事务发送给服务器，由服务器来执行事务并把结果返回给客户，由客户负责数据的显示；客户和服务器之间的接口已经有一些国际标准，例如：开放数据库互连，即ODBC标准。ODBC是一个通用的API，凡使用这种接口的任何客户程序都可以与提供ODBC接口的任何DBMS服务器连接。,2023/9/11,10,12.2客户服务器系统,数据服务器它的工作方式和文件服务器一样：提供文件系统界面，使客户能够创建、读取、更新、删除文件。它主要用于局域网中，客户与服务器之间高速连接。通常的做法是：将数据送到客户端，在客户端进行所有的处理，然后再把数据传回服务器；在这种结构下需要将DBMS后端的所有功能都放到客户端。,2023/9/11,11,12.3并行系统,并行DBMS数据库系统的不同应用对并行计算提出了很高的要求：有些应用需要查询非常大的数据库，例如当前流行的数据仓库应用。有些数据库应用需要在很短的时间里处理大量的事务，例如：移动电话或固定电话的记费系统。对长事务和大量短事务的快速处理推动了并行DBMS的迅速发展。,2023/9/11,12,12.3并行系统,性能指标数据库系统有两个重要的性能指标：吞吐量：即在单位时间里所能处理的事务数量；响应时间：即单个事务从进入系统到完成所需要的时间。并行DBMS通过：并行地处理多个事务来提高吞吐量；通过并行地执行每个事务中的子任务来缩短它的响应时间。,2023/9/11,13,12.3并行系统,体系结构共享内存：共享磁盘：无 共 享：机群、集群,2023/9/11,14,12.4分布式系统,分布式数据库的产生在一个组织机构的多个节点或部门间对数据进行分布，使得数据能驻留在该数据的生产地或最需要该数据的地方，而同时又支持其他节点对该数据的访问。在这种背景下分布式数据库管理系统产生了。,2023/9/11,15,12.4分布式系统,分布式数据库管理系统的特点分布式数据库管理系统能够管理分布在多个场地的数据，这种分布一般是地理上的，而每个场地一般都是一个具有完整功能的DBMS。DDBMS具有如下特点：数据的物理分布性数据的逻辑整体性数据的分布独立性(也称分布透明性)场地的自治与协调性数据的冗余及冗余透明性,2023/9/11,16,12.4分布式系统,与无共享并行系统的区别分布式DBMS是指数据库存储在多个物理上分布的计算机(称为节点)中，它们不共享公共的内存或磁盘；虽然无共享的并行DBMS和分布式DBMS虽然都不共享公共的内存和磁盘，但它们还是有重要的区别：分布式数据库(DDB)一般是地理上分布的、分别管理的，并且以较低的速度互连；在分布式DBMS中，事务又分为全局事务和局部事务。全局事务需要访问事务发起节点之外的某些节点的数据。而局部事务,2023/9/11,17,小结：DBMS与计算机体系结构,数据库管理系统运行于计算机系统之上，数据库管理系统的体系结构与计算机系统的体系结构密切相关。计算机体系结构的各个方面，如：网络并行分布 都反映到数据库管理系统的体系结构中。,
