数据库管理系统主要功能.doc

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1、数据库管理系统主要功能胡经国本文作者的话本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。以此作为云计算学习笔录，供云计算业外读者进一步学习和研究参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！下面是正文数据库管理系统（DBMS）主要具有以下7种功能：一、数据定义DBMS提供数据定义语言（DataDefinitionLanguage，DDL），供用户定义数据库的三级模式结构、两级映像以及完整性约束和保密限制等约束。DDL主要用于建立、修改数据库的结构。DDL所描述的数据库结构仅仅给出了数据库的框架；数据库的框架信息被存放在数据字典（DataDictionary）中。链接：

2、数据库的三级模式结构人们为数据库设计了一个严谨的体系结构；数据库领域公认的标准结构是三级模式结构，它包括外模式、概念模式、内模式。它能有效地组织、管理数据，提高数据库的逻辑独立性和物理独立性。用户级对应外模式，概念级对应概念模式，物理级对应内模式。从而，使数据库对不同级别的用户形成不同的视图。所谓视图，是指观察、认识和理解数据的范围、角度和方法，是数据库在用户“眼中”的反映。很显然，不同级别（层次）的用户所看到的数据库是不相同的。链接：数据库的两级映像数据库管理系统在这三级模式结构之间提供了两级映像：外模式／模式映像和模式／内模式映像。正是这两级映像保证了数据库中的数

3、据能够具有较高的逻辑独立性和物理独立性。链接：数据字典数据字典，是指对数据的数据项、数据结构、数据流、数据存储、处理逻辑、外部实体等进行定义和描述，其目的是对数据流程图中的各个元素做出详细的说明。数据字典是一种用户可以访问的记录数据库和应用程序源数据的目录。其中，主动数据字典，是指在对数据库或应用程序结构进行修改时，其内容可以由DBMS自动更新的数据字典。被动数据字典，4是指在对数据库或应用程序结构进行修改时，必须手工更新其内容的数据字典。二、数据操作DBMS提供数据操作语言（DataManipulationLanguage，DML），供用户实现对数据的追加、删除、更

4、新和查询等操作。三、数据库运行管理数据库运行管理功能，是DBMS的运行控制和管理功能，包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取限制控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复（即保证事务的原子性）。这些功能保证了数据库系统的正常运行。四、数据组织、存储和管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等，需要确定以何种文件结构和存取方式在存储级上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。数据组织和存储的基本目标，是提高存储空间利用率，选择合适的存取方法提高存取效率。五、数据库保护数据库中的数据是信息社会的战略资源，所以数

5、据的保护至关重要。DBMS对数据库的保护通过以下4个方面来实现：数据库的恢复、数据库的并发控制、数据库的完整性控制、数据库安全性控制。DBMS的其它保护功能还有：系统缓冲区的管理以及数据存储的某些自适应调节机制等。链接：数据库的并发控制数据库管理系统（DBMS）中的并发控制的任务，是确保在多个事务同时存取数据库中同一数据时，不破坏事务的隔离性和统一性以及数据库的统一性。下面举例说明并发操作带来的数据不一致性问题：现有两处火车票售票点，同时读取某一趟列车车票数据库中车票余额为X。两处售票点同时卖出一张车票，同时修改余额为X－1写回数据库。这样就造成了实际卖出两张火车票而

6、数据库中却记录只少了一张。产生这种情况的原因，是因为两个事务读入同一数据并同时修改，其中一个事务提交的结果破坏了另一个事务。提交的结果，导致其数据的修改被丢失，破坏了事务的隔离性。并发控制要解决的就是这类问题。链接：数据库的完整性控制数据库完整性（Database Integrity），是指数据库中数据的正确性和相容性。数据库完整性由各种各样的完整性约束来保证，因此可以说数据库完整性设计就是数据库完整性约束的设计。它能够防止合法用户使用数据库时向数据库中添加不合语义的数据。4六、数据库维护这一部分包括数据库的数据载入、转换、转储，数据库的重组和重构以及性能监控等功能。

7、这些功能分别由各个应用程序来完成。七、通信DBMS具有与操作系统的联机处理、分时系统及远程作业输入的相关接口，负责处理数据的传送。对网络环境下的数据库系统，还应该包括DBMS与网络中其它软件系统的通信功能以及数据库之间的互操作功能。链接：联机处理联机处理，又称为在线处理，是指信息直接从产生地输入系统，而处理结果直接送到需要信息的地点的处理方式。联机处理分为实时处理和延迟处理。前者对输入的数据立即加以处理并得出结果；后者先将输入的数据存储起来，过一段时间以后再加以处理。链接：分时系统分时操作系统（Time-SharingSystem）的“分时”是指多个