数据库管理系统的设计与实现

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学生学籍管理系统数据库设计与实现

学生学籍管理系统数据库设计与实现

学生学籍管理系统数据库设计与实现一、概述学生学籍管理系统是一种提供学生信息管理以及相关协同工作的软件系统。

本文将介绍学生学籍管理系统的数据库设计与实现。

二、数据库需求分析1. 学生数据管理:包括学生基本信息、学号、姓名、性别、年龄、出生日期、家庭住址等。

2. 班级数据管理:包括班级名称、班主任、班级人数等。

3. 课程数据管理:包括课程名称、授课教师、上课时间、上课地点等。

4. 成绩数据管理:包括学生在每门课程中的成绩信息。

5. 其他辅助数据管理:包括教师信息、家长信息等。

三、数据库设计1. 学生表(Student)学号(ID):主键姓名(Name)性别(Gender)年龄(Age)出生日期(Birthdate)家庭住址(Address)2. 班级表(Class)班级编号(ClassID):主键班级名称(ClassName)班主任(Teacher)班级人数(StudentCount)3. 课程表(Course)课程编号(CourseID):主键课程名称(CourseName)授课教师(Teacher)上课时间(ClassTime)上课地点(ClassLocation)4. 成绩表(Score)学号(StudentID):外键,关联学生表的学号课程编号(CourseID):外键,关联课程表的课程编号成绩(Result)5. 教师表(Teacher)工号(TeacherID):主键姓名(Name)性别(Gender)年龄(Age)电话(Phone)电子邮箱(Email)6. 家长表(Parent)家长编号(ParentID):主键学生学号(StudentID):外键,关联学生表的学号姓名(Name)性别(Gender)电话(Phone)电子邮箱(Email)四、数据库实现1. 数据库软件选择:根据系统需求和数据库管理经验,我们选择使用MySQL数据库。

2. 创建数据库和表:根据上述数据库设计,创建相应的数据库和表格。

数据库系统实现

数据库系统实现

数据库系统实现数据库系统是用于存储和管理大量数据的软件系统。

它提供了一种结构化的方式来组织和访问数据,以满足用户对数据的需求。

数据库系统实现包括设计数据库结构、建立数据模型、编写数据库管理系统和开发应用程序等过程。

本文将介绍数据库系统实现的关键步骤和一些常用的技术。

一、设计数据库结构设计数据库结构是数据库系统实现的第一步。

在设计数据库结构时,需要明确数据的关系和属性,并将其转化为逻辑模型。

常用的逻辑模型有层次模型、网络模型、关系模型和面向对象模型等。

其中,关系模型是最常用的一种模型,它利用数据表和关系来组织数据。

在设计数据库结构时,需要注意以下几点:1. 根据需求分析,确定数据的实体、关系和属性;2. 设计数据表和定义各个表之间的关系;3. 定义表的主键和外键,用于确保数据的完整性和一致性;4. 考虑数据库的扩展性和性能问题,避免数据冗余和不必要的索引。

二、建立数据模型建立数据模型是数据库系统实现的关键步骤之一。

数据模型是数据库系统的核心,它描述了数据在数据库中的组织方式和操作规则。

常用的数据模型有关系模型、面向对象模型和文档模型等。

在建立数据模型时,需要考虑以下几点:1. 根据数据库结构设计,确定数据模型的类型;2. 定义数据模型中的实体、属性和关系;3. 考虑数据模型的拓展性和性能问题,选择适当的模型。

三、编写数据库管理系统编写数据库管理系统是数据库系统实现的核心任务之一。

数据库管理系统是管理和操作数据库的软件,它负责数据的存储、检索、更新和删除等操作。

常用的数据库管理系统有Oracle、MySQL和SQL Server等。

在编写数据库管理系统时,需要注意以下几点:1. 根据数据模型和需求分析,确定数据库的功能和特性;2. 设计数据库管理系统的结构和架构;3. 实现数据库管理系统的核心模块,包括数据存储和索引、查询处理和事务管理等。

四、开发应用程序开发应用程序是数据库系统实现的最终目标之一。

实现一个简单的数据库管理系统

实现一个简单的数据库管理系统

实现一个简单的数据库管理系统数据库管理系统(DBMS)是一种用于管理和组织数据的软件工具。

它允许用户创建、操作和维护数据库,以及执行各种数据操作和查询。

数据库管理系统使用户能够快速访问和管理大量数据,并提供了一种结构化的方式来存储和检索信息。

数据库管理系统的核心功能包括数据定义语言(DDL)、数据操纵语言(DML)和数据查询语言(DQL)。

DDL用于创建和定义数据库对象,例如表、视图、索引等。

DML用于插入、更新和删除数据。

DQL用于查询和检索数据。

数据库管理系统的设计考虑了数据完整性、数据安全性和数据一致性。

数据完整性确保数据库中的数据是准确和有效的。

数据安全性确保只有被授权的用户能够访问和修改数据。

数据一致性确保数据库中的数据保持一致性和同步。

下面我们将展示如何实现一个简单的数据库管理系统。

1.数据库设计:首先,我们需要设计一个数据库模式,包括表的结构和关系。

假设我们要创建一个学生信息管理系统,包含学生表、课程表和成绩表。

学生表包括学生ID、姓名和年龄等字段;课程表包括课程ID和课程名称等字段;成绩表包括学生ID、课程ID和成绩等字段。

2.数据库创建:使用DDL语言创建数据库和相应的表。

例如,我们可以使用CREATE DATABASE语句创建数据库,使用CREATE TABLE语句创建表。

3.数据插入:使用DML语言插入数据到相应的表。

例如,我们可以使用INSERT INTO语句将学生信息插入学生表中。

4.数据查询:使用DQL语言查询和检索数据。

例如,我们可以使用SELECT语句从学生表中查询学生信息,使用JOIN语句联合学生表和成绩表查询学生成绩。

5.数据更新和删除:使用DML语言更新和删除数据。

例如,我们可以使用UPDATE语句更新学生表中的学生信息,使用DELETE语句删除学生表中的学生信息。

6.数据安全管理:实现基本的用户认证和授权机制,确保只有被授权的用户能够访问和修改数据。

例如,我们可以使用用户名和密码验证用户身份,并为用户分配适当的权限。

数据库管理系统的设计与实现

数据库管理系统的设计与实现

数据库管理系统的设计与实现数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是指能够对数据库进行管理和操作的软件系统。

它充当了数据库与用户之间的桥梁,提供了方便、高效的数据管理和操作功能。

本文将探讨数据库管理系统的设计与实现过程,包括数据库的概念设计、数据模型的选择、数据库的逻辑设计和物理设计等方面。

一、数据库概念设计在设计数据库管理系统之前,首先需要进行数据库的概念设计。

概念设计是指根据实际需求确定数据库中的实体、属性以及它们之间的关系。

在这个阶段,我们需要了解用户的需求,分析数据之间的逻辑关系,确定数据库的整体结构。

在进行概念设计时,可以根据实体关系模型(Entity-Relationship Model)来描述和表示。

二、数据模型选择在数据库管理系统的设计与实现中,选择适合的数据模型是非常重要的。

常见的数据模型包括层次模型、网络模型、关系模型等。

其中,关系模型是目前应用最广泛的数据模型之一。

它以表格形式存储数据,通过定义实体、属性和关系之间的约束来描述数据之间的关系。

因此,在设计数据库管理系统时,应根据实际需求选择适合的数据模型。

三、数据库的逻辑设计数据库的逻辑设计是指将概念设计的结果转化为数据库模式的过程。

在逻辑设计阶段,需要定义数据库中的表、字段以及它们之间的关系。

通常可以使用结构化查询语言(SQL)来定义表的结构,并通过定义主键、外键等约束来描述实体之间的关系。

通过进行逻辑设计,可以保证数据库结构的合理性和完整性。

四、数据库的物理设计数据库的物理设计是指将逻辑设计的结果转化为实际存储在硬盘上的数据库文件的过程。

在物理设计阶段,需要考虑如何将数据存储在硬盘上以提高查询和操作的效率。

物理设计的主要任务包括选择合适的存储结构、定义索引以及确定数据的存储位置等。

通过进行物理设计,可以优化数据库的性能和存储空间的利用率。

五、数据库管理系统的实现数据库管理系统的实现是指将设计好的数据库管理系统转化为可运行的软件系统的过程。

如何设计和实现一个简单的数据库系统

如何设计和实现一个简单的数据库系统

如何设计和实现一个简单的数据库系统设计和实现一个简单的数据库系统是一个复杂而又具有挑战性的任务。

这个数据库系统需要能够存储和管理大量的数据,并且能够支持对数据的快速和高效的访问。

在这篇文章中,我将详细介绍如何设计和实现一个简单的数据库系统,包括数据库的结构、数据存储方式、数据访问方式等方面。

1.数据库系统的结构设计首先,我们需要设计数据库系统的结构。

一个简单的数据库系统通常包括一个或多个数据表,每个数据表包含若干个字段,每个字段包含不同类型的数据。

在设计数据库系统的结构时,我们需要考虑到数据的组织方式、数据之间的关系以及数据访问的需求。

在设计数据库系统的结构时,我们可以采用实体-关系模型(Entity-Relationship Model,简称ER模型)进行建模。

ER模型是一种常用的数据库建模方式,用于描述数据之间的实体实例和实体之间的关系。

通过ER模型,我们可以清晰地描述数据之间的关系,从而更好地组织和管理数据。

在设计数据库系统的结构时,我们还需要考虑到数据的一致性和完整性。

数据一致性是指数据在不同场景下的统一性,数据完整性是指数据的有效性和正确性。

在设计数据库系统的结构时,我们需要考虑到如何确保数据的一致性和完整性,以及如何预防和处理数据的异常情况。

2.数据库系统的数据存储方式设计数据库系统的数据存储方式是数据库系统设计的一个重要方面。

不同的数据存储方式会影响数据库系统的性能和可扩展性。

常见的数据存储方式包括关系型数据库、非关系型数据库、内存数据库等。

关系型数据库是一种经典的数据库存储方式,它将数据存储在表格中,并使用结构化查询语言(SQL)进行数据查询和操作。

关系型数据库通常具有较好的数据一致性和完整性,并且支持复杂的数据查询和事务处理。

然而,关系型数据库在处理大规模数据时通常性能较低,并且难以进行水平扩展。

非关系型数据库是一种近年来兴起的数据库存储方式,它以文档、键值对等非结构化的数据形式进行存储,并且通常采用分布式存储方式进行数据存储和管理。

数据库系统-设计实现与管理第三版教学设计

数据库系统-设计实现与管理第三版教学设计

数据库系统-设计实现与管理第三版教学设计一、课程简介《数据库系统-设计实现与管理》是一门旨在向学生介绍数据库系统原理、设计及实现的课程。

本课程将从数据管理的基础开始,包括建立数据库模式、查询语句和事务处理。

并且将介绍各种关系数据库管理系统(RDBMS)的安装、配置和管理。

本课程将帮助学生掌握常见的数据库管理工具,如SQL和PL/SQL,并了解数据模型的设计和实现。

二、教学目标1.学习基本的数据库概念,包括数据模型、逻辑设计和物理设计。

2.掌握各种数据库管理系统的安装、配置和管理。

3.了解SQL和PL/SQL等数据库管理工具的使用。

4.了解数据模型的设计和实现方法。

5.了解常见的数据库管理问题和应对措施。

三、教学内容1. 数据库概念•数据库和数据库管理系统的概念•数据模型的基础知识•逻辑设计和物理设计2. 数据库管理系统安装、配置和管理•各种RDBMS的安装和配置•数据库管理系统的设置及管理•数据库备份和还原的方法3. SQL和PL/SQL•SQL的基本知识•SQL查询和查询优化•PL/SQL的语法和核心内容4. 数据模型的设计和实现方法•数据建模的基础知识•实体关系图(ER图)的设计•数据库范式和反范式的概念5. 常见的数据库管理问题和应对措施•数据库的安全和维护问题•性能调优•数据库异常情况下的应对方法四、教学方法1. 授课模式本课程旨在以理论和实践相结合的方式教学,因此采用课堂授课和实验室实践相结合的模式进行教学。

2. 课堂教学本课程将采用面对面的课堂授课方式,以讲解各种数据库管理的核心概念、原理及其应用为主。

3. 实验室实践本课程将为学生提供实验室实践的机会,以加深学生的理解和应用能力,此部分将着重于让学生练习各种数据库管理工具的实践操作。

五、考核方式本课程的考核方式主要分为两个部分:1.作业:课程期间,通过分配的作业来检验学生的掌握程度。

2.实验:在本课程的实验室中,准备实验报告以检验学生的数据库管理实践能力。

数据库管理系统的设计与实现

数据库管理系统的设计与实现

数据库管理系统的设计与实现1. 引言数据库管理系统(Database Management System,简称DBMS)是一种用于管理及操作数据库的软件系统。

随着信息时代的到来,各种组织和企业对数据的需求变得越来越大,因此数据库管理系统的设计与实现显得尤为重要。

本文将探讨数据库管理系统的设计原则、关键功能和实现步骤。

2. 设计原则在设计数据库管理系统时,需要遵循以下原则:2.1 数据模型选择:根据需求和系统特点,选择合适的数据模型,如层次模型、网络模型、关系模型或对象模型。

2.2 数据的一致性与完整性:确保数据在数据库中的存储和更新过程中保持一致性和完整性,避免出现冗余和丢失。

2.3 数据安全性:采取合适的措施来保护数据的安全,包括用户权限管理、加密存储等。

2.4 灵活性和可拓展性:设计数据库管理系统时要考虑系统的灵活性和可扩展性,使其能够适应未来业务的变化和发展。

3. 关键功能数据库管理系统的关键功能如下:3.1 数据定义语言(Data Definition Language,简称DDL):用于定义数据库的架构和模式,包括创建表、定义表结构等。

3.2 数据操作语言(Data Manipulation Language,简称DML):用于对数据库中的数据进行操作,包括插入、删除、更新等。

3.3 数据查询语言(Data Query Language,简称DQL):用于查询数据库中的数据,如SELECT语句。

3.4 数据库事务管理:确保数据库操作的一致性和隔离性,包括事务的提交和回滚。

3.5 数据库备份与恢复:对数据库进行定期备份,以便在数据丢失或系统故障时进行恢复。

3.6 数据库性能优化:通过索引、分区等技术手段,提高数据库的查询和操作性能。

4. 实现步骤实现数据库管理系统可以按照以下步骤进行:4.1 需求分析:了解用户需求,确定数据库的功能和性能需求。

4.2 数据库设计:设计数据库的逻辑结构和物理存储结构,包括表的设计、索引的创建等。

数据库系统的设计与实现

数据库系统的设计与实现

数据库系统的设计与实现一、引言数据库系统是现代信息系统中不可或缺的组成部分,它通过有效地组织和存储数据,提供数据查询、插入、更新和删除等操作,为各种应用程序提供数据支持。

数据库系统的设计与实现是建立一个高效、安全、可靠的数据库系统的关键步骤。

二、数据库系统设计的步骤1. 需求分析:在设计数据库系统之前,首先需要明确用户的需求和系统的功能。

通过与用户的沟通和分析,确定数据库系统需要存储的数据类型、数据量、数据关系等。

2. 概念设计:概念设计是数据库系统设计的第一步,它描述了数据库中实体、属性和实体间的关系。

在概念设计阶段,可以使用实体-联系图(E-R图)来表示实体和实体间的联系,从而帮助设计人员理解用户需求。

3. 逻辑设计:逻辑设计是将概念设计转换为数据库管理系统可以理解和操作的形式。

在逻辑设计阶段,需要将实体-联系图转换为关系模式,确定实体和属性的关系,以及属性的数据类型、约束等。

4. 物理设计:物理设计是将逻辑设计转换为数据库系统的实际存储结构。

在物理设计阶段,需要确定存储设备、数据分布方式、索引策略等,以提高数据库系统的性能和可靠性。

5. 数据库实现:数据库实现是根据物理设计的要求,将数据库系统建立起来。

在数据库实现阶段,需要创建数据库和表结构,以及编写存储过程、触发器、视图等数据库对象。

三、数据库系统设计与实现的关键问题1. 数据库范式:数据库范式是评价数据库设计质量的重要指标。

常见的数据库范式有第一范式、第二范式和第三范式。

设计人员需要根据具体的需求和数据特点,选择合适的范式,以避免数据冗余和数据更新异常。

2. 数据库索引:索引是提高数据库查询性能的重要手段。

设计人员需要根据数据库的查询需求和数据分布特点,选择合适的索引策略,以减少查询时间和提高系统响应速度。

3. 数据库安全性:数据库中存储的数据往往是机密和重要的。

设计人员需要采取一系列安全措施,如访问控制、加密、备份等,以保护数据库的安全性和完整性。

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数据库管理系统的设计与实现1.DBMS的目标(1)用户界面友好对一个实用DBMS来说,用户界面的质量直接影响其生命力。

DBMS的用户接口应面向应用,采用适合最终用户的交互式、表格式、菜单式、窗口式等界面形式,以方便使用和保持灵活性。

一般地说,用户界面应具有可靠性、简单性、灵活性和立即反馈等特性。

(2)功能完备DBMS功能随系统的规模的大小而异。

大型DBMS功能齐全,小型DBMS功能弱一些。

DBMS主要功能包括数据定义、数据库数据存取、事务控制、数据库组织和存储管理、数据库安全保护等等。

我们在下面讨论这些功能的内容。

(3)效率高系统效率包括三个方面:一是计算机系统内部资源的使用效率。

能充分利用资源(包括存储空间、设备、CPU等),并注意使各种资源负载均衡以提高整个系统的效率,二是DBMS本身的运行效率。

三是用户的生产率。

这是指用户学习、使用DBMS和在DBMS基础上开发的应用系统的效率。

2.DBMS的基本功能(1)数据库定义对数据库的结构进行描述,包括外模式、模式、内模式的定义;数据库完整性的定义;安全保密定义(如用户口令、级别、存取权限);存取路径(如索引)的定义。

这些定义存储在数据字典(亦称为系统目录)中,是DBMS运行的基本依据。

为此,提供数据定义语言DDL。

(2)数据存取提供用户对数据的操纵功能,实现对数据库数据的检索、插入、修改和删除。

一个好的DBMS应该提供功能强易学易用的数据操纵语言(DML)、方便的操作方式和较高的数据存取效率。

DML有两类:一类是宿主型语言,一类是自含型语言。

前者的语句不能独立使用而必须嵌入某种主语言,如C语言、COBOL语言中使用。

而后者可以独立使用,通常以供终端用户交互使用和批处理方式两种形式使用。

(3)数据库运行管理这是指DBMS运行控制、管理功能。

包括多用户环境下的并发控制、安全性检查和存取权限控制、完整性检查和执行、数据加密、运行日志的组织管理、事务的管理和自动恢复(保证事务的正确性),这些功能保证了数据库系统的正常运行。

(4)数据组织、存储和管理DBMS要分门别类地组织、存储各类数据,包括数据字典(亦称系统目录)、用户数据、存取路径等等。

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确保较高存取(如随机查找、顺序查找、增、删、改)效率。

(5)数据库的建立和维护包括数据库的初始建立、数据的转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织和重构造以及有性能监测分析等功能。

(6)其它功能包括DBMS与网络中其它软件系统的通信功能;一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能等。

3.DBMS与操作系统通常DBMS是建立在操作系统环境之上的。

根据具体操作系统的特点,DBMS可以用不同的方法利用操作系统的基本功能来实现DBMS。

一般有下面3类方法:(1)共享模块法(2)分离进程法(3)和操作系统融合4.DBMS程序模块的组成作为一个庞大的系统软件,DBMS由众多程序模块组成,它们分别实现DBMS复杂而繁多的功能。

数据库定义方面有DDL翻译处理程序(包括外模式、模式、存储模式处理程序)、保密定义处理程序(如授权定义处理程序)、完整性约束定义处理程序等。

这些程序接收相应的定义,进行语法、语义检查,把它们翻译为内部格式存储在数据字典中。

DDL翻译程序还根据模式定义负责建立数据库的框架(即形式一个空库),等待装入数据。

数据库操纵方面有DML处理程序、终端查询语言解释程序、数据存取程序、数据更新程序等。

DML处理程序或终端查询语言解释程序对用户数据操纵请求进行语法、语义检查,由数据存取或更新程序完成对数据库的存取操作。

数据库运行管理方面有系统初启程序,负责初始化DBMS、建立DBMS的系统缓冲区、系统工作区、打开数据字典等等。

还有安全性控制、完整性检查、并发控制、事务管理、运行日志管理等程序模块,在数据库运行过程中监视着对数据库的所有操作,控制管理数据库资源,处理多用户的并发操作等。

它们一方面保证用户事务的正常运行,一方面保证数据库的安全性和完整性。

数据库组织、存储和管理方面有文件读写与维护程序、存取路径(如索引)管理程序、缓冲区管理程序(包括缓冲区读、写、淘汰等模块),这些程序负责维护数据库的数据和存取路径,提供有效的存取的方法。

数据库建立、维护和其它。

有数据库初始数据装入程序、转储程序、恢复程序、数据库重构造程序、数据转换程序、通信程序等。

DBMS的这些组成模块互相联系,互相依赖,共同完成DBMS 复杂的功能。

这些模块之间的联系有一定的层次关系。

5.DBMS的层次结构和操作系统一样,可以也应该将DBMS划分成若干层次。

许多DBMS实际上就是分层实现的。

最上层是应用层,位于DBMS核心之处。

它处理的对象包括各种各样的数据库应用,如用宿主语言编写的应用程序、终端用户通过应用接口(如FORMS)发出的事务请求等。

该层是DBMS的最终用户和应用程序的界面层。

第二层是语言翻译处理层。

它处理的对象是数据库语言,如SQL。

提供的数据接口是关系、视图,即元组的集合。

其功能是对数据库语言的各类语句进行语法分析、视图转换、授权检查、完整性检查、查询优化等。

通过对下层基本模块的调用,生成可执行代码。

这些代码的运行,即可完成数据库语句的功能要求。

第三层是数据存取层。

该层处理的对象是单个元组。

它把上层的集合操作转化为单记录操作。

执行扫描、排序、元组的查找、插入、修改、删除、封锁等基本操作。

完成数据记录的存取、存取路径维护、并发控制、事务管理等工作。

第四层是数据存储层。

该层处理的对象是数据页和系统缓冲区,执行文件的逻辑打开、关闭、读页、写页、缓冲区读和写、页面淘汰等操作,完成缓冲区管理、内外存交换、外存管理等功能。

操作系统是DBMS的基础,它处理的对象是数据文件的物理块。

执行物理文件的读写操作,保证DBMS对数据逻辑上的读写真实地映射到物理文件上。

操作系统提供的存取原语和基本的存取方法通常作为和DBMS存储层的接口。

6.语言处理语言翻译处理层的任务就是把用户在这两种方式下提交给DBMS的数据库语句转换成对DBMS内层可执行的基本存取模块的调用序列。

数据库语言通常包括DDL、DML、DCL三部分语句。

DDL语句处理相对独立和简单。

DML和DCL则较为复杂。

具体来说,对DDL语句,语言翻译处理层首先把它翻译成内部表示,然后把它存储在系统的数据字典中。

对DCL语句的定义部分,如安全保密定义、存取权限定义、完整性约束条件定义等处理与DDL 相同。

在RDBMS中数据字典通常采用和普通数据同样的表示方式。

数据字典包括关系定义表、属性表、视图表、视图属性表、视图表达式表、用户表、存取权限表、……。

(1)解释方法一些数据库系统(如dBASEⅢ)对上述方法进行了改进,通过尽量推迟聚束过程来赢得数据独立性。

具体做法是:直到执行前,数据库DML语句都以原始字符串的形式保存。

随着数据库系统的发展,这种方法已逐步为预编译技术所取代。

(2)预编译方法已经看到,将聚束过程提前,固然可达到系统的高效率,但失去了数据库的一个主要优点———数据独立性;将聚束时间推迟,赢得了数据独立性,却增加了执行高效率的代价。

预编译方法就是为了克服它们的缺点,保持两者的优点而提出的。

其基本思想是,在用户提供了DML语句后,在运行前对它进行翻译处理,保存产生好的执行代码,运行时加以执行。

但是,使用这种方法会遇到这样的问题:在聚束过程中进行优化所依据的条件可能在运行前已不存在,或者数据结构被修改,因而导致已作出的规划在执行时不再有效。

例如,假设在聚束过程中决定使用某一索引来加快存取速度,而在程序编译完成之后,运行之前,该索引被删除了。

那么,运行时就会出现不可预测的现象。

为了解决这类问题,采用了重编译方法。

即当数据库中某些成分的改变而使一些程序的编译结果无效时,再对它们执行一次编译。

重编译可在不同时刻进行。

为了提高整个系统的效率,不应在数据库某一成分改变后就马上对受影响的那些源程序重编译,较好的方法是将受影响的编译结果置“无效”标志,在其被执行时才进行自动重编译。

自动重编译技术使得编译方法既拥有了编译时进行束缚所带来的高效率,又具备了执行时束缚所带来的数据独立性。

实践证明,预编译方法的效率比其它方法高两倍以上。

7.数据存取层数据存取层介于语言处理层和数据存储之间。

它向上提供单元组接口,即导航式的一次一个元组的存取操作。

向下则以系统缓冲区的存储器接口作为实现基础。

(1)提供一次一个元组的查找、插入、删除、修改等基本操作。

(2)提供元组查找所循的存取路径以及对存取路径的维护操作。

如对索引记录的查找、插入、删除、修改。

(3)对记录和存取路径的封锁、解锁操作。

(4)日志文件的登记和读取操作。

(5)辅助操作。

如扫描、合并/排序,其操作对象有关系、有序表、索引等。

为了完成上述功能,通常把存取层又划分为若干功能子系统加以实现。

8.缓冲区管理数据存取层的下面是数据存储层(简称存储层)。

存储层的主要功能是存储管理。

包括缓冲区管理、内外存交换、外存管理等。

其中缓冲管理是最主要的。

存储层向存取层提供的接口是由定长页面组成的系统缓冲区。

系统缓冲区的设立是出于两方面的原因:一是它把存储层以上各系统成分和实在的外存设备隔离。

外存设备的变更不会影响其它系统成分,使DBMS具有设备独立性。

二是提高存取效率。

DBMS利用系统缓冲区滞留数据。

当存取层需要读取数据时存储子系统首先到系统缓冲区中查找。

只有当缓冲区不存在该数据时才真正从外存读入该数据所在的页面。

当存取层写回一元组到数据库中时,存储子系统并不把它立即写回外存,仅把该元组所在的缓冲区页面作一标志,表示可以释放。

只有当该用户事务结束或结束缓冲区已满需要调入新页时才按一定的淘汰策略把缓冲区中已有释放标志的页面写回外存。

这样可以减少内外存交换的次数,提高存取效率。

系统缓冲区可由内存或虚存组成。

由于内存空间紧张,缓冲区的大小、缓冲区内存和虚存部分的比例要精心设计。

针对不同的应用和环境按一定的模型进行调整。

既不能让缓冲区占据太大内存空间,也不能因空间太小而频频缺页调页,造成“抖动”,影响效率。

缓冲区由控制信息和若干定长页面组成。

缓冲区管理模块向上层提供的操作是缓冲区的读(READBUF)、写(WRITEBUF)。

缓冲区内部的管理操作有:查找页、申请页、淘汰页。

缓冲区管理调用OS的操作有:读(READ)、写(WEITE)。

9.数据库的物理组织数据库是大量数据的有结构的综合性的集合,如何将这样一个庞大的数据集合以最优的形式组织起来存放在外存上是一个非常重要的问题。

所谓“优”应包括两方面:一是存储效率高,节省存储空间;二是读取效率高,速度快、代价小。

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