数据库原理及应用第七章.ppt

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1、第 7 章数据库应用系统开发第7章 数据库应用系统开发7.1 数据库应用系统的结构 7.2 Microsoft SQL Server 2000 7.1 数据库应用系统的结构 7.1.1 集中式结构 7.1.2 二层客户机/服务器结构 7.1.3 三层客户机/务器结构 7.1.4 多层结构 返回7.1.1 集中式结构(1)1 1、集中式结构、集中式结构：所有的程序，包括DBMS、应用程序、与用户终端进行通信的软件等全部都集中在一台称为主机的计算机上运行，且所有的数据及其数据处理工作也都在主机中进行。主机操作系统多数是分时系统，用户通过终端和主机交互，终端可以采用智能终端，也可以用微机代替。2 2

2、、集中式结构的主要优点：、集中式结构的主要优点：集中的安全控制使得管理很方便，通常主机有处理大量数据和支持许多并发用户的能力，效率很高，此外，也使用户能共享贵重的硬件设备，如磁盘机、打印机和调制解调器等。3 3、集中式结构的主要缺点、集中式结构的主要缺点：建立和维护这样的系统一次性投资较大；数据集中处理会随着用户的增多形成瓶颈；数据传输的开销较大，对主机要求较高。7.1.2 二层客户机/服务器结构(1)1 1、数据库应用系统的四个组成部分、数据库应用系统的四个组成部分：数据管理、事务逻辑、应用逻辑和用户界面的表达逻辑。2 2、二层客户机、二层客户机/服务器结构服务器结构(Client/Serv

3、er，简记C/S)：将数据库应用系统的计算机分为客户机和服务器，系统的功能在客户机和服务器之间进行划分。客户机客户机：负责应用逻辑的处理、用户界面表达逻辑的处理和显示，通过网络与服务器交互；服务器服务器：负责向客户机提供数据服务，实现数据管理和事务逻辑，有时也完成有限的应用逻辑。3 3、二层客户机、二层客户机/服务器结构是服务器结构是“肥肥”客户机客户机/“瘦瘦”服服务器结构：务器结构：因为所有的客户端需要配置好几层软件，如操作系统、网络协议软件、客户机软件及应用程序等，因而变得很庞大，故被称为“肥”客户机；而在服务器端则是单纯的数据库服务器，称为“瘦”服务器。7.1.2 二层客户机/服务器结

4、构(2)4 4、二层客户机、二层客户机/服务器结构存在的问题服务器结构存在的问题 系统可靠性较低：系统可靠性较低：一个客户机/服务器系统是由各自独立开发、制造和管理的各种硬件和软件的混合体，其内在的可靠性不如单一的、中央管理的大型机或小型机，出现问题时，很难立即获得技术支持和帮助。维护费用较高：维护费用较高：由于客户端需要安装庞大而复杂的应用程序，当网络用户的规模达到一定的数量之后，系统的维护量急剧增加，维护应用系统变得十分困难。系统资源的浪费：系统资源的浪费：尽管硬件不断更新，但新的操作系统和新的应用软件的不断出现，使得用户对硬件的更新仍然跟不上软件更新的速度。客户不得不在本地硬盘上装入大量

5、的软件，但使用的只是其中很少一部分(一般低于10)。在一个拥有众多“胖”客户机的环境中，这无疑是巨大的浪费。系统缺乏灵活性系统缺乏灵活性：客户机/服务器需要对每一应用独立地开发应用程序，消耗了大量的资源，且“胖”客户机的计算模式却仍然满足不了日益增长的应用需要。7.1.3 三层客户机/服务器结构(1)1 1、三层客户机、三层客户机/服务器结构服务器结构：把数据库应用系统的四个组成部分分为数据层(数据管理、事务逻辑)，功能层(应用逻辑)和表示层(表达逻辑)等三个层次。其主要功能为：表示层表示层：负责显示并与用户交互(客户机)。功能层：功能层：实现应用逻辑(应用服务器)，因此也称为应用层。数据层：

6、数据层：负责数据管理(数据库服务器)。2 2、三层客户机、三层客户机/服务器结构的特点服务器结构的特点：它把三个层次分别放在各自不同的硬件系统上，有很高的灵活性，并能够适应客户机数目的增加和处理负荷的变动。7.1.3 三层客户机/务器结构(2)3 3、典型的三层结构、典型的三层结构C/SC/S系统：系统：World Wide Web(WWW)上的数据库应用。表示层表示层WWWWWW浏览器浏览器：在客户端，计算机向由URL(Uniform Recource Locator，统一资源定位器)所指定的Web服务器提出服务申请，Web服务器对用户进行身份验证后，用HTTP协议把所需的文档资料传送给用户

7、，客户端接收文档资料，并显示在WWW浏览器上。7.1.3 三层客户机/务器结构(3)功能层功能层WebWeb服务器及其扩展服务器及其扩展：具有CGI(Common Gateway Interface，公共网关接口)程序或别的中间件的Web服务器接受客户请求，首先执行CGI程序，并与数据库连接，向数据库服务器提出数据访问请求，对数据库服务器返回的数据进行处理，再由Web服务器传至客户端。数据层数据层数据库服务器数据库服务器：数据库服务器接受来自于Web服务器的数据访问请求，并将用户访问需要数据返回给Web服务器。7.1.4 多层结构(1)1 1、多层结构：、多层结构：由“前-中-后”三类分层来定

8、义。前端的客户层前端的客户层：负责提供可移植的表达逻辑。中间的应用层中间的应用层：实现各类业务逻辑，根据实际需要可再分解为若干层。后端的数据管理与服务层：后端的数据管理与服务层：提供对专门服务器(如数据库服务器)的访问。因此，三层结构是多层结构的特例。3 3、多层结构与传统的二层客户机、多层结构与传统的二层客户机/服务器结构的区别服务器结构的区别：在传统的客户机/服务器两层结构中，用户将实际的应用逻辑放置到客户端(作为对表达逻辑的增补)或放置到后端数据库(作为数据逻辑的一部分包含在存储过程中)。而在多层结构中，用户将应用逻辑放到中间层上。这种模块化方法明确地划分了表达逻辑、应用逻辑和数据存储。

9、仅有一个应用层次的多层结构就是三层结构。7.1.4 多层结构(2)4 4、中间件、中间件(middleware)(middleware)：顾名思义，中间件是一种处于操作系统和应用程序之间的软件。在众多关于中间件的定义中，比较普遍被接受的是IDC的表述：中间件是一种独立的系统软件或服务程序，分布式应用程序借助这种软件在不同的技术之间共享资源，中间件位于客户机服务器的操作系统之上，管理计算资源和网络通信。以上IDC对中间件的定义表明，中间件是一类软件，而非一种软件；中间件不仅实现互连，还要实现应用之间的互操作；中间件是基于分布式处理的软件，最突出的特点是其网络通信功能。因此，我们可以得到中间件的一

10、个简洁定义：7.1.4 多层结构(3)中间件是分布式环境中保证操作系统、通信协议、数据库等之间进行对话、互操作的软件系统。中间件为多层应用的开发者解决了两个关键问题：能处理所有客户机/中间层/服务器间的通信和传输。能为驻留在服务器上的业务逻辑提供开发和执行环境，使开发者能够集中精力编写业务逻辑，而不是低层次的系统软件。返回7.2 Microsoft SQL Server 2000 7.2.1 SQL Server的主要特点 7.2.2 SQL Server的安装 7.2.3 SQL Server的基本工具 7.2.4 SQL Server的安全性管理 7.2.5 SQL Server的完整性策

11、略 7.2.6 SQL Server的恢复技术 7.2.7 SQL Server的并发控制 7.2.8数据库编程 返回7.2.1 SQL Server的主要特点 SQL Server系统具有动态的数据存储机制;SQL Server系统具有强大的安全措施;SQL Server系统具有很强的数据互操作性;SQL Server系统具有强大的网上功能，可以在Intemet上发布数据库中的数据;版本多样化;SQL Server系统具有自动配置和动态配置的功能;SQL Server系统具有内置的数据复制功能;SQL Server系统与操作系统是紧密集成的;SQL Server与Windows DNA 20

12、00集成;SQL Server支持XML;SQL Server支持电子邮件功能;返回7.2.2 SQL Server的企业管理器 SQL Server的企业管理器(Enterprise Manager)是一个集成化的数据库操作环境工具。几乎所有的操作都可以在该工具中完成，比如创建数据库、制作数据库后备副本、执行各种向导工具、服务器配置、数据复制等。要求学生学习本节后能够自己动手创建数据库。7.2.3 SQL Server的查询分析器 SQL Server的查询分析器(Query Analyzer)是一个功能强大且使用方便的执行TRANSACT-SQL语句的工具。要求学生学习本节后能够利用查询分

13、析器完成创建表、索引以及各种查询操作。7.2.4 SQL Server的安全性管理(1)1 1、SQL ServerSQL Server的安全认证模式的安全认证模式SQL Server允许设置以下两种安全认证模式之一。WindowsWindows身份验证模式身份验证模式：也称集成登录认证模式，既将登录Windows的用户帐号和登录SQL Server的用户帐号统一。其好处是减少用户对口令的记忆负担，也使管理者能够通过Windows的用户和用户组来实现对SQL Server的用户管理。混合模式：混合模式：也称Windows身份验证和SQL Server 身份验证模式，既登录Windows的用户帐

14、号和登录SQL Server的用户帐号无关。其有点是安全性更好。7.2.4 SQL Server的安全性管理(2)2 2、SQL ServerSQL Server的安全体系结构的安全体系结构在一个企业的Windows网络上，若用户要想访问SQL Server 数据库中的某个对象，必须通过4层安全防线的认证：Windows操作系统的安全认证。基于Windows的SQL Server安全认证。SQL Server数据库的安全认证。SQL Server 数据库对象的安全认证。7.2.5 SQL Server的完整性策略(1)1 1、SQL ServerSQL Server中的实体完整性：中的实体完整

15、性：SQL Server在CREATE TABLE语句中提供了PRIMARY KEY子句，供用户在建表时指定关系的主键列，即定义实体完整性。2 2、SQL ServerSQL Server中的参照完整性：中的参照完整性：SQL Server的CREATE TABLE语句用FOREIGN KEY子句定义哪些列为外键列，用CONSTRAINT REFERENCES子句指明这些外键相应于哪个表的主键。3 3、SQL ServerSQL Server中用户定义的完整性：中用户定义的完整性：SQL Server在CREATE TABLE语句中允许用户在建表时定义下列用户自定义的完整性约束：列值非空(NO

16、T NULL短语)列值唯一(UNIQUE短语)列缺省值(DEFAULT短语)检查列值是否满足一个布尔表达式(CHECK短语)7.2.6 SQL Server的恢复技术(1)SQL Server系统把事务分成两种类型：1、系统提供的事务：系统提供的事务：在执行某些TRANSACT-SQL语句时，一条语句就是一个事务。2、用户明确定义的事务用户明确定义的事务：用户使用BEGIN TRANSACTION语句明确定义事务的开始，用COMMIT或ROLLBACK明确定义事务的结束。如果不使用明确的结束语句来结束事务，那么系统可能把从事务开始到用户关闭连接之间的全部操作都作为一个事务来对待。7.2.6 S

17、QL Server的恢复技术(2)7.2.6.2 7.2.6.2 恢复技术恢复技术SQL Server提供了登记日志文件和数据备份两种数据恢复技术。1、基于日志文件的恢复技术。2、基于数据库后备副本的恢复技术。7.2.6.3 7.2.6.3 死锁与死锁的解除死锁与死锁的解除1、SQL Server系统中的两种死锁现象。当两个事务分别锁定了两个单独的粒度对象，这时每个事务又要求在对方已经锁定的对象上获得一个锁，因此每一个事务都必须等待另外一个事务释放占有的锁。这种死锁是最典型的死锁形式。在一个数据库中，有若干个长时间运行的事务执行并行的操作，当查询分析器处理一种非常复杂的连接查询时，由于不能控制

18、处理的顺序，有可能发生死锁现象。7.2.6 SQL Server的恢复技术(3)2 2、SQL ServerSQL Server系统解决死锁方法：系统解决死锁方法：当发生死锁现象时，SQL Server系统可以自动检测到，然后通过自动取消其中一个事务来结束死锁。在发生死锁的两个事务中，根据事务处理时间的长短作为规则来确定它们的优先级。处理时间长的事务具有较高的优先级，处理时间较短的事务具有较低的优先级。在发生死锁冲突时，保留优先级高的事务，取消优先级低的事务。7.2.7 SQL Server的并发控制(1)1 1、封锁的粒度、封锁的粒度SQL Server将封锁的粒度分为5级：行、页、簇、表和

19、数据库，它们对应的锁分别是行级锁、页级锁、簇级锁、表级锁和数据库级锁。2 2、锁的类型、锁的类型 SQL Server中锁定资源的两种基本形式：读操作要求的共享锁共享锁(Share Lock，简称S锁)；写操作要求的排它锁排它锁(eXclusive Clock，简称X锁)。SQL Server系统的特殊类型锁：意向锁、修改锁和模式锁。7.2.7 SQL Server的并发控制(2)意向锁意向锁 意向共享意向共享(IS)(IS)锁锁：若一个事务对一个数据对象加了IS锁，表示该事务将要对这个数据对象的低层次数据对象加(S)锁。意向排它意向排它(IX)(IX)锁锁：若一个事务对一个数据对象加了IX锁

20、，表示该事务将要对这个数据对象的低层次数据对象加(X)锁。共享意向排它(SIX)锁：若一个事务对一个数据对象加了SIX锁，表示该事务对这个数据对象加S锁，再加IX锁。修改锁修改锁(Updating Lock，简称U锁)：当系统将要修改一个页时，使用修改(U)锁。模式锁模式锁：保证当表或者索引被另外一个事务参考时，不能被删除或者修改其结构模式。SQL Server有两种类型的模式锁：模式稳定锁：模式稳定锁：确保锁定的资源不能被删除；模式修改锁模式修改锁：确保其它事务不能参考正在修改的资源。7.2.8数据库编程(1)1 1、数据库编程：、数据库编程：利用RDBMS提供的SQL语言编写直接存放在数据

21、库服务器上某个数据库中的例行程序，这个程序可以由客户端的应用程序调用，其目的是提高数据处理效率或保证数据的完整性。2 2、TANSACT-SQLTANSACT-SQL简介简介：在SQL Server中使用的SQL语言是TANSACT-SQL，它是Microsoft实现的SQL Server的核心组件，是对标准SQL语言的扩充，它有如下优点：过程化功能。改进性能。可移植性。7.2.8数据库编程(2)3 3、存储过程、存储过程 存储过程：存储过程：SQL语句的集合，它经预先编译后存储在数据库中，并能通过应用程序调用使其在数据库服务器上直接运行。存储过程的优点：存储过程的优点：存储过程与在本地机上的

22、TRANSACT-SQL程序相比较的其优点是 存储过程允许模块化编程。存储过程运行的速度更快。存储过程使网络流量降低以及在加密状态下运行。7.2.8数据库编程(3)4 4、触发器、触发器 触发器触发器：一种特殊的、附着在某个基本表上的存储过程，它保证在记录的插入、修改和删除时能够执行与该基本表有关的特定操作，一般用来维护数据的一致性。触发器运行方式触发器运行方式：由于触发器附着在某个基本表上，且通常都定义了触发的条件。当该基本表的插入、修改和删除操作发生时，系统都会自动检查触发器的条件，如果满足条件，则执行触发器，否则触发器不被执行。触发器定义规则触发器定义规则：一个表最多可以定义三个触发器，

23、而一个触发器只能作用于一个表上，但是可以响应三个用户动作：更新、插入、删除。复习思考题(1)7.1 7.1 选择题选择题1、集中式数据库应用系统不具备的优点是()。A、安全控制方便 B、共享贵重外部设备C、对主机性能要求不高 D、并发效率较高2、()不是集中式结构的主要缺点。A、一次性投资较大 B、用户增多处理速度降低C、数据传输开销较大 D、系统资源浪费大3、()不是二层客户机/服务器结构存在的问题。A、系统可靠性较低 B、客户机计算能力差C、维护费用较高 D、系统资源的浪费复习思考题(2)4、在二层客户机/服务器结构中，服务器不提供的服务是()。A、数据管理 B、事务逻辑C、应用逻辑 D、

24、用户界面表达逻辑5、三层客户机/服务器结构把数据库应用系统的数据管理、事务逻辑、应用逻辑和用户界面的表达逻辑等四个部分分为数据层、功能层和表示层等三个层次。其中数据层包括()。A、数据管理和事务逻辑 B、数据管理和应用逻辑C、事务逻辑和应用逻辑 D、事务逻辑和用户界面的表达逻辑6、SQL Server系统解决死锁的方法是()。A、一次封锁法 B、顺序封锁法C、预防法 D、诊断解除法复习思考题(3)7、()不属于SQL Server系统提供的特殊类型锁。A、意向锁 B、修改锁C、模式锁 D、排它锁8、下列关于ODBC的描述，错误的是()。A、ODBC是开放数据库连接的缩写B、ODBC只能用来访问

25、ACCESS创建的数据库C、通过ODBC我们可以使用SQL语言，既可访问ACCESS创建的数据库，又可访问FOXPRO创建的数据库，D、只要数据库系统提供ODBC驱动程序，用户都可以通过ODBC来访问这些数据库复习思考题(4)7.2 7.2 填空题填空题1、数据库应用系统可分成四个组成部分：()、事务逻辑、()和用户界面的表达逻辑。2、二层客户机/服务器结构存在的主要问题的是系统可靠性较低、()、系统资源的浪费、()。3、三层客户机/服务器结构把数据库应用系统分为()，()和()等三个层次。4、多层客户机/服务器结构把把数据库应用系统分为(),(),()。5、SQL Server的企业管理器(

26、Enterprise Manager)是一个 ()的数据库操作环境工具。6、SQL Server的查询分析器(Query Analyzer)是一个执行 ()语句的工具。复习思考题(5)7、在安装MS SQL Server时，可选择()和()两种安全认证模式之一。8、SQL Server提供了()和()两种数据恢复技术。9、ODBC的中文全称是()，它的主要功能是()。7.3 7.3 简答题简答题1、简述基于Windows网络的SQL Server安全体系结构。2、简述SQL Server的完整性策略。3、简述SQL Server系统解决死锁的方法和策略。4、简述数据库编程的涵义。5、什么存储过程？6、简述存储过程与客户机上的SQL程序相比较的优点。7、什么是触发器？8、简述触发器运行方式。The End Thank You Very Much!