5.DBmS的層次結構

　　和操作系統一樣，可以也應該將DBmS劃分成若干層次。許多DBmS實際上就是分層實現的。最上層是應用層，位于DBmS核心之處。它處理的對象包括各種各樣的數據庫應用，如用宿主語言編寫的應用程序、終端用戶通過應用接口(如FoRmS)發出的事務請求等。該層是DBmS的最終用戶和應用程序的界面層。第二層是語言翻譯處理層。它處理的對象是數據庫語言，如SQL。提供的數據接口是關系、視圖，即元組的集合。其功能是對數據庫語言的各類語句進行語法分析、視圖轉換、授權檢查、完整性檢查、查詢優化等。通過對下層基本模塊的調用，生成可執行代碼。這些代碼的運行，即可完成數據庫語句的功能要求。第三層是數據存取層。該層處理的對象是單個元組。它把上層的集合操作轉化為單記錄操作。執行掃描、排序、元組的查找、插入、修改、刪除、封鎖等基本操作。完成數據記錄的存取、存取路徑維護、并發控制、事務管理等工作。第四層是數據存儲層。該層處理的對象是數據頁和系統緩沖區，執行文件的邏輯打開、關閉、讀頁、寫頁、緩沖區讀和寫、頁面淘汰等操作，完成緩沖區管理、內外存交換、外存管理等功能。操作系統是DBmS的基礎，它處理的對象是數據文件的物理塊。執行物理文件的讀寫操作，保證DBmS對數據邏輯上的讀寫真實地映射到物理文件上。操作系統提供的存取原語和基本的存取方法通常作為和DBmS存儲層的接口。

　　6.語言處理

　　語言翻譯處理層的任務就是把用戶在這兩種方式下提交給DBmS的數據庫語句轉換成對DBmS內層可執行的基本存取模塊的調用序列。數據庫語言通常包括DDL，DmL，DcL三部分語句。DDL語句處理相對獨立和簡單。DmL和DcL則較為復雜。具體來說，對DDL語句，語言翻譯處理層首先把它翻譯成內部表示，然后把它存儲在系統的數據字典中。對DcL語句的定義部分，如安全保密定義、存取權限定義、完整性約束條件定義等處理與DDL相同。在RDBmS中數據字典通常采用和普通數據同樣的表示方式。數據字典包括關系定義表、屬性表、視圖表、視圖屬性表、視圖表達式表、用戶表、存取權限表、……。

　　(1)解釋方法一些數據庫系統(如dBASEⅢ)對上述方法進行了改進，通過盡量推遲聚束過程來贏得數據獨立性。具體做法是:直到執行前，數據庫DmL語句都以原始字符串的形式保存。隨著數據庫系統的發展，這種方法已逐步為預編譯技術所取代。

　　(2)預編譯方法已經看到，將聚束過程提前，固然可達到系統的高效率，但失去了數據庫的一個主要優點———數據獨立性;將聚束時間推遲，贏得了數據性，卻增加了執行高效率的代價。預編譯方法就是為了克服它們的缺點，保持兩者的優點而提出的。其基本思想是，在用戶提供了DmL語句后，在運行前對它進行翻譯處理，保存產生好的執行代碼，運行時加以執行。但是，使用這種方法會遇到這樣的問題:在聚束過程中進行優化所依據的條件可能在運行前已不存在，或者數據結構被修改，因而導致已作出的規劃在執行時不再有效。例如，假設在聚束過程中決定使用某一索引來加快存取速度，而在程序編譯完成之后，運行之前，該索引被刪除了。那么，運行時就會出現不可預測的現象。為了解決這類問題，采用了重編譯方法。即當數據庫中某些成分的改變而使一些程序的編譯結果無效時，再對它們執行一次編譯。重編譯可在不同時刻進行。為了提高整個系統的效率，不應在數據庫某一成分改變后就馬上對受影響的那些源程序重編譯，較好的方法是將受影響的編譯結果置“無效”標志，在其被執行時才進行自動重編譯。自動重編譯技術使得編譯方法既擁有了編譯時進行束縛所帶來的高效率，又具備了執行時束縛所帶來的數據獨立性。實踐證明，預編譯方法的效率比其它方法高兩倍以上。

　　3.分布式數據庫管理系統(DDBmS)

　　在目前分析DDBmS的性能時，應該把商品化系統和先進的研究樣機區分開來，但是可以預料，某些先進的研究樣機中試驗的特性，可能會應用到將來的商品化系統中去的。本節簡要敘述分布式數據庫管理系統的基本性能，并就用什么樣的方法使得分布式數據庫這個新技術商品化的問題談一點看法。從目前看，世界上幾各已經商品化的分布式系統是由集中式數據庫管理系統的銷售廠商開發出來的。這些分布式數據庫管理系統，包括擴充集中式DBmS時所附加的部件。分布式功能的擴充是通過裝配在計算機網絡中不同節點上的DBmS之間所提供的通信和合作來實現的。在這種情況下建立分布式數據庫通常所必須的軟件部分是:

　　(1)數據庫管理部分(DB);

　　(2)數據通信部分(Dc);

　　(3)數據字典(DD)，它能用來表示有關網絡中數據分布的信息;

　　(4)分布式數據庫部分(DDB)。