第三章 数据库应用系统体系结构

数据库体系结构数据库如何处理一个查询当应用程序向PostgreSQL系统提交一个查询时，一般要经过五个阶段：联接阶段一旦建立起来一个联接，客户端进程就可以向后端服务器进程发送查询了。

查询是通过纯文本传输的，也就是说在前端不做任何分析处理。

服务器分析查询，创建执行规划，执行该规划并且通过已经建立起来的联接把检索出来的记录返回给客户端。

分析阶段解析器的功能就其目的性来说，就是检查从应用程序（客户端）发送过来的查询，核对语法并创建一个查询分析树（querytree）。

重写阶段重写系统是一个位于分析器阶段和规划器/优化器之间的模块。

它接收分析阶段来的查询树且搜索任何应用到查询树上的规则，（规则存储在系统表里）并根据给出的规则体进行转换。

重写系统的一个应用就是实现视图。

当一个查询访问一个视图时（也就是说，一个虚拟表），重写系统改写用户的查询，使之成为一个访问在视图定义里给出的基本表的查询。

优化阶段规划器/优化器的任务是创建一个优化了的执行规划。

它首先合并对出现在查询里的关系进行扫描和连接所有可能的方法。

这样创建的所有路径都导致相同结果，而优化器的任务就是计算每个路径的开销并且找出开销最小的那条路径。

执行阶段接受规划器/优化器传过来地查询规划然后递归地处理它，抽取所需要的行集合。

执行器就是对应于上面所提到的查询引擎中的执行处理客户端发来的请求（Executor），它是查询引擎的核心模块。

执行器实际上是一个需求－拉动地流水线机制。

每次调用一个规划节点地时候，它都必须给出更多的一个行，或者汇报它已经完成行的传递。

针对不同的SQL查询类型，执行器会有不同的执行方案，而这些方案的选择是按照执行器机制进行的。

数据库总体架构图PostgreSQL的总体架构图●Postmaster：它主要负责在客户端第一次发送请求给服务器的时候建立一个服务器端进程。

也就是上图中的Listener。

●Listener：也就是每个客户端对应的服务器端进程，它的主要作用是和客户端进行通信，获取客户端的sql语句，并把查询结果返回给客户端。

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• 窗体 • 窗体（form）是屏幕的显示窗口。窗体是在数据库操计作算的机过科程学中与无工程系
时不在的数据库对象。它可以用来控制数据库应用系统流程，可以接 收用户信息，可以完成对表或查询中的数据输入、编辑、删除等操作 。 • 利用“窗体”设计视图创建数据窗体的工作窗口如图所示：
• Access 2016数 据库中包含了表 、查询、窗体、 报表、宏页和模 块等数据库对象 。在“数据库” 窗口左侧面板对 象组中提供了与 之对应的对象图 标，这些图标提 供了直接访问数 据库中各种对象 的功能。
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表 计算机科学与工程系
• 表（Table）是数据库中用来存储数据的对象，它是整个 数据库系统的数据源，也是数据库其它对象的基础。 利用“表”浏览器设计表的工作窗口如图所示：
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3.1 ACESS对象介绍
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3.1.1 ACESS功能及特性 （1） 界面友好、易操作。 （2） 方便数据共享 （3） 简化安全设置 （4） SharePoint高速在线以及离线应用 （5） 走向网络
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• 3.1.2安装环境 • Access 2016是Office 2016组件中的一个重要组 成部分，因此安装了Office 2016 就安装了Access 2016。 • 操作步骤如下： （1）将Office 2016 系统U盘插入电脑，自动运行 安装程序； （2）输入用户信息和CDKey； （3）选择安装方式（典型安装或自定义安装）； （4）确定安装路径。
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3.2 创建数据库

数据库三层体系结构数据库是计算机领域中非常重要的一类软件应用。

简单来说，数据库可以看作是一个按照一定方式组织的数据集合，可以通过特定的程序进行存储、维护和管理。

由于数据在现代社会中的地位越来越重要，数据库的应用范围也越来越广泛，涉及到金融、医疗、物流等许多领域，成为了现代社会中最为关键的基础设施之一。

为了实现数据库的高效管理和使用，人们逐渐形成了一种三层体系结构的设计模式。

1、概述数据库三层体系结构是指将整个数据库分为三层：数据层、应用层和用户层。

其中数据层是指存储数据的物理介质，包括数据文件、数据库表等；应用层是指进行数据管理和处理的中间层，执行各种操作和管理数据的任务；用户层则是为最终用户提供管理和操作数据库的界面和工具，用户通过界面和工具向应用层提交请求并获取响应结果。

通过这种三层体系结构的设计，可以实现数据库的高效管理和使用，提高数据库的安全性和可维护性。

2、数据层数据层是整个数据库的基底，是存储数据的实体。

在数据层中，数据以文件的形式存储，将不同的数据类型以表的形式存储。

数据层通常由操作系统提供支持，可以通过各种方式进行访问和读写。

在设计数据层时，需要考虑到数据的安全性、可扩展性和可恢复性，即保证数据的完整性、一致性和可靠性。

3、应用层应用层是数据库的核心，负责进行数据管理和处理。

应用层通常由数据库管理系统（DBMS）提供支持，可以对数据进行各种操作和管理。

在应用层中，常常涉及到数据的插入、删除、更新和查询等操作。

应用层还负责执行各种数据库管理任务，如数据库的备份、恢复、重组、优化等。

应用层的设计需要考虑数据库的性能、安全性和可维护性，使得操作和管理数据更为高效和可靠。

4、用户层用户层是为最终用户提供数据库管理和操作工具的界面。

用户可以通过界面和工具提交请求并获取响应结果。

用户层通常由各种数据库客户端软件提供支持，可以通过多种方式进行访问和管理数据库。

用户层的设计需要考虑到最终用户的需求和习惯，使得用户可以方便地管理和操作数据。

《数据库基础与应用》课程标准适用专业：计算机应用层次： ________________ 史专________________ 授课形式：____________ 全日制 ________________ 课程性质：专业必修课学时数： ________________ 64 ______________《数据库基础与应用》课程标准一、适用对象适用于全日制中专计算机应用专业学生二、课程性质与定位《数据库基础与应用》课程是计算机应用专业的一门专业必修课。

数据库系统已成为计算机科学教育中必不可少的部分，因而，牢固地掌握数据库系统知识已成为我们日常学习的核心内容。

信息时代的计算机应用人才，应当熟练掌握计算机科学技术中的数据库技术，并能够根据实际需求应用数据库系统进行数据信息管理。

数据库是数据管理的最新技术，是计算机学科的重要组成部分。

数据库技术发展迅速，其应用早已超出计算机专业的范畴，各专业领域的人们都在学习和使用数据库。

根据数据库的发展情况，本书摒弃了以往教材中不可缺少的网状数据库和层次数据库两大内容，以关系型数据库管理系统作为实例。

三、课程教学目标通过本课程的理论学习和上机实验，使学生了解现在数据库的流行趋势和先进的知识；初步掌握数据库管理系统的基本原理，数据库的基本设计方法；掌握一种流行数据库系统的基本操作方法和编程技术；重点培养学生数据库应用系统软件开发的技术和能力。

四、本课程学时安排五、课程教学内容和基本要求（按章节详细阐述）第一章：数据库概述（一）教学重点和难点1.教学重点：数据库和数据模型的基本概念数据模型的三要素概念模型的表示方法数据库技术的发展过程与研究领域数据库系统的模式结构与体系结构DBMS的功能与组成2.教学难点：数据库和数据模型的有关概念、数据库技术的发展与研究领域以及数据库系统的结构。

（二）教学内容和基本要求1.教学内容：1.1引言1.1.1数据、数据库、数据库系统和数据库管理系统的基本概念1.1.2数据管理的进展1.1.3数据库技术的研究领域1.2数据模型1.2.1数据模型的三要素1.2.2概念模型1.2.3三种主要的数据模型1.3数据库系统的结构1.3.1数据库系统的模式结构1.3.2数据库系统的体系结构1.3.3数据库管理系统2.教学目的及要求：本章主要讲述了数据库的有关概念，通过本章的学习，读者应该理解数据库的基本概念、数据库的三级模式结构和二级映像功能；知道数据模型的三要素，会画E-R图。