DBMS（数据库管理系统）的工作模式和主要功能

数据库管理系统是对数据进行管理的网站制作软件系统。它是数据库系统的核心组成部分。用户在数据库系统中的所有操作，包括数据定义、查询、更新和各种控制，都是通过DBMS进行的。 DBMS 的工作图如图1.24 所示。

DBMS的工作模式如下：

(1) 接受应用程序的数据请求和处理请求；

（2）将用户数据请求（高级指令）转换成复杂的机器码（低级指令）；

（3）实现对数据库的操作；

(4) 接受对数据库操作的查询结果；

(5) 处理查询结果；

(6) 将处理结果返回给用户。

DBMS总是基于一定的数据模型，所以DBMS可以看作是某种数据模型在计算机系统上的具体实现。根据不同的数据模型，DBMS可以分为层次型、网络型、关系型、面向对象型等。

在不同的计算机系统中，由于缺乏统一的标准，即使是具有相同数据模型的DBMS，在用户界面和系统功能方面也往往存在差异。

为了使读者对数据库系统有一个整体的概念，现以查询为例介绍访问数据库的主要步骤。该过程如图1.25 所示。

(1) 在应用程序中执行查询数据库记录时，向DBMS发送读取相应记录的命令，并指定外部模式名。

(2) DBMS收到命令后调出需要的外部模式，并进行权限校验。如果合法，继续执行；

否则向应用程序返回一条错误消息。

(3)DBMS访问模式，根据外部模式/模式映像，确定所需数据在模式上的相关信息(逻辑记录类型)。

(4) DBMS访问内部模式，根据模式/内部模式图像，确定所需数据的内部模式的相关信息（需要读取的物理记录和访问方式）。

(5) DBMS向操作系统发送请求读取相应的数据（读取记录）。

(6) 操作系统执行读取命令，将相关数据从外部存储器传输到系统缓冲区。

(7) DBMS以外部方式将数据发送到用户的工作区，并返回正常执行的信息。这样用户程序就可以使用数据了。当然，这些只是几个大步骤，不赘述。由上可知，DBMS是数据库系统的核心，与操作系统相关。DBMS的主要功能有以下几个方面：1.数据库定义功能

DBMS提供数据定义语言DDL，定义了数据模式、外部模式和内部模式的三级模式结构，定义了模式/内部模式和外部模式/模式副像，并定义了相关约束。例如，定义用户密码和访问权限以确保数据库安全，定义完整性规则以确保正确的语义。2.数据操纵功能

DBMS提供数据操作语言DML来实现对数据库中数据的基本操作，如检索、插入、修改、删除和排序。有两种类型的DML：

(1) 嵌入式DML。包括嵌入在高级语言（称为宿主语言）中的DML，例如C++ 或PowerBuilder。

(2) 非嵌入式DML。包括交互式命令语言和结构化语言，其语法简单，可以独立使用，由单独的解释或编译系统执行，因此一般称为自治或自包含的DML。命令语言是行结构语言，单行执行；结构化语言是命令语言的扩展和发展，增加了程序结构描述或过程控制功能，如循环和分支。命令语言一般都是一一解释执行。结构化语言可以解释执行，也可以编译执行。现在DBMS普遍支持命令语言交互环境和结构化语言环境两种运行模式供用户选择。3.数据库的保护功能

数据库中的数据是信息社会的战略资源，对数据的保护是至关重要的。 DBMS对数据库的保护是通过四个方面来实现的，所以DBMS中包括以下四个子系统：

(1) 数据库的恢复。当数据库损坏或数据不正确时，系统有能力将数据库恢复到正确的状态。

(2)数据库的并发控制。当多个用户同时对同一个数据进行操作时，系统应该能够对其进行控制，以防止对数据库中的数据造成破坏。

(3) 数据完整性控制。确保数据库中数据和语义的正确性和有效性，防止任何导致数据错误的操作。

(4) 数据安全控制。防止未经授权的用户访问数据库中的数据，以避免数据泄露、更改或破坏

。

DBMS的其他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。

4.数据库的维护功能

它包括数据库的初始数据的装人，数据库的转储、恢复、重组织，系统性能监视和分析等功能。这些功能分别由各个实用程序(utilties)完成。

5.数据字典

数据库系统中存放三层结构定义的数据库称为数据字典(data dictionary, DD)。对数据库的操作都要通过DD才能实现.DD中到底应包括哪些信息，并没有明确的规定，一般由DBMS的功能强弱而定。其数据主要有两类:一类是来自用户的信息，如表、视图(用户所使用的虚表)和索引的定义以及用户的权限等;另一类是来自系统状态和数据库的统计信息，如通信系统用的协议、数据库和磁盘的映射关系、数据使用的频率统计等。上面是一般的DBMS所具备的功能，通常在大、中型计算机上实现的DBMS功能较强、较全，在微型计算机上实现的DBMS功能较弱。