數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)庫)

時(shí)間：2022-11-21 04:30:01 | 來源：信息時(shí)代

時(shí)間：2022-11-21 04:30:01 來源：信息時(shí)代

    數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu) : 一個(gè)用來為數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)描繪一個(gè)系統(tǒng)模型的術(shù)語。從應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的用戶角度來看,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)是關(guān)于組成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)的基本元素的界定,各元素所具有的功能,以及這些元素之間的相互作用和聯(lián)系方法。
1964年,IBM360大型計(jì)算機(jī)的主設(shè)計(jì)師G.Amdahl 首次提出計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)(computer architecture)這個(gè)概念,人們對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)逐漸有了統(tǒng)一而清晰的認(rèn)識(shí),為以后計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。近40年來,體系結(jié)構(gòu)學(xué)科得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展,其內(nèi)涵和外延得到了極大的豐富。體系結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件、程序設(shè)計(jì)語言的緊密結(jié)合與相互作用使今天的計(jì)算機(jī)與以往有很大的不同,并觸發(fā)了大量的前沿技術(shù)、相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)與基礎(chǔ)研究課題。
數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之上,計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面,如網(wǎng)絡(luò)、并行、分布等,都直接反映到數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu)中。
在傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)領(lǐng)域中,人們使用流程圖來表達(dá)系統(tǒng)的基本功能和實(shí)現(xiàn)的具體邏輯。但是,流程圖實(shí)際上僅僅是源程序的圖形化表示,無法給系統(tǒng)的分析和開發(fā)者提供更多的信息。隨著數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜性的增加,對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)(數(shù)據(jù)和控制的邏輯)進(jìn)行分析和描述成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)開發(fā)的一個(gè)不可缺少的重要部分,顯然,使用流程圖是無法達(dá)到這個(gè)目標(biāo)的,必須使用系統(tǒng)工程的方法和概念來對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)分析。
系統(tǒng)分析實(shí)際上包括兩個(gè)階段的工作,首先是需求的分析,也就是說,劃分出數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和環(huán)境之間的界面,將所研究(或者是將要開發(fā))的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和周圍的環(huán)境分離,這就是從使用者的觀點(diǎn),將整個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)作為一個(gè)整體來考察; 其次是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì),根據(jù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的整體功能和數(shù)據(jù),參考實(shí)際的物理系統(tǒng)或者類似的系統(tǒng),設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),這一步驟實(shí)際上就是數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)的分析和確定。
從系統(tǒng)工程的觀點(diǎn)看來,任何復(fù)雜的系統(tǒng)都是由相對簡單的、原始的基本元素(這些元素本身可能具有非常復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu))組成的,然而這些基本元素之間又可能存在著復(fù)雜的相互作用。所以,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)的基本任務(wù)是: 確立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的基本元素(完成系統(tǒng)的功能所必不可少的成分); 確定這些元素之間相互作用的方式,最終以數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)的形式反映數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)。
按構(gòu)成數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)基本元素的外部形態(tài)來劃分,可以將數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)分為集中式結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)、瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)和P2P(peer-to-peer)結(jié)構(gòu)。
集中式結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 是指數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安裝在一臺(tái)(或一套)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上,數(shù)據(jù)庫物理地整體存儲(chǔ)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上,集中控制和管理數(shù)據(jù)。不同計(jì)算機(jī)系統(tǒng)間不能共享數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)交換困難,容易造成數(shù)據(jù)大量冗余,主要適合于很少和外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的封閉式計(jì)算機(jī)用戶。
分布式結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 適應(yīng)了地理上分散的公司、團(tuán)體和組織對數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的需求,體系結(jié)構(gòu)靈活,經(jīng)濟(jì)性能好。但由于數(shù)據(jù)的分散存放,給數(shù)據(jù)的處理、管理與維護(hù)帶來困難。而且當(dāng)用戶需要經(jīng)常訪問遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)效率會(huì)明顯地受到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)闹萍s。
客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 不需要將大量數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸,減少了網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量,可提高系統(tǒng)的性能、吞吐量和負(fù)載能力,數(shù)據(jù)庫更加開放,可移植性高。但這種結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)安裝復(fù)雜,工作量大;應(yīng)用維護(hù)困難,難于保密,造成安全性差: 相同的應(yīng)用程序要重復(fù)安裝在每一臺(tái)客戶機(jī)上,從總體來看,浪費(fèi)了系統(tǒng)資源。
瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 瀏覽器界面統(tǒng)一,容易為用戶所掌握,減少了用戶培訓(xùn)時(shí)間。并且由于服務(wù)器端不同服務(wù)器的應(yīng)用,減少了系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)的代價(jià),能夠支持?jǐn)?shù)萬甚至更多的用戶。
P2P結(jié)構(gòu)特點(diǎn): 具有較高擴(kuò)展性的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu),每個(gè)對等節(jié)點(diǎn)(peer)都擁有對等的功能與責(zé)任,任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)可隨時(shí)加入或撤離數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),系統(tǒng)可伸縮性好、資源豐富、性能高。
在一個(gè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,按邏輯功能劃分,可以分為三個(gè)層次: 數(shù)據(jù)邏輯層、業(yè)務(wù)邏輯層和表現(xiàn)層。不同的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用體系結(jié)構(gòu),決定了數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)中數(shù)據(jù)邏輯層、業(yè)務(wù)邏輯層、表現(xiàn)層等之間不同的布局和分布。