关系数据库体系结构与客户/服务器模式
关系数据库概述
关系数据库被定义为一种特殊的数据库 其中各个文件（称作关系）以平面文件（FlatFiles）或表的形式保持数据 表必须只含有一种记录类型 每个记录具有固定数目的字段 所有字段皆显示命名 表内的字段内容是各不相同的 不允许重复组（repeating groups） 不含有复制记录和预定的记录序列
在构造关系数据库时 必须特别注意关系的内容以及记录的各属性（字段）之间的内在联系
关系数据库上的基本 *** 作有选择 投影 连接和除法 选择建立一个含有与原始关系相同列数的新表 但是行只包括那些满足某些特写标准的原始关系行 投影 *** 作指定将被选择的列 因而形成的表只含有原始表列的一个子集 如果在投影 *** 作删除的列中有两个行不同 那么将只有一个记录被转入新的关系 连接 *** 作从两个或多个表中组合信息 两个表中的公用字段用作组合记录的基础字段 在公用字段中具有相等值的记录被连接在结果关系内
关系数据库实现的任务
实现关系数据库所涉及的任务分为三组
● 为DBMS定义数据库结构的任务
● 将数据库分配给物理存储介质的任务
● 建立数据库数据的任务
执行这些任务的方法取决于所采用的DBMS产品
各种不同的DBMS产品提供定义数据库结构的实用程序 这些实用程序使用一种专用的数据定义语言（DDL） 某些DBMS产品含有一些规定 一旦数据库已被定义到DBMS 即将该数据库分配到物理介质 根据应用程序处理的特点 数据可以定位在指定表上或定位在同一磁盘上 它有些DBMS产品偏重于数据库数据的建立
如上所述 数据库定义 存储分配以及数据建立过程都将取决于应用需求和所选择的特定DBMS产品的特征
关系数据 *** 作
为了开发数据库应用 需要使用一种语言来表达处理逻辑 关系数据 *** 作语言共有四类
● 关系代数 它是一种语言 提供一组远算符处理关系数据库中的关系
● 关系演算 它是一种语言 在该语言中用户指定一组来自关系数据库内数据 *** 作的结果
● 面向变换的语言 它们构成一类非过程语言 这类语言将表示为关系的输入数据变换成表示为单个关系的结果 SQL就是一种面向变换的语言
● 面向图形的系统 它们为用户提供一个关系结构的图形 如Borland的Paradox 和IBM公司的QBE（Query By Example）
用户可以采用多种方法与关系数据库进行联系
● 某些DBMS产品 包括有生成表格的工具并提供表格和报告的处理
● 通过查询语言提供一个接口 它们执行查询和更新功能 最重要的查询语言是SQL
● 与关系数据库联系的第三种方法是通过应用程序
扩展关系系统
众多的销售商都在积极扩展关系模型 这些扩展包括在关系表中存储复杂数据类型 存储过程 触发器以及二进制大对象（BLOB） 目前正在SQL 标准中考虑的SQL扩展将包括对对象的进一步支持 还有可能包括对用户定义数据类型及嵌套表的支持 向关系模型提供对象扩展的产品包括Sybase Informix Oracle和Borland
SQL:集成客户/服务器体系结构的基本链路
SQL为前面讨论的集成客户/服务器体系结构提供一条基本链路 目前美国国家标准局（ANSI）已认可SQL作为 *** 作数据库的正式工业标准 它是许多数据库管理系统（DBMS）产品都采用的数据存取语言
SQL允许用户在关系表数据上进行查询 建立新表 存取现有的远程表 *** 作数据 建立应用程序存取SQL数据 运行SQL语句 处理错误以及访问多个服务器 SQL数据库服务器是多用户关系数据库管理系统（DBMS）
SQL可以作为一个查询语言用于交互式使用或嵌入在应用程序中 在执行查询时 SQL接受一个或多个关系作为输入并产生一个关系作为输出 结果是一个表或平面文件 例如 一批不含有重复组的同一类型记录 在查询多个表时 SQL将这些表连接起来 SQL内还含有一些规定 用来向表中插入新数据 从表中删除数据或修改表中的数据
各种数据库服务器功能介绍
服务器数据管理包括若干软件 它们使用户可以访问网络中的任何节点以及确保多用户环境下的保密性 可恢复性和完整性 如前面所提到的 客户/服务器计算中的基本存取链路是SQL 它是一种高级非过程数据库语言 现在已开发出很多支持SQL 的后端服务器及DBMS 下面将描述这些产品
DB
DB 是一种由IBM公司开发的RDBMS 它使用SQL执行所有的数据库 *** 作 数据定义 数据存取 数据 *** 作以及授权功能 SQL语句由用户在一个客户机节点从键盘输入或嵌套在应用程序中
DB 的结构包括表 视图 表空间 索引 索引空间 数据库和存储组 这种RDBMS提供有允许用户动态建立和修改这些结构的工具 DB 还包括一些并行处理软件 以控制和限制干预 后备和恢复功能以及安全性保证等
并行处理通过锁来完成 当应用程序读数据库数据时 DB 在该数据上获取一个共享锁 允许其他应用程序读这个相同的数据 如果一个应用程序需要修改数据 那么DB 将一个互斥型锁放在该数据上 以阻止其它应用程序访问这个数据 DB 还提供一些关于锁的级别或锁的大小的任选项
DB 周期性地存储并检查所有数据库变化 所有驻留在系统缓冲区中的变化被写到数据库 并将一个变化的记录载入日志 以最近一次写到日志的变化起所建立的全部映像可用于完成系统故障的恢复 DB 包括一些用来从备份拷贝重新建立数据库的实用程序 这种实用程序含有一个选择项 允许用户只拷贝表空间中那些自最后一个备份后新被修改的页面
DB 还含有一些用来保护数据库的安全性规定
Borland对象成分体系结构（BOCA）
BOCA建立了一个既考虑开发工具又考虑数据库管理工具的客户/服务器体系结构 它将一级面向对象的工具 中间件和数据库服务器技术集中在一起提供客户/服务器的解决方案 该体系结构的组成部分有
先进的面向对象工具
Borland建立有广泛基础和紧密集成的面向对象的工具 这些工具充分利用了当前客户/ 服务器变革的优点 使用面向对象的方法学 建立了如下产品 Borland C++ Borland Delphi Paradox QuattroPro Visual dBase以及ObjectVision等
IDAPI
IDAPI（集成数据库应用程序设计接口）是Borland公司的SQL连通性解决方法 IDAPI使得开发人员能够以更高的效率建立数据库应用 允许用户在多种硬件和 *** 作系统平台以及网络环境下访问 以多种数据库格式存储的数据
InterBase
InterBase是一种分布式SQL数据库服务器 它支持每个数据库系统查询数据并将信息返回到其它任何一个InterBase服务器 InterBase 的可变体系结构代表了关系系统技术的第三次浪潮 可变引擎使得InterBase可以以最少的锁支持高效事务处理和决策支持事务处理
Borland公司的面向对象技术使得开发人员可以通过构造模块化的应用成分来建立复杂客户/服务器系统 这些模块化应用成分可以很容易地开发 测试 维护和增强 并可方便地装配到复杂的应用程序包中 此外Borland公司的可视化技术极大地提高了软件生产率
Informix SQL服务器系列
Informix公司推出了多种产品来满足特定的客户/服务器需求 它们包括Informix On Line Informix TP/XA Informix Star Informix On Line/Optical和Informix On Line工作站版
Informix On Line是一个联机事务处理（OLTP）数据库服务器 具有可用性 数据完整性以及多媒体数据管理能力 它建立有效的数据存储方法进行快速数据存取 缓冲数据于内存最低限度地使用磁盘存取 利用多处理器特征 允许不同处理器同时存取 以及自动确定是有效的搜索策略等 从而获得极高的性能
Informix TP/XA将On Line连接到事务处理管理程序 支持那些涉及多个数据库以及多个DBMS（由不同的销售商提供）的事务处理 在众多RDBMS中 Informix 第一个向依从于X/Open XA的事务处理管理程序提供了这种基于标准的接口
Informix STAR是一种用于On Line的分布式客户/服务器数据库产品 它提供最佳的性能 并且具有最小的网络通信量 站点透明性以及在不同站点 *** 作数据库的高度可靠性
Informix On Line/Optical是一种针对On Line用户的附加产品 这些用户想在他们的数据库系统上使用具有大容量存储能力的光学设备 On_Line/Optical允许用户在 写一次读多次 （WORM）的光学子系统上存储BLOB 用户必须拥有On Line/Optical On Line和一个光学子系统 那当然 如果没有这个On Line/Optical产品用户仍可以使用On LIne在磁存储设备上 *** 作BLOB
Informix On Line工作站版是On Line管理员手册的图形化版本 该工作站版具有与硬件版本相同的技术内容 但它是构造在一个窗口化 点一揿式（Point and Click）图形接口 采用关键字交叉查阅 这使得用户可以在某一窗口中存取所需信息的同时 在另一窗口中配置监视或调节On Line
lishixinzhi/Article/program/Delphi/201311/25138随着软件系统的规模和复杂性的增加 ，软件体系结构的选择成为比数据结构和算法的选择更为重要的因素 ，三层客户/服务器体系结构为企业资源规划的整合提供了良好的框架 ，是建立企业级管理信息系统的最佳选择。随着体系结构的发展，软件框架结构方面也在不断发展，目前在多层应用结构方面出现Java技术和net技术的实现的不同的解决方案，二者各有优缺点，分别适用于不同规模的系统的要求。 本文将结合电信计划建设管理信息系统的实现，说明三层模式的体系结构，介绍基于三层模式的应用系统的分布式组件技术 ,阐述应用J2EE框架结构来实现应用系统的实现方法。
一、系统结构的选择
1、 传统两层C/S结构的缺点
传统的两层客户/服务器模式比较适合于小规模、用户较少、单一数据库且在安全、快速的网络环境下 (例如局域网 )运行 。但是，随着应用系统的规模不断扩大 ,复杂性越来越高在多用户、多数据库且非安全的网络环境下(例如:Internet) ,这种两层结构的应用模型将无法适应 。而且传统的两层结构还存在以下缺陷：
(1)它是单一服务器且以局域网为中心的 ,所以难以扩展至大型企业广域网或 Intranet；
(2)受限于供应商，程序的升级维护必须由供应商重新开发扩展；
(3)软、硬件的组合及集成能力有限；在软件上呈现出胖客户端，用户必须在客户端安装特定的客户端应用程序，而且企业的业务逻辑都写在客户端应用程序中，程序维护困难，程序升级需要每个客户端都要安装新的客户端应用程序，同时，对于程序开发商来说，程序模块的重用性差，各个模块相对独立；
(4)C/S模式很难管理大量的客户机。
基于以上原因，传统的C/S模式已经不能适应发展的需要，随着网络技术的普及和用户需求的进一步提高，三层WEB模式应运而生。
2、 三层WEB结构的优点
三层客户/服务器模式 (以下简称三层模式 )在两层模式的基础上，增加了新的一级。这种模式在逻辑上将应用功能分为三层：客户显示层、业务逻辑层、数据层。客户显示层是为客户提供应用服务的图形界面，有助于用户理解和高效的定位应用服务。业务逻辑层位于显示层和数据层之间，专门为实现企业的业务逻辑提供了一个明确的层次，在这个层次封装了与系统关联的应用模型，并把用户表示层和数据库代码分开 。这个层次提供客户应用程序和数据服务之间的联系，主要功能是执行应用策略和封装应用模式，并将封装的模式呈现给客户应用程序。数据层是三层模式中最底层，他用来定义、维护、访问和更新数据并管理和满足应用服务对数据的请求。
三层模式的主要优点为 ：
①良好的灵活性和可扩展性。对于环境和应用条件经常变动的情况，只要对应用层实施相应的改变，就能够达到目的。
②可共享性。单个应用服务器可以为处于不同平台的客户应用程序提供服务，在很大程度上节省了开发时间和资金投入；
③较好的安全性。在这种结构中，客户应用程序不能直接访问数据，应用服务器不仅可控制哪些数据被改变和被访问，而且还可控制数据的改变和访问方式 。
④增强了企业对象的重复可用性。“企业对象”是指封装了企业逻辑程序代码，能够执行特定功能的对象。随着组件技术的发展，这种可重用的组件模式越来越为软件开发所接受。
⑤三层模式成为真正意义上的“瘦客户端”，从而具备了很高的稳定性、延展性和执行校率。
⑥三层模式可以将服务集中在一起管理，统一服务于客户端，从而具备了良好的容错能力和负载平衡能力。
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