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数据库原理,湖南工学院计算机系,数据库原理PrinciplesofDatabase第7章数据库系统的访问,数据库原理,第7章数据库系统的访问,本章要点：章主要对几种常见的数据库访问技术(如固有调用、ODBC、JDBC、OLEDB、DAO、ADO、ADO.NET以及基于XML的数据库访问等)进行介绍。,数据库原理,第7章数据库系统的访问,7.1数据库的访问接口,7.2客户机服务器模式的数据库系统,7.3浏览器服务器模式的数据库系统,7.4JAVA访问数据库的技术,7.5数据库系统的多层体系结构,数据库原理,7.1数据库的访问接口,所谓访问接口是指分布式环境中保证操作系统、通信协议、数据库等之间进行对话、互操作的软件系统。访问接口的作用是保证网络中各部件（软件和硬件）之间透明地连接，即隐藏网络部件的异构性，尤其保证不同网络、不同DBMS和某些访问语言的透明性，即下面三个透明性。网络透明性服务器透明性语言透明性,数据库原理,应用系统访问数据库的接口方式有多种，本节介绍固有调用、ODBC和JDBC。7.1.1固有调用每个数据库引擎都带有自己的包含用于访问数据库的APl函数的动态链接库DLL，应用程序可利用它存取和操纵数据库中的数据。如果应用程序直接调用这些动态链接库，就说它执行的是“固有调用”，因为该调用对于特定的数据库产品来说是“固有”(专用)的。固有调用接口的优点是执行效率高，由于是“固有”，编程实现较简单。但它的缺点也是很严重的：不具通用性。,数据库原理,7.1.2ODBCODBC是“开放数据库互连”(OpenDatabaseConnectivity)的简称。ODBC是Microsoft公司提出的、当前被业界广泛接受的应用程序通用编程接口(API)标准，它以X/Open和ISO/IEC的调用级接口(CLI)规范为基础，用于对数据库的访问。我们可以用如下图示7-1来说明ODBC概念。ODBC实际上是一个数据库访问函数库，使应用程序可以直接操纵数据库中的数据。,数据库原理,图7-1ODBC概念图,数据库原理,1.ODBC结构ODBC结构由四个主要成分构成：应用程序、驱动程序管理器、驱动程序、数据源。其构成及体系结构说明如下：应用程序驱动程序管理器（DriverManager）驱动程序数据源其体系结构图如下图7-2所示：,数据库原理,图7-2ODBC的体系结构图,数据库原理,ODBC的API一致性级别分为三级：核心级、扩展1级和扩展2级。核心级包括最基本的功能，包括分配、释放环境句柄、数据库连接、执行SQL语句等，核心级函数能满足最基本的应用程序要求。扩展1级在核心级的基础上增加了一些函数，通过它们可以在应用程序中动态地了解表的模式，可用的概念模型类型及它们的名称等。扩展2级在扩展1级的基础上又增加了一些函数。通过它们可以了解到关于主关键字和外来关键字的信息、表和列的权限信息、数据库中的存储过程信息等，并且还有更强的游标和并发控制功能。,数据库原理,2.ODBC接口函数按功能分配和释放内存。连接。执行SQL语句。接收结果。事务控制。错误处理和其他事项。ODBC的基本流程控制是：初始化SQL处理终止。在初始化阶段分配环境，包括分配环境句柄、连接句柄和语句句柄，与服务器连接；在SQL处理阶段执行SQL语句和检索操作；在终止阶段释放语句句柄、环境句柄、连接句柄，与服务器断开。,数据库原理,具体用SQL语句来执行实现数据源的连接与断开代码片段如下SQL语句的执行：main（）ASDasd；*说明asd是一个环境型变量*LZJlzj；*说明lzj是一个连接型变量*JDKjdk；*说明jdk是一个语句句柄变量*RETCODEretcode；*说明retcode是一个返回变量*SQLAllocEnv（/建立与数据库的接,数据库原理,Statementstmt=con.createstatement();/建立语句对象ResultSetrs=stmt.executeQuery(“SELECTa,b,cFROMTable1”);/运行SQL语句，返回数据/库操作结果while(rs.next()intx=getInt(“a”);/获得数据库表记录a项的值strings=getstring(“b”);/获得数据库表记录b项的值floatf=getFloat(“c”);/获得数据库表记录c项的值,数据库原理,3.JDBCAPI的特点在SQL水平上的API与SQL的一致性那么JDBC是怎么保证与SQL一致性的呢？JDBC允许使用从属于DBMS的系统的任何查询语句。一般认为ANSISQL112EntryLever标准功能比较完备，并且，是被广泛支持。可在现有数据库接口之上实现提供与其他Java系统一致的Java界面JDBC的基本API在最大可能上简单化,数据库原理,使用静态的通用数据类型，使一般情形简单化，多种方法、多种功能4.JDBC与ODBC和其他API的比较，JDBC一种底层的APIJDBC是一种底层API，这意味着它将直接调用SQL命令。JDBC完全胜任这个任务，而且比其他数据库互联更加容易实现。同时它也是构造高层API和数据库开发工具的基础。高层API和数据库开发工具应该是用户界面更加友好，使用更加方便，更易于理解的。但所有这样的API将最终被翻译为象JDBC这样的底层API。目前两种基于JDBC的高层API正处在开发阶段。,数据库原理,SQL语言嵌入Java的预处理器。实现从关系数据库到Java类的直接映射。JDBC和ODBC及其他API的比较为什么不直接从Java中直接使用ODBC呢？因为可以从Java中使用ODBC，但最好在JDBC的协助下，用JDBCODBC桥接器实现。那么，为什么需要JDBC呢？要回答这个问题，有这么几个方面：ODBC并不适合在Java中直接使用。其次，完全精确地实现从C代码ODBC到JavaAPI写的ODBC的翻译也并不令人满意。,数据库原理,ODBC并不容易学习，它将简单特性和复杂特性混杂在一起，甚至对非常简单的查询都有复杂的选项。而JDBC刚好相反，它保持了简单事物的简单性，但又允许复杂的特性。JDBC这样的JavaAPI对于纯Java方案来说是必须的。总而言之，JDBCAPI是能体现SQL最基本抽象概念的、最直接的Java接口。它建构在ODBC的基础上，因此，熟悉ODBC的程序员将发现学习JDBC非常容易。JDBC两层模型和三层模型,数据库原理,JDBC支持两层模型(如图7-4)，也支持三层模型访问数据库。,图7-4两层结构的客户/服务方式,数据库原理,如图7-5所示，在三层模型中，命令将被发送到服务的“中间层”，而“中间层”将SQL语句发送到数据库。数据库处理SQL语句并将结果返回“中间层”，然后“中间层”将它们返回用户。,图7-5三层结构的客户/服务方式,数据库原理,7.2客户机服务器模式的数据库系统,客户机服务器模式(简称C/S)是以网络环境为基础、将计算应用有机地分布在串台寸算机中的结构，其中的一个或多个计算机规划服务，称为服务器(Servers)其他的计算机则接受服务，称为客户机(Clients)。从用户的角度看，客户机服务器系统基本由五个部分组成：客户机、服务器、客户和服务器之间的连接。,数据库原理,1.客户机客户机是指面向最终用户的接口或应用程序，它通过向服务器请求数据服务+然盾做必要的处理；、将结果显示给用户。客户机耙大部分数据处理工作留给服务器，让服务器的高档硬件和软件充分施展它们的特长，并且减少了网络上的信息传输量。2.服务器服务器的主要功能是建立进程和网络服务地址，监听用户的调用，处理客户的请求，将结果返回给客户和释放与客户的连接。服务器可以是大型机、中小型机密微机工作站，服务器要求配有高性能处理器。,数据库原理,3.连接件客户机与服务器之间的连接是通过网络连接实现的，对应用系统来说这种连接更多的是一种软件通信工程(如网络协议等)。三层CS结构如图7-5所示，它将应用功能分成表示层、功能层和数据层三部分，分别由客户机应用服务器和数据库服务器实现。其解决方案是：对这三层进行明确分割，并在逻辑上使其相互独立。,数据库原理,1.表示层表示层由客户机实现。表示层是应用的用户接口部分；它担负着用户与应用间的对话功能。它接受用户的输入请求，显示应用输出的数据。2.功能层功能层由应用服务器实现。功能层相当于应用的本体，它是应用逻辑处理的核心，是具体业务的实现。表示层和功能层之间的数据交互要尽可能简洁。应用服务器一般和数据库服务器有密切的数据交往。3.数据层数据层就是DBMS，驻留在数据服务器上；,数据库原理,负责管理对数据库数据的存取操作。它接受应用服务器提出的SQL请求，完成数据的存储、访问和完整性约束检查等。DBMS必须能迅速执行大量数据的更新和检索。现在的主流是关系数据库管理系统(RDBMS)。因此，一般从功能层传送到数据层的要求大都使用SQL语言。与二层CS结构相比，三层CS结构有明显的优点：伸缩性好，具有灵活的硬件系统构成；提高了程序的可维护性，各层相对独立，可以并行开发；有利于严密的安全管理。,数据库原理,7.3浏览器服务器模式的数据库系统,7.3.1Web数据库的体系结构浏览器服务器模式的数据库体系是利用Web服务器和ActiveServerPages（简称ASP）作为数据库操作的中间层，将客户机服务器模式的数据库结构与Web密切结合，从而形成具有三层或多层Web结构的浏览器服务器模式的数据库体系（见图1）。前端采用基于瘦客户机的浏览器技术（Navigator或IE），通过服务器（Microsoft的IIS或NetscapeFastTrack）及中间件访问数据库。中间件驻留在WEB服务器上，负责管理Web服务器和,数据库原理,数据库服务器之间的通信并提供应用程序服务。数据库服务器管理数据库中的数据，客户发出HTTP请求，Web服务器以HTML页面向用户返回查询结果。,ClientBrowser,WebServer,MiddleWare,DataBaseServer,HTTP请求,HTML页面,图7-6Web数据库技术体系结构,数据库原理,由此可见，WebServer承担了传接任务中的很大一部分，而Client端却是很少的一部分，这就是所谓的“胖服务器瘦客户端”模式。7.3.2技术实现为了能对数据库实现安全管理，必须对相应的用户指定相应的权限：如，只读，可读/写等，所以在编程中应对某一用户名进行权限设置。ASP是一个服务器的脚本环境，在这里可以生成和运行动态的、交互的、高性能的Web服务器应用程序。ASP能够把HTML、Script、ActiveX组件等有机结合在一起，形成一个能够在服务器上运行的应用程序，并把按用户要求专门制作的标准HTML页面送给客户端浏览器。,数据库原理,基于ASP访问Web数据库的工作原理如下：,图7-7基于ASP访问Web数据库的工作原理图,数据库原理,ASP页面的结构包括下面四个部分：普通的HTML文件标记;VBScript、JavaScript或Perl脚本语言;ASP语法：位于标签内的程序代码;ServerSideInclude语句：用Include语句嵌入其他Web页面。ASP文件是以*.asp为扩展名的，代替先前的*.html或*.htm，ASP文件应用程序不仅仅只有一个*.asp文件，它还包括Global.asa文件、*.inc文件以及其它一些资源文件。ASP除了可使用VBScript、JavaScript等脚本语言外，它还提供了六个内建对象：Request、Response、ObjectContext、Server、Session、Application，它们组成了ASP的基本框架。ADO（ActiveXDataObject）是ASP内置组件，ADO存取数据源通常所必须进行的工作如图7-8所示。每个步骤并不都是绝对必要的，视情况自行增减。,数据库原理,图7-8ADO程序开发模式,数据库原理,7.4JAVA访问数据库的技术,7.4.1JDBC技术JDBC(JavaDatabaseConnectivity)是SUN公司针对Java语言提出的与数据库连接的API标准c与ODBC类似，JDBC是特殊类型的API，这些APl支持对数据库的连接和基本的SQL功能，包括建立数据库连接、执行SQL语句、处理返回结果等。与ODBC不同的是，JDBC为单一的Java语言的数据库接口。,数据库原理,JDBC的结构同样有一个JDBC驱动程序管理器作为Java应用程序与数据库的中介，它把对数据库的访问请求转换和传送给下层的JDBC,Net驱动程序，或者转换为对数据库的固有调用。JDBC基于XOpen的SQL调用级接口(CLI，这是ODBC的基础),JDBC可以保证JDBCAPI在其他通用SQL级API(包括ODBC)之上实现。JDBC主要有两种接口，分别是面向程序开发人员的JDBCAPI和面向底层的JDBCDriverAPI。JDBCAPl支持数据库访问有两种方式：两层模式和三层模式。,数据库原理,7.4.2JSP的数据库访问技术JSP(JavaServerPages)是由SUN公司倡导、许多公司参与建立的一种动态网页技木际准。在传统的网页HTML文件(*btm，*html)中加入Java程序片段(Scripfiet)和JSP标记(Tag)，就构成了JSP网页(*jsp)。JSP可以轻松地与多种数据库相连，通过JSP网页可以添加、删除、修改和浏览数据库中的数据。JSP连接数据库可以通过两种方法，一种是通过JDBCDriver；另一种是通过JDBC-ODBC桥。,数据库原理,在对数据库访问方面，ASP使用ODBC通过ADO连接数据库，而JSP通过JDBC技术连接数据库。目标数据库采用一个JDBC驱动程序，使得Java可以用标准的方式访问数据库。JDBC不使用服务器端的数据源。只要有JDBC驱动程序，Java就可以访问数据库了。如果一个特定的数据库没有JDBC驱动程序，而只有ODBC驱动程序，Java也提供JDBC-ODBC桥来将JDBC调用转化为ODBC调用。所有的Java编译器都带有一个免费的JDBC-ODBC桥。理论上，桥可以访问任何常见的数据库产品。,数据库原理,7.5数据库系统的多层体系结构,在构建多层应用软件体系时应当考虑到以下问题:开发平台的选择。中间件的选择。面向对象技术的使用。安全问题的解决。,数据库原理,实现多层结构时经常需要使用的重要的Java技术包括：JavaBeansCOR