数据库管理系统选择原则(2)

1 数据库管理系统选择原则 数据库管理系统选择原则 2 胡经国胡经国 六 可移植性和可扩展性六 可移植性和可扩展性 可移植性是指垂直扩展和水平扩展能力 垂直扩展要求新平台能够支持低 版本的平台 数据库客户机 服务器机制能够支持集中式管理模式 这样才能 保证用户以前的投资和系统 而水平扩展则要求满足硬件上的扩展 支持从单 CPU模式转换成多CPU并行机模式 链接 垂直扩展和水平扩展链接 垂直扩展和水平扩展 在数据库设计中 一般把数据库分片机制分成水平扩展 横向扩展 和垂 直扩展两种方式 什么是数据库的水平扩展和垂直扩展呢 现用下面的例子来 说明 例如 现在有两个数据库表 用户信息表和产品订单表 水平拆分方案 即 不修改数据库表结构 通过对表中数据的拆分来达到 分片的目的 垂直拆分方案 即 将表和表分离 或者修改表结构 按照访问的差异将 某些列拆分出去 在数据库设计中 一般更关注数据库的水平扩展能力 七 数据完整性约束七 数据完整性约束 数据完整性是指数据的正确性和一致性保护 包括 实体完整性 参照完 整性和复杂的事务规则 链接 数据完整性链接 数据完整性 数据库中的数据是从外界输入的 而数据的输入由于种种原因会发生输入 无效或错误信息 因此 保证输入的数据符合规定 就成为数据库系统尤其是 多用户的关系型数据库系统首要关注的问题 数据完整性因此而提出 数据完整性 Data Integrity 是指数据的精确性 Accuracy 和可靠性 Reliability 它是为了 防止数据库中存在不符合语义规定的数据和防止因错误信息的输入输出造成无 效操作或错误信息而提出的 数据完整性分为四类 实体完整性 Entity Integrity 域完整性 Domain Integrity 参照完整性 Referential 2 Integrity 和用户定义的完整性 User defined Integrity 数据库采用多种方法来保证数据完整性 包括外键 约束 规则和触发器 这样 要求系统能够很好地处理这四者的关系 并针对不同的具体情况采用 不同的方法进行 相互交叉使用 相互弥补缺点 链接 实体完整性 参照完整性链接 实体完整性 参照完整性 实体完整性是指在一个关系中所有主属性 即主码的属性 不能取空值 所谓空值就是 不知道 或 无意义 的值 若主属性取空值 就说明某个不 可标识的实体与现实世界的应用环境相矛盾 因此这个实体一定不是完整的实 体 参照完整性是指参照关系中外码的取值 或者是空值 外码的每个属性均 为空值 或者是被参照关系中某个元组的主码值 八 并发控制功能八 并发控制功能 对于分布式数据库管理系统 并发控制功能是必不可少的 因为 它面临 的是多任务分布环境 可能会有多个用户在同一时刻对同一数据进行读或写操 作 为了保证数据的一致性 需要由数据库管理系统的并发控制功能来完成 链接 并发控制链接 并发控制 数据库是一个共享资源 可以提供给多个用户使用 这些用户程序可以一 个一个地串行执行 每个时刻只有一个用户程序运行 执行对数据库的存取 其他用户程序必须等到这个用户程序结束以后才能执行对数据库的存取 但是 如果一个用户程序涉及大量数据的输入 输出交换 那么数据库系统的大部 分时间处于闲置状态 因此 为了充分利用数据库资源 发挥数据库共享资源 的特点 应该允许多个用户并行地存取数据库数据 不过 这样就会产生多个 用户程序并发存取同一数据的情况 若对并发操作不加控制 则可能会存取和 存储不正确的数据 破坏数据库的一致性 所以 数据库管理系统必须提供并 发控制机制 并发控制机制的好坏是衡量一个数据库管理系统性能的重要标志 之一 通常用封锁机制来解决并发问题 它可以保证任何时候都可以有多个正在 运行的用户程序 但是所有用户程序都在彼此完全隔离的环境中运行 封锁机制是并发控制的主要手段 封锁是使事务对它要操作的数据有一定 的控制能力 封锁具有3个环节 第一个环节是申请加锁 即事务在操作前要对 它欲使用的数据提出加锁请求 第二个环节是获得锁 即当条件成熟时 系统 允许事务对数据加锁 从而事务获得对数据的控制权 第三个环节是释放锁 即完成操作后事务放弃对数据的控制权 为了达到封锁的目的 在使用时事务 应选择合适的锁 并要遵从一定的封锁协议 九九 容错能力 容错能力 3 容错能力是指在异常情况下对数据的容错处理能力 评价标准 硬件的容 错 有无磁盘镜象处理功能 软件的容错 有无软件方法 链接 容错能力链接 容错能力 简单地说 容错 Fault Tolerant 技术是指当由于种种原因在系统中出现数据 文件损坏或丢失时 系 统能够自动将这些损坏或丢失的数据和文件恢复到发生事故以前的状态 使系 统能够连续正常运行的一种技术 容错能力是指借助容错技术 当由于种种原因在系统中出现数据 文件损 坏或丢失时 系统能够自动将这些损坏或丢失的数据和文件恢复到发生事故以 前的状态 使系统能够连续正常运行的能力 链接 磁盘镜像链接 磁盘镜像 磁盘镜像是指在同一存储通道上装有成对的两个磁盘驱动器 分别驱动原 盘和副盘 这两个盘串行交替工作 当原盘发生故障时 副盘仍旧能正常工作 从而保证数据的正确性 链接 软件容错链接 软件容错 软件容错 Software Fault Tolerance SFT 技术优点突出 容易实现 可明显提高系统的高可用性和高 可靠性等 十 安全性控制十 安全性控制 包括安全保密的程度 帐户管理 用户权限 网络安全控制 数据约束 链接 数据约束链接 数据约束 数据约束是在数据库设计中为了保持数据的完整性和一致性而采取的措施 例如非空约束 缺省约束 外键约束和检查约束等等 非空约束指定某列不为空 缺省约束通过定义列的缺省值或使用数据库的缺省值对象绑定表的列 来 指定列的缺省值 外键约束指定该列记录属于主表中的一条记录 参照另一条数据 检查约束指定一个表达式 用于检验指定数据 十一 支持多种文字处理能力十一 支持多种文字处理能力 包括数据库描述语言的多种文字处理能力 表名 域名 数据 和数据库 4 开发工具对多种文字的支持能力