数据库应用体系结构(数据库)

时间：2022-11-21 04:30:01 | 来源：信息时代

时间：2022-11-21 04:30:01 来源：信息时代

    数据库应用体系结构 : 一个用来为数据库应用系统的开发描绘一个系统模型的术语。从应用数据库的用户角度来看,数据库应用体系结构是关于组成数据库应用系统的基本元素的界定,各元素所具有的功能,以及这些元素之间的相互作用和联系方法。
1964年,IBM360大型计算机的主设计师G.Amdahl 首次提出计算机体系结构(computer architecture)这个概念,人们对计算机系统逐渐有了统一而清晰的认识,为以后计算机系统的设计与开发奠定了良好的基础。近40年来,体系结构学科得到了长远的发展,其内涵和外延得到了极大的丰富。体系结构与系统软件、应用软件、程序设计语言的紧密结合与相互作用使今天的计算机与以往有很大的不同,并触发了大量的前沿技术、相关产品开发与基础研究课题。
数据库系统运行于计算机系统之上,计算机体系结构的各个方面,如网络、并行、分布等,都直接反映到数据库应用的体系结构中。
在传统的程序设计领域中,人们使用流程图来表达系统的基本功能和实现的具体逻辑。但是,流程图实际上仅仅是源程序的图形化表示,无法给系统的分析和开发者提供更多的信息。随着数据库系统的规模和复杂性的增加,对数据库系统的整体结构(数据和控制的逻辑)进行分析和描述成为数据库系统开发的一个不可缺少的重要部分,显然,使用流程图是无法达到这个目标的,必须使用系统工程的方法和概念来对数据库系统的整体结构进行系统分析。
系统分析实际上包括两个阶段的工作,首先是需求的分析,也就是说,划分出数据库系统和环境之间的界面,将所研究(或者是将要开发)的数据库系统和周围的环境分离,这就是从使用者的观点,将整个数据库系统作为一个整体来考察; 其次是数据库系统的设计,根据数据库系统的整体功能和数据,参考实际的物理系统或者类似的系统,设计实际运行的数据库系统,这一步骤实际上就是数据库应用体系结构的分析和确定。
从系统工程的观点看来,任何复杂的系统都是由相对简单的、原始的基本元素(这些元素本身可能具有非常复杂的内部结构)组成的,然而这些基本元素之间又可能存在着复杂的相互作用。所以,数据库系统的分析和设计的基本任务是: 确立数据库系统中的基本元素(完成系统的功能所必不可少的成分); 确定这些元素之间相互作用的方式,最终以数据库应用体系结构的形式反映数据库系统的组织结构。
按构成数据库应用系统基本元素的外部形态来划分,可以将数据库应用体系结构分为集中式结构、分布式结构、客户/服务器结构、浏览器/服务器结构和P2P(peer-to-peer)结构。
集中式结构特点: 是指数据库系统安装在一台(或一套)计算机系统上,数据库物理地整体存储在一台计算机上,集中控制和管理数据。不同计算机系统间不能共享数据,数据交换困难,容易造成数据大量冗余,主要适合于很少和外界进行数据交换的封闭式计算机用户。
分布式结构特点: 适应了地理上分散的公司、团体和组织对数据库应用的需求,体系结构灵活,经济性能好。但由于数据的分散存放,给数据的处理、管理与维护带来困难。而且当用户需要经常访问远程数据时,系统效率会明显地受到网络传输的制约。
客户/服务器结构特点: 不需要将大量数据在网络上传输,减少了网络的数据传输量,可提高系统的性能、吞吐量和负载能力,数据库更加开放,可移植性高。但这种结构的系统安装复杂,工作量大;应用维护困难,难于保密,造成安全性差: 相同的应用程序要重复安装在每一台客户机上,从总体来看,浪费了系统资源。
浏览器/服务器结构特点: 浏览器界面统一,容易为用户所掌握,减少了用户培训时间。并且由于服务器端不同服务器的应用,减少了系统开发和维护的代价,能够支持数万甚至更多的用户。
P2P结构特点: 具有较高扩展性的分布式系统结构,每个对等节点(peer)都拥有对等的功能与责任,任何一个节点可随时加入或撤离数据库系统,系统可伸缩性好、资源丰富、性能高。
在一个数据库系统中,按逻辑功能划分,可以分为三个层次: 数据逻辑层、业务逻辑层和表现层。不同的数据库应用体系结构,决定了数据库应用系统中数据逻辑层、业务逻辑层、表现层等之间不同的布局和分布。