第2章 数据库应用系统的层次体系.ppt

1、第二章 数据库应用系统的层次体系,当前，Internet/intranet技术发展异常迅速，越来越多的数据库应用软件运行在Internet/Intranet环境下。在此之前，数据库应用系统的发展经历了单机结构、集中式结构、C/S结构，之后，随着Internet网络的普及，又出现了浏览器/服务器模式即B/S结构与多层结构。,1、单机结构 所有功能都存在于单台PC机上，因而适合未联网用户、个人用户等。目前比较流行的DBMS有Microsoft Acess,Visual Foxpro等。 2、集中式数据库系统结构也叫主机/终端模式 是一种采用大型主机和多个终端相结合的系统。这种结构将操作系统、应用程

2、序、数据库系统等数据和资源均放在大型主机上，而连接在主机上的许多终端，只是作为主机的一种输入输出设备。 这是数据库系统初期最流行的结构，随计算机网络的兴起和PC机性能的大幅提高且价格又大幅降低，这种传统的集中式数据库系统结构已被C/S数据库系统结构所代替。,3、客户机/服务器结构 二层C/S结构 是当前非常流行的数据库系统结构，在这种结构中，客户机提出请求，服务器对客户机的服务请求作出回答。它把界面和数据处理操作分开在前端（客户端）和后端（服务器端），这个主要特点使得C/S系统的工作速度主要取决于进行大量数据操作的服务器，而不是前端的硬件设备；同时也大大降低了对网络传输速度的要求，因为它只需客

3、户端把服务请求发送给数据库服务器，数据库服务器只把服务结果传回前端。,C/S结构,在设计时，对数据可能有如下不同处理形式。 （l） 在处理时，客户机先向服务器(文件）索取数据，然后释放数据库，即客户机发出的是文件请求，在客户机端处理数据，最后将结果送回服务器。这种处理方式的缺点很明显：所有的应用处理都在客户端完成，这就要求客户端的计算机必须有足够的能力，以便执行需要的任何程序。更为糟糕的是，由于所有的处理均在客户端完成，每次运行时都要将文件整体传送到客户端，然后才能执行。如：Student表中有30，000条记录，客户端发出命令：,Select * From Student Where Sno

4、=200101 这条命令将要求服务器将Student表中的所有记录传送到客户端，然后在客户端执行查询，结果只用到一条记录；如果查询的记录不存在，网络传输的数据实际上是无用的。 随着网络技术的发展，尤其是以Internet为代表的广域网上的应用已成为必须。如此大的数据传输量是不可想像的。 因此，人们提出了在服务器中能够执行部分代码的客户机/服务器结构。 即第二种数据处理形式：,（2）在处理时，客户机接受用户要求，并发给服务器，在服务器端处理，最后将结果传回客户机显示或打印。这种处理方式网络通信量较小。客户机向服务器发出的是处理请求，而不是文件请求，处理请求中的代码在服务器端执行后向客户机传送处理

5、后的结果。 这样为了一特定的任务，客户机上的程序可以和服务器上的程序协同工作。一般客户机端的代码用于完成用户的输入、输出及数据的检查，而服务器端的代码完成对数据库的操作。,客户机/服务器结构的另一个主要特点在于前、后台软件、硬件平台的无关性。数据库服务器上的数据库管理系统集中负责管理数据，它向客户端提供一个开放的使用环境，客户端通过数据库接口，如ODBC（开放数据库连接）和SQL语言访问数据库，也就是说，不管客户端采用什么样的硬件和软件，它只要能够通过网络和数据库接口程序连接到服务器，就可对数据库进行访问。 在客户机/服务器结构中，常把客户机称为前台，而把服务器端称为后台。前台应用程序的功能包

6、括用户界面、接收用户数据、处理应用逻辑、向后台发出请求、同时接收后台返回的结果，最后再将返回的结果,按一定的格式或方式显示给用户。而后台服务器则负责共享外部设备、存取共享数据、响应前台客户端的请求并回送结果等工作。前台的应用程序和数据一般是用户专用的，而后台的数据和代码是所有用户可以共享的。 由于数据库服务器不仅要管理共享数据，保证数据的完整性，还要执行一部分代码，完成客户端的一些处理请求，故对用于服务器的计算机提出较高的要求。最好要采用一台专用的服务器，有较快的处理速度，有大容量的硬盘和内存，支持磁带等大容量的存储设备。,总之，两层C/S结构的基本工作方式是客户程序向数据库服务器发送SQL请

7、求，服务器返回数据或结果。 具体有两种实现方式： 一种是以客户为中心，客户完成表示部分和应用逻辑部分，而服务器完成数据访问部分。适用于应用相对简单、数据访问量不是很大的情况； 另一种是以服务器为中心，把一些重要的应用逻辑部分放到服务器上，充分利用服务器的计算能力，减少网络上需要传送的数据。通常以存储过程和触发器的形式出现。（触发器（trigger)：是数据库系统中，一个在插入、删除、修改操作之后运行的记录级事件代码。不同的事件可以对应不同的动作。）但存储过程都依赖于特定数据库，不同数据库之间很难移植，而三层C/S结构可以很好地解决这个问题。,客户机,应用服务器,数据库服务器,由于两层结构的客户

8、机/服务器系统本身固有的缺陷，使得它不能应用于一些大型、结构较为复杂的系统中，故出现了三层结构的客户机/服务器系统，将两层结构中服务器部分和客户端部分的应用单独划分出来。即采用“客户机应用服务器数据库服务器”结构（如图所示）。典型的数据库应用可分为三部分：表示部分、应用逻辑和数据访问部分。,三层C/S结构,其中，应用服务器和数据库服务器可位于同一主机，也可位于不同主机。,三层C/S结构,客户机是应用的用户接口部分，负责用户与应用程序的交互，接受用户的输入请求，将结果以适当的形式（如图形、报表）返回给用户。运行在客户机端的软件也称为表示层软件。 应用服务器存放业务逻辑层（也称为功能层）软件，是应

9、用逻辑处理的核心，是具体业务的实现。它能响应客户机请求，完成业务处理或复杂计算。若有数据库访问任务时，应用服务器层可根据客户机的要求向数据库服务器发送SQL指令。应用逻辑变得复杂或增加新的应用时，可增加新的应用服务器。 数据库服务器便是用来执行功能层送来的SQL指令，完成数据的存储、访问和完整性约束等。操作完成后再通过应用服务器向客户机返回操作结果。,随着Internet技术和WEB技术的广泛应用，C/S结构已无法满足人们的需要。因为在典型C/S体系中，通常为客户安装前端应用程序的做法已不再现实，并且限制客户端工作环境只能基于Windows、Macintosh或UNIX等亦不切实际。于是基于浏

10、览器/服务器结构的系统应运而生。 采用B/S结构后，在客户端只需安装一个通用的浏览器即可，不再受具体操作系统和硬件的制约，实现了跨平台的应用。基于B/S结构的典型应用通常采用三层结构：“浏览器WEB服务器数据库服务器”，如下图：,4、浏览器/服务器结构（Browser/Server）,超 链 接,运行脚本程序 产生HTML文件,执行SQL查询 返回查询结果,URL,SQL查询,HTML 文件,查询结果,客户机浏览器,WEB服务器,数据库服务器,B/S模式的工作原理：通过浏览器以超文本的形式向Web服务器提出访问数据库的请求，Web服务器接受客户请求后，激活对应的CGI程序将超文本HTML语言转

11、化为SQL语法，将这个请求交给数据库，数据库服务器得到请求后，进行数据处理，然后将处理结果集返回给CGI程序。CGI再将结果转化为HTML，并由Web服务器转发给请求方的浏览器。 在B/S模式中，客户端的标准配置是浏览器，如IE；业务功能处理由独立的应用服务器处理，Web服务器成为应用处理的标准配置；数据处理仍然由数据库服务器处理。,从本质上讲，B/S结构与传统的C/S结构都是以同一种请求和应答方式来执行应用的，区别主要在于：C/S是一种二层或三层结构模式，其客户端集中了大量应用软件，而B/S是一种基于超链接（HyperLink）、HTML、Java的三级或多级C/S结构，客户端仅需单一的浏览

12、器软件，是一种全新的体系结构，解决了跨平台问题。到目前，这两种结构在不同方面都有着广泛的应用。虽然C/S结构在Internet环境下明显不如B/S结构具有优势，但它在局域网环境下仍具有优势。,B/S结构与传统的C/S结构的区别,多层结构应用软件与传统的两层结构应用软件相比，有可伸缩性好、可管理性强、安全性高、软件重用性好等诸多优点，如何在Internet/Intranet环境下构建应用软件体系结构就成为一个非常重要的问题，也是现今软件体系研究的一个新热点。 目前各种技术层出不穷，从最初的静态HTML页面、简单的CGI网关程序、Java Applet程序到现在的ASP等Web数据库技术，还有动态的Java在线游戏及PHP技术等。,5、Internet/Intranet 信息系统多层体系结构,SUN公司提出的多层应用体系包括四层：客户层、顶端We