2、数据库组件与设计全解析

数据库组件与设计全解析

1. 数据库组件概述

数据库管理系统（DBMS）是负责所有数据库操作的软件组件。如图 1 所示，DBMS 与多个系统和组件进行交互。DBMS 依赖数据库服务器的操作系统和文件系统将数据存储在磁盘上，同时也依靠操作系统使用网络接口与外部应用程序或其他数据库服务器进行通信。

1.1 数据存储与管理

底层文件系统（或操作系统）并不了解存储数据的内部结构或含义，只是将存储的数据作为任意记录进行处理。因此，DBMS 的目的是为用户提供更高级的接口以及更结构化的数据存储和检索操作。

DBMS 在主内存中操作数据，更确切地说，它处理主内存中为其保留的特定部分（称为页面缓冲区）中的数据。磁盘上的典型存储单元是数据“块”，通常称为内存页面。将存储的数据从磁盘加载到主内存的基本过程如下：
1. DBMS 检索访问数据库缓冲区中不存在的某个页面的查询或命令（发生页面错误）。
2. DBMS 定位磁盘上包含一些相关数据的页面（可能使用索引或“扫描”表）。
3. DBMS 将此页面复制到其页面缓冲区。
4. 由于页面通常包含的数据比查询或命令所需的数据更多，DBMS 在页面内定位相关值（例如，元组的某些属性）并进行处理。
5. 如果命令修改了数据，DBMS 相应地修改页面内的值。
6. DBMS 最终将包含修改值的页面从页面缓冲区写回磁盘。

由于主内存和磁盘存储的组织和大小不同