19、数据库系统架构全解析

数据库系统架构全解析

1. 数据库系统架构概述

数据库系统架构深受其运行的底层计算机系统影响，尤其是计算机架构的网络连接、并行处理和数据分布等方面。网络连接使部分任务可在服务器系统执行，部分在客户端系统执行，从而催生了客户端 - 服务器数据库系统。并行处理能加速数据库系统活动，提供更快的事务响应和更高的事务处理速度，推动了并行数据库系统的发展。数据分布让数据存储在产生地或最需要的地方，同时可从其他地方访问，促使分布式数据库系统的诞生。

2. 集中式数据库系统

集中式数据库系统在单一计算机系统中运行，不与其他计算机交互。现代通用计算机由一个或几个中央处理器（UCP）和一定数量的设备控制器组成，通过公共总线连接，可访问共享内存。UCP 有本地缓存，能减少对共享内存的访问次数。

计算机使用方式分为单用户和多用户系统。单用户系统如个人计算机和工作站，通常只有一个 UCP、一两个固定磁盘，运行单用户操作系统，此类数据库系统通常不提供并发控制、恢复功能，不支持 SQL，查询语言简单。多用户系统则有更多磁盘和内存，可能有多个 UCP，运行多用户操作系统，能为大量通过终端连接的用户提供服务，支持事务的所有特性。

如今的通用计算机虽有多个处理器，但采用粗粒度并行，通常只有两到四个处理器共享主内存。在此类机器上运行的数据库通常不将简单查询分配到不同处理器，而是在单个处理器上执行每个查询，支持更多并发查询，提高了事务处理的生产率。单处理器机器上的数据库系统已具备多任务处理能力，粗粒度并行机器在逻辑上与单处理器机器相似，为单处理器机器设计的数据库系统可轻松适应粗粒度并行机器。而细粒度并行机器有大量处理器，在其上运行的数据库系统会尝试并行处理用户请求的简单任务，