数据库概述
㈠ 移动数据库的移动数据库概述
移动数据库作为分布式数据库的延伸和扩展，拥有分布式数据库的诸多优点和独特的特性，能够满足未来人们访问信息的要求，具有广泛的应用前景。 典型的移动数据库原型系统结构如图所示。
移动数据库可以看作是传统数据库系统的扩展。移动数据库系统大致分类如下：
a．移动多数据库系统。
b．移动同构数据库系统。
c．移动异构数据库系统。
d．移动异构多数据库系统。 移动数据库基本上由三种类型的主机组成：移动主机（Mobile Hosts），移动支持站点（Mobile Support Stations）和固定主机（Fixed Hosts）。
固定主机就是通常含义上的计算机，他们之间通过高速固定网络进行连接，不能对移动设备进行管理。移动支持站点具有无线通讯接口，可以和移动设备进行数据通信。移动支持站点和固定主机之间的通信是通过固定网络进行的。一个移动支持站点覆盖的地区区域被称为信元（Cell），在一个信元内的移动主机可以通过无线通信网络与覆盖这一区域的移动支持站点进行通讯，完成信息数据的检索。 （1）复制和缓存技术。移动数据库环境中，通过采用一种弱一致性服务器级复制机制，提高了响应时间。缓存技术是通过在客户机上缓存数据服务器上的部分数据，降低客户访问数据库服务器的频率。
（2）数据广播技术。利用从服务器到移动客户机的下行带宽远远大于从移动客户机到服务器的上行带宽的这种网络非对称性，把大多数移动用户频繁访问的数据组织起来，以周期性的广播形式提供给移动客户机。
（3）位置管理。移动用户的位置管理主要集中在两个方面：一是如何确定移动用户的当前位置，二是如何存储，管理和更新位置信息。可以采用移动计算机都在自己的宿主服务器上作永久登记，当它移动到任何其它区域是，向其宿主服务器通报其当前位置。
（4）查询处理及优化。在移动数据库环境中，由于用户的移动，频繁的断接以及用户所处网络环境的多样性，移动查询优化必须采用动态策略，以适应不断变化的画境。
（5）移动事务处理。 （1）数据的一致性问题。移动数据库的一个显著特点就是移动终端之间以及与服务器之间的连接时一种弱连接，即低带宽，长延迟，不稳定和经常性断开。为了支持用户在弱环境下对数据库的操作，现在普遍采用乐观复制方法，允许用户对本地缓存上的数据副本进行操作，待网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测机制来协调和恢复数据的一致性。
（2）高效的事务处理。通过采用完善的日志记录策略，事务移动过程中的用户位置属性实时更新等策略来设计和实现新的事务管理策略和算法。
（3）数据的安全性。通过采用对移动终端进行认证，防止非法终端的欺骗性接入；对无线通信进行加密，防止数据信息泄露；对下载的数据副本加密存储，防止移动终端物理丢失后的数据泄密等手段保证数据安全。 （1） 内核结构微小化。
（2） 对标准的SQL支持。
（3） 事务管理功能的强化。
（4） 完善的数据同步机制。
（5） 支持串行通信，TCP/IP通信，红外线，蓝牙等多种连接协议。
（6） 完备的嵌入式数据库管理功能。
（7） 支持Windows CE，Palm OS等多种目前流行的嵌入式操作系统。 (1)数据的分布和复制。数据不均衡的分布在基站和移动单元中。移动数据库的一个显著特点是移动终端之间以及与服务器之间的连接是一种弱连接，即帝宽带、长延时、不稳定和经常性的断开，由于数据库一致性的约束，这增加了管理缓存的难度。现在普遍采用的方法允许移动单元处理其自身的事务，对本地缓存上的数据副本进行操作。在长时间断开连接时，缓存试图为移动单元提供最频繁访问的数据或更新的数据。。带网络重新连接后再与数据库服务器或其他终端交换数据修改信息，并通过冲突检测和协调来恢复数据的一致性。
（2）事务模型。在移动环境中，事务的容错和纠错变得棘手。一个移动事物在几个基站上顺序执行，由于移动设备的移动性，执行过程可能会涉及多个数据集合，此时缺乏对事务执行的集中协调。因此须对事物的传统ACID性质进行修正，并定义新事务管理策略和算法。
（3）查询处理。了解数据的存储位置影响到查询处理的性价比分析。由于移动单元的移动性和快速的资源变化，查询优化变得更复杂。当查询结果返回到移动单元时，这些移动单元可能正处于移动当中，或正在穿越信元边界，但用户接收到的查询结果必须正确而完整的。
（4）回复和容错。移动数据库环境必须解决地址错误、介质失效、事务和通信失效所导致的问题。
（5）移动数据库设计。由于移动性以及频繁的关机，执行查询是全局名字解析问题变得复杂。移动数据库设计必须考虑到元数据的许多管理问题。
（6）基于位置的服务。随着客户机的移动，依赖于位置的高速缓存信息也随之失效。此外，要频繁更新依赖于位置的查询，然后应用这些查询以更新高速缓存，也会带来问题。
（7）安全。移动数据的安全性不如固定位置数据的安全性。
㈡ 1、 概述数据库的三大模型的特点及数据库的三大要素
数据模型三要素是抄数据结构、数据操作、数据的约束条件。
故为c
1)数据结构：是所研究的对象类型的集合，是对系统静态特性的描述。
(2)数据操作：对数据库中各种对象(型)的实例(值)允许执行的操作的集合，操作及操作规则。如操作有检索、插入、删除、修改，操作规则有优先级别等。数据操作对系统动态特性的描述
。
(3)数据的约束条件：是一组完整性规则的集合。也就是说，对于具体的应用娄必须遵循特定的语义约束条件，以保证数据的正确、有效和相容。例如，某单位人事乍中，要求在职的“男\"职工的年龄必须大于1
8岁小于6
o岁，工程师的基本工资不能101
5
0
0元，每个职工可担任一个工种，这些要求可以通过建立数据的约束条件来实现。
㈢ IMS数据库的简介
下面介绍下IMS层次数据库：
IMS概述Information Management System
IMS的数据定义
IMS的数据定义包括数据库模式定义和外模式定义。
IMS的数据库模式是物理数据库记录型的集合。每个物
理数据库记录型对应于层次数据模型中的一个层次模式，
由一个DBD定义。物理数据库记录型到存储数据库的映
射包含在这个物理数据库记录型的DBD定义中。
IMS的外模式是逻辑数据库记录型的集合。每个逻辑数
据库记录型由一个PCB定义。一个逻辑数据库记录型到
IMS数据库模式的映射包含在这个逻辑数据库记录型的
PCB定义中。用户是按照外模式操纵数据的。
下边分别介绍数据库模式定义和外模式定义：
1 数据库模式定义
2 外模式定义
数据库模式定义
IMS的数据库模式是一组物理数据库记录型(PDBR型)，
每个PDBR型是由若干相关联的片段型组成的一棵层次树结构。
它的一个根片段值及其后裔片段值构成了该PDBR型的一个值，
即数据库记录或实例。
每个PDBR型通过一个DBD语句群定义其逻辑结构及其存储结
构映像，IMS数据库模式的定义是一组DBD定义的排列。
在DBD定义过程中各片段型出现的次序决定了数据库各片段值
的存储次序，从而会影响到某些DL/1语句的执行结果。要求这
种次序与片段型在PDBR型树的层次顺序(自顶向下,自左向右)
保持一致。
(1)教学数据库的PDBR型及其一个实例.
(2)PDBR型的DBD定义,
(3)PDBD型各片段型的型码和片段的层次顺序值
外模式定义
外模式是各个用户所需数据的局部逻辑结构，是应用程序的
数据视图，一般地只涉及数据库的一部分，故需在PDBR型
的基础上分别定义。一个数据库模式有若干外模式，允许多
个应用程序共享一个外模式,但每个程序只能启动一个外模
式。一个外模式是一组逻辑数据库记录型(LDBR型)的集合，
记为PSB。一个LDBR型是某个PDBR型的子树，由一个PCB
定义。
外模式的定义遵循如下规则：
‘若外模式包含某个片断型，则必须包含其父片断型。’
下边说明一个逻辑数据库记录型是如何定义的。
(1)教学数据库的一个LDBR型
(2)LDBR型的PCB定义
用PCB定义一个逻辑数据库记录型LDBR
(1)PCB type=DB,DBDname=TS,KEYLENGH=10
(2)SENSEG name=dept,PROCopt=G
(3)SENSEG name=course,parent=dept,procopt=all
(4)SENSEG name=student,parent=course,procopt=r
IMS的数据操纵语言是DL/1。
用户使用某种高级语言(称为宿主语言)编程，
通过嵌入DL/1语句实现对数据库的存取。
DL/1命令
GU 检索某片段
GN 顺序检索下一片段
GNP 在当前父片段内检索下一片段
GHU 同GU, 为删改作准备
GHN 同GN, 为删改作准备
GHNP 同GUP, 为删改作准备
ISRT 插入片段
REPL 修改片段内容
DELT 删除某片段及其后裔
LOAD 初始加载一个片段
CHKP 建立检查点
SCHD 调度PSB
TERM 释放PSB
IMS的存储结构
IMS提供四种存储结构：
以下各存储结构的示例均以教学数据库PDBR为模型。
1.HSAM： 层次顺序访问方法，片段按层次顺序作物理邻接存储。
2.HISAM：层次索引顺序访问方法，
非根片段按层次顺序值升序邻接存储，
根片段用顺序域索引的方法组织并指向下属区域。
3.HDAM： 层次直接访问方法，片段的存储采用离散分布方式，
根片段用顺序域HASH方法组织，从根片段出发用指针
按层次顺序值的顺序把物理上分散的从属片段链接起来。
4.HIDAM：层次索引直接访问方法，类似于HDAM，不同的是，
根片段采用顺序域索引技术组织，而不是HASH方法。
故是HDAM和HISAM两种方法的混合。
根片段 从片段
HSAM 顺序邻接 顺序邻接
HISAM 索引法 顺序邻接
HDAM HASH法 链表
HIDAM 索引法 链表