关系数据库管理系统的扩展功能

4．2．6　关系数据库管理系统的扩展功能

在关系数据库管理系统中出现了数据交换接口以后，其功能已逐步延伸，它实际上包含了数据与数据处理的接口以及数据处理的部分内容。其范围已超出了传统关系数据库管理系统的内容，因此称为”扩展功能”。

下面分别介绍五种目前常用的五种扩展方式

1）人机友好界面方式

此种方式是人（操作员）与数据的直接交互，它们间的接口是人机友好界面。在最初阶段它以单机集中方式出现，交互界面简单，现阶段在C／S与B／S结构中也可使用此种方式，且由于可视化技术的进展使得交互形式与操作方式变得丰富、简单，因此此种方式目前仍普遍使用。

人机友好界面一般由RDBMS中的操作服务实现，由于涉及到多种个性化因素，因此在SQL标准中无此种交换方式。

人机友好界面方式扩展了传统数据管理功能，将数据管理与部分数据处理相结合使人机交互更为方便与友好。为简便计，人机友好界面方式也称人机交互方式。

2）嵌入式方式

嵌入式方式是出现最早的应用程序与数据库间的数据交换方式，在SQL′89中即列入其中，而与其捆绑的语言也由原先的三种而增至八种，它们是：C，PASCAL，FORTRAN，COBOL，ADA，PL／1，MUMPS，JAVA等，此种方式在SQL′99中称为SQL／BD。嵌入式方式将SQL与多种外界程序设计语言捆绑在一起，构成一种新的应用开发方式，从而扩展了传统数据库管理功能。在嵌入式方式中需使用游标管理、诊断管理及动态SQL。在使用过程中，它存在多种不足，目前使用者已极为寥寥，但它在数据交换历史上则发挥过重要作用，而由它所开创的数据交换技术也为此后的多种数据交换方式提供了基础。

在SQL标准的SQL′03中已取消了通用的SQL／BD而仅保留基于JAVA的嵌入式方式。

由于使用不多，在本书的后面我们将不再介绍此种方式。

3）自含式方式

随着数据库管理系统的成熟以及数据库厂商势力的增强，从而出现了由数据库管理系统自身包含程序设计语言的主要语句成份，因而将SQL与程序设计语言统一于DBMS之内，这就称为自含式（contains self）方式。此种方式扩展了SQL功能，使SQL自身不仅有数据管理功能还有数据处理能力，因此形成了数据库的扩展功能。

自含式方式的出现改变了嵌入式方式的诸多不便，使用极为方便，自此以后自含式方式已逐步取代嵌入式方式。在自含式方式中需使用游标管理与诊断管理。

自含式方式出现于单机集中式时代，在网络环境中，它存在于数据服务器中。在目前商用数据库产品中，自含式方式的SQL有Oracle V．7．0中的PL／SQL，Sybase Adaptive Server中的T－SQL以及微软的SQL Server 2000中的T－SQL。在SQL标准中自SQL′92起就有此类方式出现，称SQL／PSM，即SQL的持久存储模块，它一般用于存储过程、函数及后台应用程序编制中。

4）调用层接口（call level interface）方式

自数据库应用进入网络时代后，数据库结构出现了C／S结构方式。

在集中式数据库应用系统中整个系统捆绑于一起，而实际上一个完整的应用程序有下面三个部分：

●存贮逻辑：此部分包括DBMS及相应的数据存贮。

●应用逻辑：此部分包括由算法语言所编写的数据处理业务流程。

●表示逻辑：此部分用于与用户交互，可用可视化编程实现，它包括图形用户界面（GUI）等。

在C／S结构中，由一个服务器S（server）与多个客户机C（client）所组成，它们间由网络相联并通过接口进行交互。

在C／S结构模式中服务器完成存储逻辑功能，而客户机则完成应用逻辑与表示逻辑功能，它们按两种不同功能分别分布于服务器与客户机中，构成了“功能分布”式的模型。

在此结构中，应用程序与数据库间的数据交换变成为客户端应用程序通过调用函数方式以实现从服务器调用数据的数据交换方式，其具体方法是对网络中不同数据源设置一组统一的数据交换函数以实现数据交换，而客户端对数据库中数据请求的SQL语句以某些函数的参数出现，连同函数本身一起传递至服务器执行。此种方式称为调用层接口（call level interface）方式。

C／S方式是目前数据库应用环境中的常用方式，调用层接口方式已被广泛采用作为数据交换的主要方式之一。

使用调用层接口后将网络中客户端与服务端的应用与数据库结合于一起，构成一种新的应用开发方式，从而扩展了数据库管理功能。在此方式中需使用连接管理、动态SQL、游标管理及诊断管理等四种管理。

此种方法目前也可以应用于B／S结构模型中，由于目前数据库应用环境多采用C／S方式与B／S方式，因此调用层接口方式已被广泛采用。在SQL标准中SQL′97中开始出现调用接口层的接口方式SQL／CLI，在企业中也出现有微软的ODBC标准与SUN公司的JDBC标准，而由于根据后两者所开发的产品使用广泛，目前它们已成为事实上的标准。

5）Web方式

在本世纪初互联网的普及应用及Web的发展从而出现了B／S结构、XML语言及脚本语言。在Web数据库中一般使用典型的三层结构B／S方式，在这个结构中由浏览器、应用服务器及数据库服务器三部分组成。

在互联网中数据库系统的应用环境是多机分布式并呈B／S结构形式，在此种环境中数据交换的特点是XML与传统数据库间的数据交换方式。由于传统数据库是一种严格的格式化数据，而XML则是一种松散的半格式化数据，两者数据结构形式的严重差异，因此需进行数据交换，此种方式称Web数据交换方式，它在Web环境下应用广泛。此时数据交换的主体为XML。在此种交换方式中目前所常用的有两种，其中第一种方式是首先将XML与一种脚本语言捆绑，然后再通过连接与会话管理将脚本语言与数据库相沟通，从而构成了一个交换接口，一般称为Web数据库。第二种方式是将XML与传统数据库紧密结合于一起，即将XML作为一种新的数据类型加入至传统数据库中，从而构成一种新的数据库称XML数据库。使用这两种数据库后将传统数据库融入至Web应用与Web数据处理中，从而扩展了传统数据库的功能。

此种方式需使用会话管理、Web数据管理；此外还需使用连接管理、动态SQL、游标管理及诊断管理等多种管理。

在SQL标准的SQL′03中出现有此种方式称SQL／XML，此外，微软与SUN公司中也有此类方式的产品出现。

上面所介绍的五种方式反映了数据库应用发展过程中不同阶段、不同环境的数据交换需求，它们在数据库系统中构成如图4．9所示的结构。

图4．9　数据交换五种扩展方式

在五种方式中目前最为常用的是：

●人机友好界面方式。

●在服务器中的自含方式。

●在C／S结构中的调用接口层方式。

●在Web环境中的Web方式。

我们将在第二篇的第9章中详细介绍这四种方式的操作。