第八章数据库编程

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程

第八章数据库编程

8.1 嵌入式SQL

8.2 存储过程8.3 ODBC 编程


8.1 嵌入式 SQL

SQL 语言提供了两种不同的使用方式：交互式嵌入式

将 SQL 语句嵌入到其它宿主语言编写的程序中，作为宿主语言的子语言，使宿主语言具备访问数据库的能力。

宿主语言： COBOL, C, Pascal, Fortran, VC++, VB, DEPHI, CB 等能嵌入 SQL 语句的高级语言。

宿主语言本身不能直接识别 SQL 语句。

为什么要引入嵌入式 SQL SQL 语言是非过程性语言事务处理应用需要高级语言

这两种方式细节上有差别，在程序设计的环境下， SQL 语句要做某些必要的扩充。


把 SQL 嵌入到其他高级语言中，必须解决的三个问题：

1. 语句识别——如何区分 SQL 语句和主语言语句。2. 数据交换——由主语言提出的操作或数据，如何让数据库

管理系统执行，由数据库查询出的数据如何交由主语言处理。

3. 协调主语言的单记录操作和数据库的集合操作。


8.1.1 嵌入式 SQL 的处理过程对宿主型数据库语言 SQL(ESQL) ， DBMS 采

用预编译方法处理：

1 ．由 DBMS 的预处理程序对源程序进行扫描，识别出 SQL 语句。

2 ．把它们转换成主语言调用语句，以使主语言编译程序能识别它。

3 ．最后由主语言的编译程序将整个源程序编译成目标码。

主语言程序含ESQL 语句

ESQL 语句转换为函数调用

目标语言程序

RDBMS 的预处理程序

主语言编译程序

ESQL 基本处理过程


8.1.1 嵌入式 SQL 的处理过程

为了能够区分 SQL 语句与主语言语句，所有的 SQL 语句必需要有前缀 EXEC SQL ，以 (;) 结束 , 嵌入式 SQL语句的一般形式

EXEC SQL <SQL 语句 >;例： EXEC SQL DROP TABLE Student;


8.1.2 嵌入式 SQL 语句与主语言之间的通信

将 SQL 嵌入到高级语言中混合编程，程序中会含有两种不同计算模型的语句。

SQL 语句• 描述性的面向集合的语句• 负责操纵数据库

高级语言语句• 过程性的面向记录的语句• 负责控制程序流程

嵌入式 SQL 语句与主语言之间的通信主要是指：描述性面向集合与过程性面向纪录（元组）语句之间的通信。


工作单元之间的通信方式

SQL 通信区向主语言传递 SQL 语句的执行状态信息，主语言能够据此控制程序流程。

主变量 1 ）主语言向 SQL 语句提供参数。 2 ）将 SQL 语句查询数据库的结果交主语言进一步处理。

游标解决集合性操作语言与过程性操作语言的不匹配。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程一、 SQL 通信区

SQLCA ： SQL Communication Area是一个数据结构——存放状态信息供程序读取。

SQLCA 的用途SQL 语句执行后， DBMS 反馈给应用程序信息

• 描述系统当前工作状态• 描述运行环境

这些信息将送到 SQL 通信区 SQLCA 中，应用程序从 SQLCA 中取出这些状态信息，据此决定接下来执行的语句

定义 SQLCA 用 EXEC SQL INCLUDE SQLCA 加以定义

使用 SQLCA SQLCA 中有一个存放每次执行 SQL 语句后返回代码的变量 SQLCODE ；如果 SQLCODE 等于预定义的常量 SUCCESS ，则表示 SQL 语句成功，否则在 SQLCODE 存放错误代码；

应用程序每执行完一条 SQL 语句之后都应该测试一下 SQLCODE 的值，以了解该 SQL 语句执行情况并做相应处理。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程二、主变量

什么是主变量嵌入式 SQL 语句中可以使用主语言的程序变量来输入或输出数据，

在 SQL 语句中使用的主语言程序变量简称为主变量（ Host Variable ）主变量的类型

输入主变量 --- 由应用程序对其赋值， SQL 语句引用。输出主变量 -- 由 SQL 语句赋值或设置状态信息，返回给应用程序。

一个主变量有可能既是输入主变量又是输出主变量定义 SQLCA

用 EXEC SQL INCLUDE SQLCA 加以定义使用 SQLCA

SQLCA 中有一个存放每次执行 SQL 语句后返回代码的变量 SQLCODE ；

如果 SQLCODE 等于预定义的常量 SUCCESS ，则表示 SQL 语句成功，否则在 SQLCODE 存放错误代码；

应用程序每执行完一条 SQL 语句之后都应该测试一下 SQLCODE的值，以了解该 SQL 语句执行情况并做相应处理。


指示变量一个主变量可以附带一个指示变量（ Indicator Variable ）什么是指示变量

• 整型变量• 用来“指示”所指主变量的值或条件。

指示变量的用途• 指示变量可以输入主变量是否为空值• 指示变量可以检测输出主变量是否为空值，值是否被截断。

SQLCODE > 0 ， SQL已执行，但有异常； SQLCODE < 0 ， SQL没执行，有错误； SQLCODE = 0 ，执行成功，无异常。注： SQLCODE 的值与具体含义，不同系统有所区别。


在 SQL 语句中使用主变量和指示变量的方法1) 说明主变量和指示变量

BEGIN DECLARE SECTION......... ......... (说明主变量和指示变量 )END DECLARE SECTION

2) 使用主变量• 说明之后的主变量可以在 SQL 语句中任何一个能够使用表达式

的地方出现。• 为了与数据库对象名（表名、视图名、列名等）区别， SQL 语

句中的主变量名前要加冒号（ : ）作为标志3) 使用指示变量

• 指示变量前也必须加冒号标志• 必须紧跟在所指主变量之后

在 SQL 语句之外 ( 主语言语句中 ) 使用主变量和指示变量的方法：可以直接引用，不必加冒号。


三、游标（ cursor ）1 、为什么要使用游标

SQL 语言与主语言具有不同数据处理方式 SQL 语言是面向集合的，一条 SQL 语句原则上可以产生或处理多条记

录主语言是面向记录的，一组主变量一次只能存放一条记录

• 仅使用主变量并不能完全满足 SQL 语句向应用程序输出数据的要求• 嵌入式 SQL 引入了游标的概念，用来协调这两种不同的处理方式

2 、什么是游标游标是系统为用户开设的一个数据缓冲区，存放 SQL 语句的执行结果每个游标区都有一个名字用户可以用 SQL 语句逐一从游标中获取记录，并赋给主变量，交由主语

言进一步处理。


四、建立和关闭数据库连接1 、建立数据库连接嵌入式 SQL 要访问数据库必须先连接数据库， DBMS根据用户信息对连

接请求进行合法性验证，只有通过了身份验证，才能建立一个可用的合法连接。其语句是：

EXEC SQL CONNECT TO target[AS connection-name][USER user-name];Target: 是连接数据库的数据库服务器，它可以是一个常见的服务器，或是

包含服务器标识的 SQL串常量，也可以是 DEFAULT 。connection-name ：是可选择的连接名，连接必须是一个有效标识符，主要

用来标识整个程序内同时建立多个连接，如果整个程序中只有一个连接也可以不指定连接名。如果程序运行过程中建立了多个连接，执行所有的数据库单元的工作都在该操作提交时所选择的当前连接上。程序运行过程中可以修改当前连接，对应的嵌入式 SQL 语句是：

EXEC SQL SET CONNECT TO connection-name| DEFAULT


2 、关闭数据库连接当某个连接上的所有数据库操作完成后，应用程序应该主动释放所占

用的连接资源。EXEC SQL DISCONNECT [connection];connection ：是 EXEC SQL CONNECT 所建立的数据库连接


五、程序实例[ 例 1] ：依次检查某个系学生的记录，交互式更新某些学生的年龄。

EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; /* 说明主变量 */

CHAR deptname(20);

CHAR HSno(9);

CHAR HSname(20);

CHAR HSeex(2);

INT HSage;

INT NEWAGE;

EXEC SQL END DECLARE SECTION;

Long SQLCODE;

EXEC SQL INCLUDE SQLCA; /* 定义 SQL 通信区 */


main(void){ int count=0; char yn; printf(“Please choose the department name(CS/MA/IS):”)； scanf(“%s”,& deptname); EXEC SQL CONNECT TO TEST@localhost:54321 USER”SYSTEM”

/”MANAGER”； EXEC SQL DECLARE SX CURSOR FOR /* 定义游标 SX*/ SELECT Sno,Sname,Seex,Sage /* SX 对应的语句 */ FROM Student WHERE Sdept=: deptname; EXEC SQL OPEN SX; /* 打开游标 SX ，指向查询结果的第一行 */


for(;;) { EXEC SQL FETCH SX INTO : Hsno,:Hsname,:Hseex,:HSage; /* 将当前数据放入主变量并推进游标指针 */ if (sqlca.sqlcode <> SUCCESS) /* 利用 SQLCA 中的状态信息决定何时退出循环 */ break; if(count ++==0) printf(“ \n%-10s %-20s %-10s, %10s\n”,

“Sno ”, “Sname ”, “Ssex ”, “Sage ”); /* 如果是第一行 ,则打印行头 */

printf(" %-10s %-20s %-10s, %-10d ", Sno, Sname, Ssex, Sage); /* 显示该记录 */

printf("UPDATE AGE (y/n)? "); /* 问用户是否要修改 */


Do { scanf("%c",&yn);} While(yn!='n ' && yn!=‘N' &&yn!=‘y ' && yn!=‘Y' ); if (yn=‘y’ || yn=‘Y’) /* 需要修改 */

{ printf("INPUT NEW AGE: "); scanf("%d",&NEWAge); /* 输入新的年龄值 */ EXEC SQL UPDATE Student SET Sage=:NEWAge WHERE CURRENT OF SX; } /* 修改当前记录的年龄字段 */ } EXEC SQL CLOSE SX; /* 关闭游标 */ EXEC SQL COMMIT WORK/* 提交更新 */ EXEC SQL DISCONNECT TEST /* 断开数据库连接 */}


8.1.3 不用游标的 SQL 语句

不用游标的 SQL 语句的种类说明性语句数据定义语句数据控制语句查询结果为单记录的 SELECT 语句非 CURRENT 形式的 UPDATE 语句非 CURRENT 形式的 DELETE 语句 INSERT 语句


一、说明性语句说明性语句是专为在嵌入式 SQL 中说明主变量、 SQLCA 等而设置

的。说明主变量

1. EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;

2. EXEC SQL END DECLARE SECTION;

这两条语句必须配对出现，相当于一个括号，两条语句中间是主变量的说明

说明 SQLCA

3. EXEC SQL INCLUDE SQLCA


二、数据定义语句例 [2] 建立一个“学生”表 Student

EXEC SQL CREATE TABLE Student

(Sno CHAR(5) NOT NULL UNIQUE,

Sname CHAR(20),

Ssex CHAR(1),

Sage INT,

Sdept CHAR(15));

注：数据定义语句中不允许使用主变量例：下列语句是错误的 EXEC SQL DROP

TABLE :table_name;

三、数据控制语句例 [3] 把查询 Student表权限授给用户 U1

EXEC SQL GRANT SELECT ON

TABLE Student TO U1;


四、查询结果为单记录的 SELECT 语句语句格式

EXEC SQL SELECT [ALL|DISTINCT] < 目标列表达式 >[,< 目标列表达式 >]... INTO < 主变量 >[< 指示变量 >] [,< 主变量 >[< 指示变量 >]]... FROM <表名或视图名 >[,<表名或视图名 >] ... [WHERE <条件表达式 >] [GROUP BY <列名 1> [HAVING <条件表达式 >]] [ORDER BY <列名 2> [ASC|DESC]];

对交互式 SELECT 语句的扩充就是多了一个 INTO 子句。

把从数据库中找到的符合条件的记录，放到 INTO 子句指出的主变量中去。

使用注意事项 1. 使用主变量

INTO 子句 WHERE 子句的条件表达式 HAVING短语的条件表达式


2. 使用指示变量指示变量只能用于 INTO 子句中如果 INTO 子句中主变量后面跟有指示变量，则当查询得出的某个

数据项为空值时，系统会自动将相应主变量后面的指示变量置为负值，但不向该主变量执行赋值操作，即主变量值仍保持执行 SQL

语句之前的值当发现指示变量值为负值时，不管主变量为何值，均应认为主变量值为 NULL

3. 查询结果为空集如果数据库中没有满足条件的记录，即查询结果为空，则 DBMS 将 S

QLCODE 的值置为 100

4. 查询结果为多条记录程序出错， DBMS 会在 SQLCA 中返回错误信息


例 [4] 根据学生号码查询学生信息。假设已将要查询的学生的学号赋给了主变量 givensnoEXEC SQL SELECT Sno, Sname, Ssex, Sage, Sdept INTO :Hsno, :Hname, :Hsex, :Hage, :Hdept FROM Student WHERE Sno=:givensno;Hsno, Hname, Hsex, Hage, Hdept 和 givensno均是主变量，并均已在

前面的程序中说明过了。例 [5] 查询某个学生选修某门课程的成绩。假设已将要查询的学生的学号赋给了主变量 givensno ，将课程号赋给

了主变量 givencno 。 EXEC SQL SELECT Sno, Cno, Grade INTO :Hsno, :Hcno, :Hgrade:Gradeid FROM SC WHERE Sno=:givensno AND

Cno=:givencno;


从提高应用程序的数据独立性角度考虑， SELECT 语句在任何情况下都应该使用游标

对于仅返回一行结果数据的 SELECT 语句虽然可以不使用游标但如果以后数据库改变了，该 SELECT 语句可能会返回多行数据，

这时该语句就会出错


五、非 CURRENT 形式的增删改语句非 CURRENT 形式的 UPDATE 语句

使用主变量• SET 子句• WHERE 子句

使用指示变量• SET 子句

非 CURRENT 形式的 UPDATE 语句可以操作多条元组

例 [6] 修改某个学生 1号课程的成绩。假设该学生的学号已赋给主变量 givensno ，修改后的成绩已赋给主

变量 newgrade 。 EXEC SQL UPDATE SC

SET Grade=:newgrade

WHERE Sno=:givensno and Cno='1';


例 [7] 将计算机系全体学生年龄置 NULL值 Sageid=-1;

EXEC SQL UPDATE Student

SET Sage=:Raise:Sageid

WHERE Sdept='CS';

将指示变量 Sageid赋一个负值后，无论主变量 Raise 为何值， DBMS

都会将 CS 系所有记录的年龄属性置空值。它等价于： EXEC SQL UPDATE Student

SET Sage=NULL

WHERE Sdept='CS';


例 [8] 某个学生退学了，现要将有关他的所有选课记录删除掉。假设该学生的姓名已赋给主变量 stdname EXEC SQL DELETE FROM SC WHERE Sno= (SELECT Sno FROM Student WHERE Sname=:stdname);

例 [9] 某个学生新选修了某门课程，将有关记录插入 SC表假设学生的学号已赋给主变量 stdno ，课程号已赋给主变量 couno 。 gradeid=-1;

EXEC SQL INSERT

INTO SC(Sno, Cno, Grade)

VALUES(:stdno, :couno, :gr:gradeid);

由于该学生刚选修课程，尚未考试，因此成绩列为空。所以本例中用指示变量指示相应的主变量为空值。


8.1.4 使用游标的 SQL 语句必须使用游标的 SQL 语句

查询结果为多条记录的 SELECT 语句 CURRENT 形式的 UPDATE 语句 CURRENT 形式的 DELETE 语句

一、查询结果为多条记录的 SELECT 语句使用游标的步骤：

1. 说明游标2. 打开游标3. 移动游标指针，然后取当前记录4. 关闭游标


1. 说明游标语句格式

EXEC SQL DECLARE < 游标名 > CURSOR

FOR <SELECT 语句 >;

功能：是一条说明性语句，这时 DBMS并不执行 SELECT 指定的查询操作。

2. 打开游标

语句格式 EXEC SQL OPEN < 游标名 >;功能：打开游标实际上是执行相应的 SELECT 语句，把所有满足查询条件的记录从指定表取到缓冲区中，这时游标处于活动状态，指针指向查询结果集中第一条记录之前。


3. 移动游标指针，然后取当前记录语句格式

EXEC SQL FETCH [[NEXT|PRIOR|FIRST|LAST] FROM] < 游标名 >

INTO < 主变量 >[< 指示变量 >]

[,< 主变量 >[< 指示变量 >]]...;

功能：指定方向推动游标指针，然后将缓冲区中的当前记录取出来送至主变量供主语言进一步处理。NEXT|PRIOR|FIRST|LAST ：指定推动游标指针的方式。

NEXT ：向前推进一条记录（缺省值）PRIOR ：向回退一条记录FIRST ：推向第一条记录LAST ：推向最后一条记录

说明(1) 主变量必须与 SELECT 语句中的目标列表达式具有一一对

应关系(2) FETCH 语句通常用在一个循环结构中，通过循环执行 FETC

H 语句逐条取出结果集中的行进行处理(3) 为进一步方便用户处理数据，现在一些关系数据库管理系统

对 FETCH 语句做了扩充，允许用户向任意方向以任意步长移动游标指针。


4. 关闭游标语句格式

EXEC SQL CLOSE < 游标名 >;

功能关闭游标，释放结果及占用的缓冲区及其他资源。

说明游标被关闭后，就不再和原来的查询结果集相联系被关闭的游标可

以再次被打开，与新的查询结果相联系。


二、 CURRENT 形式的 UPDATE 语句和 DELETE 语句

CURRENT 形式的 UPDATE 语句和 DELETE 语句的用途 .

CURRENT 形式的 UPDATE 语句和 DELETE 语句• 面向集合的操作 ;

• 一次修改或删除所有满足条件的记录 .

如果只想修改或删除其中某个记录；• 用带游标的 SELECT 语句查出所有满足条件的记录；• 从中进一步找出要修改或删除的记录；• 用 CURRENT 形式的 UPDATE 语句和 DELETE 语句修改或删除之。


步骤(1) DECLARE 说明游标 (2) OPEN

打开游标，把所有满足查询条件的记录从指定表取至缓冲区(3) FETCH

推进游标指针，并把当前记录从缓冲区中取出来送至主变量(4) 检查该记录是否是要修改或删除的记录，是则处理之 (5) 重复第 (3) 和 (4) 步，用逐条取出结果集中的行进行判断和处理(6) CLOSE

关闭游标，释放结果集占用的缓冲区和其他资源


说明游标为 UPDATE 语句说明游标

语句格式 EXEC SQL DECLARE < 游标名 > CURSOR FOR <SELECT 语句 > FOR UPDATE OF <列名 >;

说明：FOR UPDATE OF <列名 >短语用于指明检索出的数据在指定列上是可修改的，以便 DBMS 进行并发控制

为 DELETE 语句说明游标语句格式 EXEC SQL DECLARE < 游标名 > CURSOR

FOR <SELECT 语句 > FOR UPDATE;

说明： FOR UPDATE短语提示 DBMS 进行并发控制


修改或删除当前记录经检查缓冲区中记录是要修改或删除的记录，则用 UPDATE 语

句或 DELETE 语句修改或删除该记录语句格式

• <UPDATE 语句 > WHERE CURRENT OF < 游标名 >

• <DELETE 语句 > WHERE CURRENT OF < 游标名 > WHERE CURRENT OF < 游标名 > 子句表示修改或删除的是该

游标中最近一次取出的记录

当游标定义中的 SELECT 语句带有 UNION 或 ORDER BY 子句时，或者该 SELECT 语句相当于定义了一个不可更新的视图时，不能使用 CURRENT 形式的 UPDATE 语句和 DELETE 语句


8.1.5 动态 SQL简介

一、静态 SQL 的特点

嵌入式 SQL 分静态嵌入式 SQL

动态嵌入式 SQL 用户可以在程序运行过程中根据实际需要输入 WHERE 子句或 H

AVING 子句中某些变量的值。语句中主变量的个数与数据类型在预编译时都是确定的，只有是

主变量的值是程序运行过程中动态输入的。静态 SQL 的不足静态 SQL 语句提供的编程灵活性在许多情况下仍显得不足，不能编写更为通用的程序。

例，对 SC ：任课教师想查选修某门课程的所有学生的学号及其成绩班主任想查某个学生选修的所有课程的课程号及相应成绩学生想查某个学生选修某门课程的成绩

即：查询条件是不确定的，要查询的属性列也是不确定的


二、动态 SQL

1. 什么是动态嵌入式 SQL

动态 SQL 方法允许在程序运行过程中临时“组装” SQL 语句。

2. 应用范围

在预编译时下列信息不能确定时 SQL 语句正文主变量个数主变量的数据类型 SQL 语句中引用的数据库对象（列、索引、基本表、视图等）


4. 常用动态 SQL 语句 EXECUTE IMMEDIATE PREPARE EXECUTE DESCRIBE

　　使用动态 SQL技术更多的是涉及程序设计方面的知识，而不是 SQL 语言本身

3. 动态 SQL 的形式语句可变－临时构造完整的 SQL 语句条件可变－ WHERE 子句中的条件和 HAVING短语中的条件数据库对象、查询条件均可变

SELECT 子句中的列名 FROM 子句中的表名或视图名 WHERE 子句中的条件 HAVING短语中的条件


8.1.6 小结与主语言的通信方式

1. SQL 通信区－向主语言传递 SQL 语句的执行状态信息2. 主变量

1 ）主语言向 SQL 语句提供参数 2 ）将 SQL 语句查询数据库的结果交主语言进一步处理

3. 游标－解决集合性操作语言与过程性操作语言的不匹配静态 SQL

• 不用游标不需要返回结果数据的 SQL 语句只返回一条结果的 SQL 语句

• 使用游标说明游标打开游标推进游标并取当前记录关闭游标

动态 SQL


⑵ 存储过程是用 SQL 语句和 DB 编程语言编写的，

用于完成一定的数据访问功能或一定的服务过程，预先进行编译和优化后，存储在服务器中，客户机程序可以通过远程调用的模式调用它们。


2. C/S 结构的 DBS实现技术

⑴ 开放的数据库访问接口

⑵ 存储过程

⑶ 分布数据管理


⑴ 开放的数据库访问接口在一个包括多个服务器和大量用户的企业 C/S 结构 DBS中，来自不同厂商的客户机软件以及用户开发的客户机应用要访问不同服务器中的数据，这些数据可能存在于不同厂商的关系数据库、非关系数据库、文件系统或其他的系统中。

要对这些数据进行透明的访问需要开放的访问接口。

① ODBC

② JDBC


① ODBC 是一种用于访问 DB 的统一界面标准，由 Microsoft 公司于1991 年底宣布，在短短几年之间，被 DB 界广泛接受，己成为事实上的工业标准。

实际上它是一个 DB 访问函数库，使应用程序可以直接操纵DB 中的数据。

ODBC 是基于 SQL 语言的，是一种在 SQL 和应用界面之间的标准接口，它解决了嵌入式 SQL 接口非规范核心，免除了应用软件随 DB 的改变而改变的麻烦。


② JDBC 是 Java 应用对 DB 访问的 API 标准。

JDBC 保证 JDBCAPI 可在其他通用 SQL 级的 API( 包括 ODBC)之上实现。这意味着所有支持 ODBC 的 DB 不加任何修改就能够与 JDBC 协同工作。

在 C/S 结构的 DBS 中， ODBC 和 JDBC 标准使得不同的数据源可以提供统一的数据访问界面。

客户机应用通过 ODBC 接口可以实现对于不同数据源的访问。


⑵ 存储过程是用 SQL 语句和 DB 编程语言编写的，用于完成一定的数据访问功能或一定的服务过程，预先进行编译和优化后，存储在服务器中，客户机程序可以通过远程调用的模式调用它们。


采用存储过程技术的好处

① 高性能② 共享性③ 简化应用开发过程，提高应用开发效率④ 简化安全性控制


① 高性能由于存储过程是以编译和优化后的形式存储的，因此在被调用时可以直接运行，速度较快。而且，存储过程将完成一定功能的一组 SQL 语句存储在服务器中而不是存储在客户机上，这样，在网络上传输的只是一个远程过程调用和最终的执行结果，而不是一系列的 SQL 语句和它们的返回结果，从而大大减少了网络上的传输量，提高了系统的性能。


② 共享性存储过程可以被多个用户共享地使用，而且使用时可存放在磁盘缓冲区内，即多个用户可以使用同一个存储过程。

当某个存储过程已存在于磁盘缓冲区中时，别的用户可以直接使用之，而不必再从磁盘中输入。


③ 简化应用开发过程，提高应用开发效率存储过程把用户和应用程序与数据源、网络和存取路径细节隔离开，使得非专业人员对于 DB 服务器上的数据访问变得更加方便。


④ 简化安全性控制存储过程可简化对某些操作的权限。例如，可以把一组操作定义成一个存储过程，然后将调用存储过程的权限授给特定的用户。这样，就不需要对每一条命令的执行都进行授权。


⑶ 分布数据管理 ① 数据复制和分布

② 两阶段提交


① 数据复制和分布在包括多个 DB 服务器的 C/S 结构 DBS

中，应支持将某一服务器上的某些表中的数据复制和分布到其他远程 DB 服务器结点上，这样就可以引用复制的数据和本地表，在本地完成分布式查询操作，减少网络通信开销。当一个远程 DB 发生故障时，某些查询还可以通过本地复制表完成。


② 两阶段提交两阶段提交用来协调参与一个分布式事务的多个服务器的活动，以防止某个服务器出故障时产生数据不一致性。在一个分布式事务所涉及的多个服务器中，有一个作为协调者，其余的作为参与者。服务器之间必须能够相互通信。


第一阶段：

协调者询问各个参与者能否提交该事务，并等待它们的回答。若有的参与者给出否定的回答，或由于网络系统故障协调者得不到回答，则做出撤消该事务的决定。若收到所有参与者的肯定答复，则做出提交该事务的决定。

第二阶段：

各参与者根据收到协调者所做的决定进行事务的提交或回滚，并向协调者做出答复。

协调者在收到所有应答后，该事务结束。


7.3 Web数据库与应用

7.3.1 Web数据库的分类 7.3.2 Web数据库技术要点 7.3.3 Web数据库应用的构

成及一般结构


7.3.1 Web数据库的分类1. 以Web为库使 DBMS 与Web直接接轨

2. 用浏览器访问网上数据库

3. 以Web资源充实本地数据仓库

4. Web Market 在Web上销售数据


1. 以Web为库使 DBMS 与Web直接接轨

厂商：扩展了 DBMS 的数据类型，凡在Web上有的数据类型都作为 DBMS 的内部数据类型。Web页面、 HTML 、 URL 、图形图像都存储在同一个集成式 DB 中。处理Web数据的机制 (如HTML 和库中数据的互换、页面显示、对Web用户广播 DB 中的数据等 )都成为 DBMS 的内部功能。用户：一个很理想的模式。在一台单机或一个局域网上安装这种方案的Web数据库系统，关闭它与外界的联系，就自成一个小的Web( 即 Internet) ，打开它与外界的联系，它将以整个Web为库。开发者：难度较大的方案。正在成长期的Web随时都有可能增加新的数据类型、新的信息格式，要想与Web同步成长， DBMS也许需要每月更新版本。


2. 用浏览器访问网上 DB用浏览器界面存取Web现有的 DB，其体系结构如下图所示。


典型代表：以公共网关接口 (CGI) 及其改进产品 FastCGI 作为中间件。Windows NT中具体体现为 HTTPODBC.DLL动态链接库。

CGI相关的体系结构如下图所示，其中 IDC 文件是用户的查询请求 (SELECT…FROM…WHERE) ， HTX文件是用户为查询结果指定的 HTML页面格式。


优点：易于实现，用户可以明用浏览器，暗用 DB 。用户在Web页面上交互式地填查询表，即可通过Web进行异地 DB存取，并在浏览器上显示结果。

缺点：① Web服务器将是一个瓶颈；

② 在Web服务器和 DB 服务器中加入中间件会影响 C/S 结构的性能，特别是当中间件为 CGI 时，每次访问都需要重新启动一个 CGI 程序实例，它以进程形式运行，占用资源较多，效率较低，且难于解决连续事务处理。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程3. 以Web资源充实本地数据仓

库利用Web上的数据资源 (Web上 DB 中的内容和非 DB 形式的网页 ) 来充实本地的 DB 或数据仓库，以期获取指定专题下的统计性数据或趋势性知识 ( 只从Web读，不向Web写 ) 。侧重点：①建立和更新指定专题下Web的资源地址； ②粗采Web资源矿藏； ③筛选有价值的数据段； ④文献索引库； ⑤数据采掘加工； ⑥数据仓库维护。 “从外界读”的任务大多通过第三方软件实现 (如 CGI 或 DB厂商的Web接口 ) 。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程4. Web Market 在Web上销售

数据信息商：专门从事收集和出售信息。改用 DB 存储和出售信息，信息销售方式改“拉” ( 用户自己用“大海捞针”的方式去积零为整 ) ，为“推” (根据用户需求将数据打包装箱，送货上门 ) 。研究工作包含： ①用户分析。根据用户信息 DB ，用数据采掘技术找出用户职业、年龄、性别等与信息需求的联系，以便推销。 ②推销工具的研制。例如微软的 IE4.0中的订购功能。 ③把 DB 组织成用户喜欢的易于销售的形式。 ④计费。 ⑤捎带广告。在用户喜欢的记录中捎带化妆品、饮料广告，用户对链点的单击次数被累加作为收取广告费的依据等等。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程7.3.2 Web 数据库技术要点Web数据库技术：用Web浏览器界面来存取 DB 内容。 ( 以 CGI 为例 ) ⑴ 用户从浏览器上交互式地提出查询要求，并指定结果输出页面格式 ( 或采用默认的页面格式 )；⑵ 浏览器根据 Method的值为“ POST”，把 Action指定的 IDC文件名送到Web服务器，继而再将其内容送到中间件 (CGI)；⑶ 中间件解析出 IDC 文件的核心语句后，将其转成 SQL 语句再送到 DB 服务器；⑷ DB 服务器执行查询，将结果返回中间件；⑸ 中间件根据 Test_OutFormat.htx 指定格式把结果转为 HTML后，送到Web服务器；⑹ 再将结果送回浏览器，显示结果。


7.3.3 Web数据库应用的构成及一般结构

1. Web应用的构成

2. Web数据库应用的一般结构

3. Web网的数据库访问


1. Web应用的构成⑴ Web服务器

⑵ 服务器组件

⑶ 以服务器为中心的体系结构

⑷ “瘦”客户机


⑴ Web服务器 Web服务器是Web环境中的主角，过去主要用于存储及管理公众的网站。现在，它正成为一种独立的应用系统开发及安装环境，用于管理和控制其中的网站及组件，并有一些服务器已从Web服务器中独立开来，主要承担运行应用系统而不是公众网站的任务，这类服务器被称为应用服务器。

变化的着眼点在于把复杂的“胖” PC 客户机环境改造成为“瘦”客户机，而把复杂的应用程序移到Web服务器上。并且，Web服务器必须有能力在任何时间内同时面向众多的使用者。


Web服务器产品： ① IIS

② NES

③ Java Web Server


① IISIIS 通过围绕Windows NT所做的优

化使其具有很高的执行效率、出色的安全保密性。易于管理以及启动迅捷等特点。

它既可用于集成现有的应用方式，也可用于实施Web应用系统。


② NES NES 的主要功能有：

带有客户机授权的 SSL 、 Verity的集成式检索器、SNMP 、出色的 DB联接功能及Web网站内容管理等，以能在众多的不同平台上运行为特长；


③ Java Web Server Java Web Server 是由 Sun Javasoft 公司推出的。

由于它使用 Java 语言写成，故应用程序不用任何修改就可以从初级的服务器平台移到功能强大的服务器平台，Java Web Server 以纯 Java 服务器组件为特色，真正实现了所谓“在一处设计编写，在任何地方运行”的目标。

与 CGI批处理命令，诸如Netscape的 NSAPI 、微软的ISAPI 不同的是， Java Web Server 与平台完全无关。


⑵ 服务器组件是一种可重复调用的软件块，它把维护及操作某一类信息的程序集中在一起独立成块。应用系统通过预先定义好的界面来调用执行组件。基于Web的应用系统特征之一是与其他任何第三方软件产品完全互通性。对象管理小组 (OMG) 在 80年代提出了基于对象的结构，即公共对象请求代理结构 (简称 CORBA) ，微软则在最近推出了DCOM/Active X 技术。两者都试图解决分布式应用组件的问题。 CORBA 在不同语言及 OS平台互通方面处于领先地位，微软的 Active X只能在Windows NT上运行 (市场占有率相当可观 ) 。


⑶ 以服务器为中心的体系结构以服务器为中心的体系结构对 DB 服务器提出了新的需求。

随着应用逻辑从客户机中移出， DB 服务器必须分担一部分复杂的应用逻辑服务功能。

同时，由于“瘦”客户机方便易学，吸引了更多的用户使用，因而促使 DB 服务器必须能支持更多的用户数及流通量。

为了适应这种新的需求，产生了对象 -关系型数 DB 。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程⑷ “瘦”客户机利用普遍适用的“瘦”客户机存取位于任何地方的数据信息，这是Web应用系统的一个基本出发点。关键技术之一是浏览器，它使应用开发者得以与遍布全球的数以百万计的网站相联接。它是一把钥匙，能帮助用户十分方便地打开Web之门。当今最流行的浏览器是 Netscape的 Navigator 和微软的 IE。随着用户对Web应用系统使用界面的要求越来越高，应用开发者正在利用更好的开发工具及环境，诸如面向对象的编程方式以及可重复调用的组件等，来开发可执行的浏览器内容。流行的开发策略是尽量保留和利用现有的组件，以加快开发速度、降低开发成本。


在开发Web应用系统时，固定成型的浏览器很难满足多种多样的应用背景需求。硬件制造商需要较为轻便的浏览器，以便安装在“瘦”客户机上，如网络计算机(NC) 、便携式数据处理器 (PDAS) 、带显示屏的电话等。

另一方面，应用软件开发者希望把具有特殊功能的浏览器与应用系统结合成一体。


目前流行的浏览器并不具备满足上述要求的灵活性。因此，有公司开发出了可由用户自行调整的浏览器，如 Sun Javasoft 的 HotBrowser ，它提供了各种可以调整重构浏览器的功能，以适用于不同的客户机硬件，从简单的网络计算机到高档的 PC 。

同时，通过修改某预定义文件，应用开发者可以方便地改变浏览器的用户界面，如加入自己的菜单、图形化命令等。

目前，浏览器的基本运行硬件环境是 PC 。但它将很快在许多新的“瘦”客户机装置上运行，例如网络计算机、电视、有线电视转换器以及数字卫星电视等。


⑴ 两层结构会出现的问题

⑵ 多层应用软件结构

2. Web数据库应用的一般结构

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程⑴ 两层结构会出现的问题

Web技术是 Internet/Intranet 上使用最广泛的应用，它为用户提供了一个标准的界面即 Web浏览器。目前， Internet/Intranet环境下的应用软件发展方向是以 Web浏览器作为标准界面，使用 Java等技术进行复杂的实时事务处理。在 Intemet/Intranet环境下，应用中的程序是流动的，这是它与传统 C/S 结构应用软件的一个重要区别及重要进步。客户机上只需安装一个标准的 Web浏览器，其他的应用程序都存储在 Web 服务器上，需要时才下载。这样，系统中的客户机成为了一个真正的“瘦客户机”。若在 Internet/Intranet环境下将应用软件构建成两层结构，因 Internet/ Intranet环境下特有的通信速度和安全性等原因，系统会出现一些问题。


① 系统速度下降，可靠性降低由于在 Internet/Intranet环境下，系统通信信道的质量参差不齐，速度快慢不一，总体来说比单独的局域网信道差得多，因此要求系统间的通信量应尽可能按照两层结构来构建应用软件，所有的应用都集中在客户机上，那么必然导致客户机程序庞大，通过网络下载的 Java Applet 程序字节数较多，系统速度下降，可靠性降低。如果系统需要访问 DB ，则客户机还必须下载一个较大的 JDBC驱动程序。


② 系统的灵活性下降沙箱：有着固定边界的保护域实例。

保护域：是一种在保护单元间起着分组和隔离作用的便利机制。

由于 Java技术中采用了“沙箱”安全模型，例如，可以将保护域分开以避免它们之间的直接交互作用，于是，任何允许的交互作用必须通过可信系统代码或被有关的域所明确允许，所以 Java Applet 程序只能与源宿主机即向Web浏览器传送这个 Java Applet 程序的机器上的程序通信，通过 JDBC 访问位于源宿主机上的 DBS ，这使得系统的灵活性大大下降，很难满足实际的大型应用的要求。


⑵ 多层应用软件结构系统第一层：

由从Web服务器下载运行在Web浏览器上的 Java Applet 程序组成，用于处理用户界面。

系统第二层：

由一个应用服务器组成，用于处理应用逻辑。

系统第三层：

由 DB 软件组成。


采用三层结构体系的系统主要优点：① Java Applet 程序相对较为简单，程序量小，便于在网络上快速传递；

② Java Applet 程序与网关程序之间只传送请求信息和响应信息，通过网络传送的信息量小；

③ 所有的 DB 操作都由与 DB 服务器位于同一主机或同一局域网环境主机上的应用服务程序完成，速度快，可靠性高；

④ 应用服务程序访问 DB 不存在安全性限制，它可以访问网络上任意主机上的 DB ，只要它拥有相应的权限即可。


⑴ CGI技术

⑵ WebAPI技术

⑶ JDBC技术

⑷ CORBA技术

3. Web网的数据库访问

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程⑴ CGI技术

CGI主要依靠网关技术把用户通过浏览器对 DB 的访问协议即超文本传输协议 (HTTP)转换成对 DB 访问的协议。工作步骤如下： ① 客户机通过浏览器用 HTTP 以表单向Web服务器发出请求； ② Web服务器接收客户机对 CGI 的请求，设置环境变量或命令行参数，用一个子进程启动 CGI ，把客户机的请求传给 CGI 程序； ③ CGI 应用程序向 DBMS( 服务器 ) 发出请求， DB 执行相应的查询操作； ④ DB 服务器把服务请求返回给 CGI 程序； ⑤ CGI 把 DB 服务器查询结果返回给Web服务器； ⑥ Web服务器用 HTTP 协议将查询结果送客户机浏览器显示。

数据库系统概论数据库系统概论第八章数据库编程⑵ WebAPI技术 WebAPI 是Web应用编程接口英文缩写。较著名的WebAPI 包括 Microsoft 公司的 ISAPI 、 Netscape公司的 NSAPI 。以 ISAPI 为例说明该技术的工作原理。

WebAPI 的工作步骤如下：

① 客户机上用户以 Form格式请求 DB 操作，并把该请求由浏览器送至服务器；

② 装载 HTTPODBC.DLL动态链接库的Web服务器 (IIS) ，接收URL并读取名为 *.IDC 的文件；

③ HTTPODBC.DLL读取 * ． IDC脚本文件，从中获取用户名、HTML 模板文件名及申请 DBMS 的 SQL 语句；


④ HTTPODBC.DLL连接至 ODBC 数据库源，执行 *.IDC 文件中的 SQL命令；

⑤ HTTPODBC.DLL获得查询结果，按 *.HTX模板格式合并成 HTML页；

⑥ HTTPODBC.DLL 发送己格式化的 HTML页至Web服务器（ IIS）；

⑦ Web服务器将查询结果返回到客户机浏览器。


ISAPI 与 CGI 的最大区别：

① ISAPI建立的应用程序是以动态链接库 (DLL) 的形式存在；CGI 的应用程序一般都是可执行程序。

② ISAPI 的工作流程与 CGI 有一些不同：两者虽都可被用户请求激活，但 CGI 不能被系统先激活来监视用户输入，且在一个用户离开后就消失； ISAPI 在处理一个用户后，继续留在内存中，等待处理别的用户输入，直到没有用户请求为止。

③ WebAPI比 CGI 运行速度快，效率高。

WebAPI 的缺点：平台兼容性和交互性较差。


⑶ JDBC技术JDBC 是 JavaSoft 公司开发的、作为 Java 语言的 DB 访问 API技术。JDBC 的体系结构分成三层： Java 应用、 JDBC管理、驱动。JDBC实现和 DB连接的主要方式有：采用 JDBC 和 ODBC桥驱动和采用直接 JDBC驱动连接。

以直接 JDBC驱动方式为例来说明其工作过程：①客户机首先访问Web服务器，从 Java浏览器下载 Java Applet 和 JDBC 接口类的字节程序；②Applet 通过 JDBCAPI 调用 JDBC驱动程序；③JDBC驱动程序访问数据库，并将结果返回 Applet 。


由于 Java 语言能在 Java虚拟机上执行，所以 JDBC 能跨越不同的系统平台，它一次编译后，可以多次在不同系统上执行，它是未来的主要工具之一。

但是， JDBC 开销大，速度慢，因为 JDBC 中所有的应用程序、驱动程序都直接从服务器上下载，所以需要一定的网络传输开销。


⑷ CORBA技术是 OMG于 1991 年发布的，任务是构造分布式对象如何实现互操作，使基于对象的软件部分在分布异构环境下可重用、移植和互操作。

CORBA 是企业管理异构计算机系统较有前途的技术。


CORBA 的模型可分为：①对象请求代理 (ORB) 软件总线，其作为对象互相通信的介质，可使对象在分布环境中透明地收发请求和响应，它是分布环境互操作的基础；

②对象服务，用于定义加入 ORB 的系统服务，它们是基本服务的集合，其中包括名字服务、事件服务；

③公共设施，是为许多服务用户提供的共享服务集合，如 Inter

net/Intranet 服务访问设施、 RDB 访问设施等；

④应用对象，用于定义现实世界的对象和实现这些对象的数据用户程序组件，如邮电通信管理、油田管理等。

第八章 数据库编程

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第八章数据库编程