数据库管理系统实现与并发控制

"数据库应用和管理课程着重讲解分布式数据库，并深入探讨数据库实现的关键技术，如并发控制、封锁协议和事务管理。课程的目标是为学生在数据库领域的进一步研究奠定基础，并通过学习更好地理解和使用数据库系统。" 数据库管理系统的应用与实现是计算机科学与工程领域的一个重要主题，由东南大学的徐丽贞教授讲解。课程的先修课包括数据结构、数据库原理和数据库设计与应用，确保学生对数据库系统的基础概念有扎实的理解，如数据库定义、特性、数据模型、模式、数据独立性、SQL、关系模型的规范化、数据库设计、DBMS以及事务等。 课程的主要内容涵盖了数据库管理系统的内部实现技术，包括DBMS的架构、对各种数据模型的支持以及DBMS核心功能的实现，如用户接口等。重点讲解的基础概念包括： 1. **并发控制**：在多用户环境中，多个事务可能同时访问和修改同一数据，并发控制是确保这些操作正确执行的关键技术，避免数据不一致性和死锁问题。常见的并发控制方法有锁定机制（如共享锁和独占锁）、时间戳排序、乐观并发控制和多版本并发控制（MVCC）等。 2. **封锁协议**：封锁是并发控制的一种手段，它通过在事务中设置不同类型的锁来确保数据的一致性。常见的封锁协议有读写锁、两阶段锁协议、多阶段锁协议和基于意向锁的协议等。 3. **事务管理**：事务是数据库操作的基本单元，具有原子性、一致性、隔离性和持久性的ACID属性。事务管理涉及到事务的启动、提交、回滚和恢复机制，以及事务的并发调度策略，如简单调度、先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和死锁检测与恢复等。 4. **DBMS架构**：讨论数据库管理系统的基本组成部分，如查询处理器、存储管理器、事务处理器和并发控制子系统，以及它们之间的交互。 5. **数据模型支持**：深入理解关系模型、网络模型、层次模型和对象-关系模型等，以及它们在实际系统中的应用和实现。 6. **DBMS核心功能实现**：探讨数据库管理系统如何处理查询解析、优化、执行以及结果的返回，以及如何实现数据的存储和检索。 7. **用户接口**：设计和实现用户友好的数据库应用界面，包括图形用户界面（GUI）和命令行接口，以及接口与DBMS后端通信的机制。 通过这门课程的学习，学生将能够掌握数据库系统的核心原理和技术，为后续的数据库研究或实际工作中的数据库设计、管理和优化打下坚实的基础。