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目前，眾多的廠商推出了行行色色的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，它們在性能、價格和應用范圍上各有千秋。一個綜合信息系統(tǒng)的各部門由于需求差異等原因，往往會存在多種數(shù)據(jù)庫，它們之間的互連訪問成為一個棘手的問題，特別是當用戶需要從客戶機端訪問不同的服務器時。

微軟提出的開放式數(shù)據(jù)庫互連（Open-DataBase-Connectivity，即odbc）成為目前一個強有力解決方案，并逐步成為Windows和Macintosh平臺上的標準接口，并推動了這方面的開放性和標準化。

一、ODBC的產(chǎn)生和發(fā)展

關系型數(shù)據(jù)庫產(chǎn)生后很快就成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，由于每個DBMS廠商都有自己的一套標準，人們很早就產(chǎn)生了標準化的想法，于是產(chǎn)生了SQL，由于其語法規(guī)范逐漸為人所接受，成為RDBMS上的主導語言。最初，各數(shù)據(jù)庫廠商為了解決互連的問題，往往提供嵌入式SQLAPI，用戶在客戶機端要操作系統(tǒng)中的RDBMS時，往往要在程序中嵌入SQL語句進行預編譯。由于不同廠商在數(shù)據(jù)格式、數(shù)據(jù)操作、具體實現(xiàn)甚至語法方面都具有不同程度的差異，所以彼此不能兼容。

長期以來，這種API的非規(guī)范情況令用戶和RDBMS廠商都不能滿意。在80年代后期，一些著名的廠商包括Oracle、Sybase、Lotus、Ingres、Informix、HP、DEC等結(jié)成了SQLAccessGroup（簡稱SAG），提出了SQLAPI的規(guī)范核心：調(diào)用級接口（CallLevelInterface），簡稱CLI。

1991年11月，微軟宣布了ODBC，次年推出可用版本。1992年2月，推出了ODBCSDK2.0版。ODBC基于SAG的SQLCAE草案所規(guī)定的語法，共分為Core、Level1、Level2三種定義，分別規(guī)范了22、16、13共51條命令，其中29條命令甚至超越了SAGCLI中原有的定義，功能強大而靈活。它還包括標準的錯誤代碼集、標準的連接和登錄DBMS方法、標準的數(shù)據(jù)類型表示等。

由于ODBC思想上的先進性，且沒有同類的標準或產(chǎn)品與之競爭，它一枝獨秀，推出后僅僅兩三年就受到了眾多廠家與用戶的青睞，成為一種廣為接受的標準。目前，已經(jīng)有130多家獨立廠商宣布了對ODBC的支持，常見的DBMS都提供了ODBC的驅(qū)動接口，這些廠商包括Oracle、Sybase、Informix、Ingres、IBM(DB/2)、DEC(RDB)、HP(ALLBASE/SQL)、Gupta、Borland(Paradox)等。目前，ODBC已經(jīng)成為客戶機/服務器系統(tǒng)中的一個重要支持技術(shù)。

二、ODBC的基本思想與特點

ODBC的基本思想是為用戶提供簡單、標準、透明的數(shù)據(jù)庫連接的公共編程接口，開發(fā)廠商根據(jù)ODBC的標準去實現(xiàn)底層的驅(qū)動程序，這個驅(qū)動對用戶是透明的，并允許根據(jù)不同的DBMS采用不同的技術(shù)加以優(yōu)化實現(xiàn)，這就利于不斷吸收新的技術(shù)而趨完善。

這同時也就是數(shù)據(jù)庫驅(qū)動的思想，它很類似于Windows中打印驅(qū)動的思想。在Windows中，用戶安裝不同的打印驅(qū)動程序，使用同樣一條打印語句或操作，就可很容易地實現(xiàn)在不同打印機上打印輸出，而不需要了解內(nèi)部的具體原理。ODBC出現(xiàn)以后，用戶安裝不同的DBMS驅(qū)動就可用同樣的SQL語句實現(xiàn)在不同DBMS上進行同樣的操作，而且無需預編譯。ODBC帶來了數(shù)據(jù)庫連接方式的變革，如圖1所示。在傳統(tǒng)方式中，開發(fā)人員要熟悉多個DBMS及其API，一旦DBMS端出現(xiàn)變動，則往往導致用戶端系統(tǒng)重新編建或者源代碼的修改，這給開發(fā)和維護工作帶來了很大困難。在ODBC方式中，不管底層網(wǎng)絡環(huán)境如何，也無論采用何種DBMS，用戶在程序中都使用同一套標準代碼，無需逐個了解各DBMS及其API的特點，源程序不因底層的變化而重新編建或修改，從而減輕了開發(fā)維護的工作量，縮短了開發(fā)周期。

@@12W03500.GIF;圖1數(shù)據(jù)庫連接方式的轉(zhuǎn)變@@

概括起來，ODBC具有以下靈活的特點：

1.使用戶程序有很高的互操作性，相同的目標代碼適用于不同的DBMS；

2.由于ODBC的開放性，它為程序集成提供了便利，為客戶機/服務器結(jié)構(gòu)提供了技術(shù)支持；

3.由于應用與底層網(wǎng)絡環(huán)境和DBMS分開，簡化了開發(fā)維護上的困難。

三、ODBC的體系結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)

ODBC是依靠分層結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，如此可保證其標準性和開放性。圖2所示為ODBC的體系結(jié)構(gòu)，它共分為四層：應用程序、驅(qū)動程序管理器、驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)源。微軟公司對ODBC規(guī)程進行了規(guī)范，它為應用層的開發(fā)者和用戶提供標準的函數(shù)、語法和錯誤代碼等，微軟還提供了驅(qū)動程序管理器，它在Windows中是一個動態(tài)鏈接庫即ODBC.DLL。驅(qū)動程序?qū)佑晌④?、DBMS廠商或第三開發(fā)商提供，它必須符合ODBC的規(guī)程，對于Oracle，它是ORA6WIN.DLL，對于SQLServer，它是SQLSRVR.DLL。

@@12W03501.GIF;圖2ODBC體系結(jié)構(gòu)@@

下面我們詳細介紹各層的功能。

1.應用程序?qū)?Application)

使用ODBC接口的應用程序可執(zhí)行以下任務：

①請求與數(shù)據(jù)源的連接和會話(SQLConnect)；

②向數(shù)據(jù)源發(fā)送SQL請求(SQLExecDirct或SQLExecute)；

③對SQL請求的結(jié)果定義存儲區(qū)和數(shù)據(jù)格式；

④請求結(jié)果；

⑤處理錯誤；

⑥如果需要，把結(jié)果返回給用戶；

⑦對事務進行控制，請求執(zhí)行或回退操作(SQLTransact)；

⑧終止對數(shù)據(jù)源的連接(SQLDisconnect)。

2.驅(qū)動程序管理器(DriverManager)

由微軟提供的驅(qū)動程序管理器是帶有輸入庫的動態(tài)連接庫ODBC.DLL，其主要目的是裝入驅(qū)動程序，此外還執(zhí)行以下工作:

①處理幾個ODBC初始化調(diào)用；

②為每一個驅(qū)動程序提供ODBC函數(shù)入口點；

③為ODBC調(diào)用提供參數(shù)和次序驗證。

3.驅(qū)動程序(Driver)

驅(qū)動程序是實現(xiàn)ODBC函數(shù)和數(shù)據(jù)源交互的DLL，當應用程序調(diào)用SQLConnect或者SQLDriverConnect函數(shù)時，驅(qū)動程序管理器裝入相應的驅(qū)動程序，它對來自應用程序的ODBC函數(shù)調(diào)用進行應答，按照其要求執(zhí)行以下任務:

①建立與數(shù)據(jù)源的連接；

②向數(shù)據(jù)源提交請求；

③在應用程序需求時，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式；

④返回結(jié)果給應用程序；

⑤將運行錯誤格式化為標準代碼返回；

⑥在需要時說明和處理光標。

以上這些功能都是對應用程序?qū)庸δ艿木唧w實現(xiàn)。驅(qū)動程序的配置方式可以劃分為以下兩種。

(1)單層次(single-tier)這種方式下，驅(qū)動程序要處理ODBC調(diào)用SQL語句，并直接操縱數(shù)據(jù)庫，因此具有數(shù)據(jù)存取功能。這種配置最常見的是同一臺微機之上異種數(shù)據(jù)庫通過ODBC存取，如在Powerbuilder中存取XBase、Excel、Paradox等數(shù)據(jù)文件,如圖3所示。@@12W03502.GIF;圖3一層配置示意圖@@

(2)多層次(multiple-tier)這種配置中驅(qū)動程序僅僅處理ODBC調(diào)用，而將SQL語句交給服務器執(zhí)行，然后返回結(jié)果。這種情況往往是應用程序、驅(qū)動程序管理器、驅(qū)動程序駐留在客戶機端，而數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)存取功能放在服務器端。譬如用Foxpro或Excel存取SQLServer或Oracle上的數(shù)據(jù),如圖4所示。

@@12W03503.GIF;圖4二層配置示意圖@@

有時在以上兩者之間加上網(wǎng)關以解決通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換等問題，這時驅(qū)動程序要將請求先傳送給網(wǎng)關，如訪問DECRDB和IBMAS/400時的配置,如圖5所示。

@@12W03504.GIF;圖5三層配置示意圖@@

4.數(shù)據(jù)源

數(shù)據(jù)源由用戶想要存取的數(shù)據(jù)和它相關的操作系統(tǒng)、DBMS及網(wǎng)絡環(huán)境組成。

四、一致性級別

從應用程序觀點來看，最理想的情況是每個數(shù)據(jù)源和驅(qū)動程序都支持同一套ODBC函數(shù)調(diào)用和SQL語句。但是由于形形色色的DBMS在實現(xiàn)上有很大的差異，它們所依賴的系統(tǒng)和環(huán)境也各不相同，在對ODBC支持的程度上就不一致。一致性級別(ConformanceLevels)建立了對眾多功能的標準劃分，為應用程序和驅(qū)動程序提供幫助和選擇的依據(jù)。它劃定了驅(qū)動程序所支持的ODBC函數(shù)和SQL語句的范圍，我們可以用SQLGetInfo、SQLGetFunctions、SQLTypeInfo三個函數(shù)獲知驅(qū)動程序所支持的功能集。ODBC從API和SQL語法兩方面劃分級別。

1.API的一致性

ODBC將函數(shù)調(diào)用劃分為三級。

(1)核心API它包括了與SAG的CLI相匹配的基本功能，包括：分配與釋放環(huán)境、連接及語句句柄；連接到數(shù)據(jù)源；準備并執(zhí)行SQL語句或立即執(zhí)行SQL語句；為SQL語句和結(jié)果列中的參數(shù)分配存儲器；從結(jié)果中檢索數(shù)據(jù)，檢索結(jié)果的信息；提交和撤消事務處理；檢索錯誤信息。

(2)一級API它包括了核心API的全部功能，比如用特定驅(qū)動程序的對話框連接到數(shù)據(jù)源；設置和查詢語句值和連接選項；送部分或全部參數(shù)值；檢索部分和全部結(jié)果；檢索目錄信息；檢索關于驅(qū)動程序和數(shù)據(jù)源的信息。

(3)二級API其功能包括核心和一級API的全部功能；瀏覽可獲得的連接和可獲得的數(shù)據(jù)源列表；發(fā)送參數(shù)值數(shù)組，檢索結(jié)果數(shù)組；檢索參數(shù)個數(shù)及參數(shù)描述；應用可卷動的光標；檢索SQL語句和本機表格；檢索各種目錄信息；調(diào)用轉(zhuǎn)換DLL。

2.SQL語法的一致性級別

從SQL方面可劃分為最小的SQL語法、核心SQL語法和擴展SQL語法三個等級。

五、ODBC的應用與前景

ODBC的出現(xiàn)給用戶描繪了一個誘人的前景，即網(wǎng)絡中的Windows用戶可以方便地訪問各種數(shù)據(jù)庫。現(xiàn)在，在微軟推出的許多產(chǎn)品中都提供了ODBC支持，如VisalBasic3.0、VisalC1.5、Excel5.0、Word6.0、FoxPro、Access等。同時其他一些應用軟件和開發(fā)工具也提供了對ODBC的支持。因此用戶只要安裝不同的ODBC驅(qū)動程序，就可存取相應的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品，而不管用戶使用何種前臺應用軟件，也不管后臺是何種數(shù)據(jù)庫，這個存取的過程是一致的。

但是由于ODBC產(chǎn)生的時間還不長，其應用也同時存在著一些問題。首先，它的層次比較多，表現(xiàn)在性能上比專有的API要慢，這是其標準化和開發(fā)性所帶來的必要的代價；其次，由于ODBC規(guī)定了三個層次的一致性級別，應用程序與驅(qū)動程序之間的匹配就會出現(xiàn)一些問題和矛盾，比如某些驅(qū)動程序支持的級別比較低，而應用程序要求的比較高；再者，由于不同的驅(qū)動程序為不同的開發(fā)商所開發(fā)，測試工作不能統(tǒng)一，而現(xiàn)有的開發(fā)和測試工具并不很完善；同時，在非SQL的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上的應用也存在一些問題。

微軟公司將ODBC作為一項很重要的技術(shù)，它已承諾進一步改進ODBC技術(shù)，為驅(qū)動程序開發(fā)者提供更先進的開發(fā)和測試工具，還將交付系統(tǒng)管理和監(jiān)控工具，它還將與DBMS廠商和第三方廠商建立更密切的合作，以期使驅(qū)動程序支持更高級別的一致性，并在規(guī)范化方面有所完善。目前，ODBC已為數(shù)據(jù)庫供應商組織內(nèi)部所認可，同時為眾多應用軟件廠商和第三方開發(fā)商所使用，相信隨著SQL的推廣和規(guī)范，用戶和開發(fā)商會更加依賴于這一技術(shù)。