第9章分布式数据库系统
9.1 基本内容分析
9.1.1 本章重要概念
（1）分布计算的三种形式：处理分布，数据分布，功能分布。
（2）C/S系统，工作模式，技术特征，体系结构，两层、三层、多层C/S结构。
（3）DDBS的定义、特点、优点、缺点和分类；分布式数据存储的两种形式（分片和分配）。
（4）DDB的体系结构：六层模式，分布透明性的三个层次，DDBS的组成，DDBMS的功能和组成。
（5）分布式查询处理的查询代价，基于半联接的优化策略，基于联接的优化策略。
（6）分布式数据库的并发控制和恢复中出现的问题，以及处理机制。
9.1.2 本章的重点篇幅
（1）两层、三层、多层C/S结构。（教材P365-367）
（2）分布式数据存储：分片和分配。（教材P375-377）
（3）DDB的体系结构。（教材P378的图9.10，P381的图9.12）
（4）基于半联接的执行示意图。（教材P389的图9.17）
9.2 教材中习题9的解答
9.1 名词解释
·集中计算：单点数据和单点处理的方式称为集中计算。
·分布计算：随着计算机网络技术的发展，突破集中计算框架，DBMS的运行环境逐渐从单机扩展到网络，对数据的处理从集中式走向分布式、从封闭式走向开放式。这种计算环境称为分布计算。
·处理分布：指系统中处理是分布的，数据是集中的这种情况。
·数据分布：指系统中数据是分布的，但逻辑上是一个整体这种情况。
·功能分布：将计算机功能分布在不同计算机上执行，譬如把DBMS功能放在服务器上执行，把应用处理功能放在客户机上执行。
·服务器位置透明性：指C/S系统向客户提供服务器位置透明性服务，用户
不必知道服务器的位置，就可以请求服务器的服务。
·集中式DBS：所有工作都由一台计算机完成，这种DBS称为集中式DBS。
·DDBS：是物理上分散逻辑上集中的DBS，每一场地既能完成局部应用又能完成全局应用，这种系统称为DDBS。
·DDB：DDB是计算机网络环境中各场地上DB的逻辑集合。
·DDBMS：DDBMS是DDBS中的一组软件，它负责管理分布环境下逻辑集成数据的存取、一致性和完备性。同时，由于数据的分布性，在管理机制上还必须具有计算机网络通信协议的分布管理特性。
·分布透明性：是指用户不必关心数据的逻辑分片，不必关心数据物理位置分配的细节，也不必关心各个场地上DB的数据模型是哪种类型，可以像集中式DB一样来操作物理上分布的DB。
·数据分片：把全局概念模式中的全局关系划分成若干不相交部分的过程，称为数据分片。
·水平分片：对全局关系执行选择操作得到的片段，称为水平分片。
·垂直分片：对全局关系执行投影操作得到的片段，称为垂直分片。
·数据分配：是指片段在场地上的分配策略。
·分片透明性：分片透明性位于全局概念模式与分片模式之间。分片透明性是指用户或应用程序只对全局关系进行操作而不必考虑数据的分片。
·位置透明性：位于分片模式和分配模式之间。位置透明性是指用户或应用程序应当了解分片情况，但不必了解片段的存储场地。
·局部数据模型透明性：位于分配模式与局部概念模式之间。指用户或应用程序要了解分片及各片段存储的场地，但不必了解场地上使用的是何种数据模型。
9.2 C／S结构的基本原则是什么？客户机和服务器的任务各是什么？
答：C/S结构的基本原则是将计算机应用任务分解成多个子任务，由多台计算机分工完成，即“功能分布”原则。
客户机完成数据处理、数据表示、用户接口等功能。
服务器完成DBMS的核心功能。
9.3 一个典型的应用程序有哪四部分组成？在C／S结构的DBS中是如何实现的？
答：一个典型的应用程序有四部分组成：
用户界面的显示逻辑，应用逻辑，事务逻辑，数据管理。
在C/S环境下，通常把前两部分驻留在客户机上，而把后两部分驻留在服务器上。
9.4 C／S系统有哪些主要的技术特征？
答：C/S系统主要有下面六个技术特征：
按功能划分；共享资源；不对称协议；定位透明性；基于消息的交换；可扩展性。
9.5 C／S系统的体系结构有几部分组成？试作必要的解释。
答：C/S系统的体系结构由客户机、服务器和中间件等三大部分构成。（解释略）9.6试对C／S结构的两层模型、三层模型、多层模型作详细的解释。从C／S 的结构看，其发展趋势如何？
答：两层C/S结构的引出主要是为了减轻集中式DBS主机的负担，把计算机功能分布在不同计算机上。
三层C/S结构的引出主要是为了减轻客户机的负担，从两层C/S的客户机和服务器中各抽出一部分功能组成应用服务器。
多层C/S结构的引出是通过引入中间层组件，扩大了两层C/S结构。
C/S结构的发展趋势是：客户机越来越瘦，服务器品种越来越多。使得C/S 结构容易组装、扩展。
9.7网络服务器有哪几类？
答：网络服务器分成DB服务器、文件服务器、事务服务器、文档服务器、Web 服务器、电子邮件服务器、各种应用服务器等。
9.8试叙述数据从集中存储、分散存储到分布存储的演变过程。
答：集中式DBS的数据属于集中存储方式；把数据库分成多个，建立在多台计算机上，但相互独立，这种分散式系统的数据属于分散存储；把分散在各地的DBS通过网络通信联接起来，这种分布式DBS的数据属于分布存储，兼有集中式和分散式的优点。
9.9与集中式DBS、分散式DBS相比，DDBS的区别在哪里？
答：与集中式DBS的集中存储相比，分布式DBS的数据具有“分布性”特点：
数据不是存储在一个场地，而是分布存储在各个场地。
与分散式DBS的分散存储相比，分布式DBS的数据具有“逻辑整体性”特点。
9.10 DDBS有哪些基本特点？还可以导出哪些特点？
答：DDBS有四个基本特点：物理分布性，逻辑整体性，场地自治性，场地之间协作性。
由此还可导出其他四个特点：数据独立性，集中与自治相结合的控制机制，适当增加数据冗余度，事务管理的分布性。
9.11在DDBS中为什么需要适当增加数据冗余度？
答：在DDBS中希望通过冗余数据提高系统的可靠性、可用性和改善系统性能。
9.12 DDBS有哪些优点和缺点？
答：与集中式DBS相比，DDBS有六个优点：灵活的体系结构，分布式的管理和控制机构，经济性能优越，系统可靠性高可用性好，局部应用的响应速度快，可扩展性好。
缺点有三个：花在通信部分开销较大，复杂的存取结构在分布式系统中不一定有效，数据的安全性保密性较难处理。
9.13试解释下列术语：同构同质型DDBS，同构异质型DDBS，异构型DDBS。答：同构同质型DDBS：系统中各个场地都采用同一类型的数据模型，并且是同一型号的DBMS。
同构异质型DDBS：系统中各个场地都采用同一类型的数据模型，但DBMS 的型号可不同。
异构型DDBS：系统中各个场地的数据模型是不同的类型。
9.14 DDB中，数据分片有哪些策略？定义分片时必须遵守那些规则？
答：数据分片有水平分片、垂直分片、导出分片和混合分片等四种方式。
数据分片时必须遵守三条规则：完备性条件，可重构条件，不相交条件。9.15 全局关系与片段之间映像只能是一对多，不可以是多对多，为什么？
答：在DDB的体系结构中，往上方向是越来越“逻辑”，往下方向是越来越“物理”。据此可看出，全局关系在上方，片段在下方，因此每个片段只能来自一个全局关系。如果来自多个全局关系的数据，那就不是片段了，而是位于全局关系
上方的全局视图（全局外模式）了。因而全局关系与片段之间的映象只能是一对多。
9.16 DDB中，数据分配有哪些策略？分配策略的评估因素有哪几个？
答：数据分配有集中式、分割式、全复制式和混合式等四种分配策略。
分配策略的评估因素有四个：存储代价，可靠性，检索代价和更新代价。
9.17试叙述DDB的六层模式结构的主要成分。
答：DDB的六层模式结构的主要成分是：六层模式、五级映像和五级独立性（透明性）。（详细解释略）
9.18 DDB的六层模式结构是一种通用的概念结构，它有哪些显著的特征？答：有三个特征：数据分布独立性，数据冗余的显式控制，局部DBMS的独立性。
9.19 DDB的六层模式结构之间的五级映象，各体现什么独立性（或透明性）？答：五级映像体现五个独立性（透明性），自上而下是：
逻辑独立性，分片透明性，位置透明性，局部数据模型透明性，物理独立性。
9.20 DDBMS主要有哪些功能？DDBMS应包括哪些基本功能模块？
答：DDBMS的功能有五点：接受并处理用户请求，访问网络数据字典，分布式处理，通信接口功能，异构型处理。
DDBMS应包括以下四个基本功能模块：查询处理模块，完整性处理模块，调度处理模块，可靠性处理模块。
9.21分布式系统中影响查询的主要因素是什么？
答：主要因素是网络中数据的传输量。
9.22基于半联接的优化策略的基本原理是什么？
答：不参与联接的数据或无用的数据不必在网络中来回传输。
9.23什么是“半联接程序”？如何执行？
答：用半联接方法来计算自然联接的方法，称为“半联接程序”。
具体步骤为：R?S ==（R?πB（S））?S （此处B为R和S的公共属性）
==（R?S）?S
（如何执行见教材P389）
9.24与集中式DBMS比较，DDBMS环境中在并发控制和恢复方面遇到哪些新问题？答：与集中式DBMS比较，DDBMS环境中在并发控制和恢复方面会遇到以下五个问题：
①数据项的多拷贝之间的一致性问题。
②在单个场地故障恢复时，局部数据库的数据应和其他场地的同步问题。
③通信网络的故障处理能力问题。
④分布式提交的实现问题。
⑤分时式死锁的处理问题。
9.25试解释分布式并发控制中使用的名词：
·副本(拷贝)：DDB中，一个数据项可以复制存放在多个场地，每个场地的数据称为副本或拷贝。
·识别拷贝：一个数据项可以在多个场地有副本，系统为每个数据项指定一个特定的拷贝作为该数据项的识别拷贝。对该数据项的封锁应与识别拷贝相联系，并且所有的封锁和解锁请求都被传送到包含那个拷贝的场地上。
·主场地：数据库中所有的识别拷贝都被保留在同一个场地上，该场地称为主场地。
·备份场地：在主场点发生故障时，将接管它而成为主场地的场地称为“备份场地”。·主拷贝：各种数据项的识别拷贝可以存储在不同的场地上，这种识别拷贝称为主拷贝。
·协调者场地：存储数据项识别拷贝的场地，称为该数据项的协调者场地。
9.26试对分布式并发控制中的主场地方法和主拷贝方法作一比较。使用备份场地对它们有什么影响？
答：分布式并发控制中的主场地方法和主拷贝方法的比较以及有备份场地时对它们的影响如图9.1所示。
图9.1
9.27在分布式数据库中，什么时候要使用投票和选举方法？
答：在分布式并发控制中，如果不存在备份场地，或主场地和备份场地都有故障时，就要用到选举方法产生一个备份场地。
在系统中如果不采用识别拷贝技术，那么并发控制就要采用投票方法来决定封锁是成功还是失败。
9.3 自测题
9.3.1 填空题
1．C/S结构的基本原则是__________原则。
2．C/S结构中，客户端完成__________功能，服务器端完成__________功能。3．DDBS逐渐向C/S模式发展。单服务器的结构本质上还是___________系统。只有在网络中有多个DB服务器时，并可协调工作，为众多客户机服务时，才称得上是__________系统。
4．C/S环境中，一个典型的应用程序可分解成四个组成部分：__________、__________、__________和__________。
5．两层C/S结构克服了__________问题，三层C/S结构克服了__________问题。6．C/S结构的发展趋势是：客户机越来越__________，服务器越来越__________。7．DDBS具有如下四个基本特点：__________，__________，__________和__________。
8．DDB的数据分片有___________，___________和___________等三种分片方式。
9．在定义数据分片时，必须遵守三个条件：___________，___________和___________。
10．DDB的数据分配有__________，___________，__________和_________四种分配策略。
11．DDBS的体系结构自上而下有六个层次：___________，___________，___________，___________，___________和___________。
12．DDBS的分片透明性位于___________和___________之间。
13．DDBS的位置透明性位于___________和___________之间。
14．DDBS中透明性层次越高，应用程序的编写越___________。
15．基于半联接的查询优化策略的主要思想是______________________。
9.3.2 单项选择题（在备选的答案中选出一个正确答案）
1．C/S体系结构的关键在于[ ]
A．功能的分布B．客户机的分布
C．服务器的分布D．数据的分布
2．C/S系统中客户机的功能是实现[ ]
A．前端处理和事务处理B．事务处理和用户界面
C．前端处理和用户界面D．事务处理和数据访问控制3．C/S系统中服务器的功能是实现[ ]
A．前端处理和事务处理B．事务处理和用户界面
C．前端处理和用户界面D．事务处理和数据访问控制4．如果各个场地的数据模型是不同的类型（层次型或关系型），那么这种DDBS 是[ ]
A．同构型B．异构型C．同质型D．异质型
5．DDBS中的“数据分片”是指[ ]
A．对磁盘的分片B．对全局关系的分片
C．对内存的分片D．对网络结点的分片6．DDBS中的“数据分配”是指在计算机网络各场地上的
[]
A．对磁盘的分配策略B．对数据的分配策略
C．对内存的分配策略D．对网络资源的分配策略7．DDBS的分片模式和分配模式均是[ ]
A．全局的B．局部的C．集中的D．分布的
8．在DDBS中，必须把全局关系映射到片段中。这个性质称为
[]
A．映射条件B．完备性条件C．重构条件D．不相交条件9．在DDBS中，必须从分片能通过操作得到全局关系。这个性质称为[]
A．映射条件B．完备性条件C．重构条件D．不相交条件10．在DDBS中，要求一个全局关系被分片后互不重迭（主键除外）。这个性质称为[]
A．映射条件B．完备性条件C．重构条件D．不相交条件11．DDBS的体系结构是[ ]
A．分布的B．集中的C．全局的D．分层的
12．DDBS的“分片透明性”位于[ ]
A．全局外模式与全局概念模式之间B．全局概念模式与分片模式之间
C．分片模式与分配模式之间D．分配模式与局部概念模式之间
13．DDBS的“位置透明性”位于[ ]
A．全局外模式与全局概念模式之间B．全局概念模式与分片模式之间
C．分片模式与分配模式之间D．分配模式与局部概念模式之间
14．DDBS的“局部数据模型透明性”位于[ ]
A．全局外模式与全局概念模式之间B．全局概念模式与分片模式之间
C．分片模式与分配模式之间D．分配模式与局部概念模式之间
15．DDBS中“分布透明性”可以归入[ ]
A．逻辑独立性B．物理独立性C．场地独立性D．网络独立性
16．DDBS中，透明性层次越高[ ]
A．网络结构越简单B．网络结构越复杂
C．应用程序编写越简单D．应用程序编写越复杂17．关系代数的半联接操作由下列操作组合而成：[ ]
A．投影和选择B．联接和选择
C．联接和投影D．自然联接和投影
9.3.3 简答题
1．C/S系统的基本原理是什么？有什么重要意义。
2．集中式DBS中和DDBS中影响查询的主要因素各是什么？
3．设有关系R和S：
R A B C S B C D
123234
456578
889864
3 5 7 2 3 8
试计算下列表达式的值：
（1）R ?S （2）R ? S （3）S ? R （4）R ?S （5）R ? S （6）S ? R
（7）R ?S （8）R ? S （9）S ? R
4．设关系R （A ，B ，C ）在场地1，关系S （C ，D ，E ）在场地2，现欲在场地
2得到R ?S 的操作结果。
（1）用联接的方法，如何执行上述操作。
（2）用半联接的方法，如何执行上述操作。（需写出详细的操作式子）
9.4 练习题答案
9.4.1 填空题答案 1．功能分布
2．数据处理、数据表示和用户接口 DBMS 的核心功能
3．集中式DB 分布式DB 4．用户界面的显示逻辑 应用逻辑
事务逻辑
数据管理
5．集中式主机的瓶颈口
客户机
6．瘦
品种繁多
7．物理分布性
逻辑整体性
场地自治性
场地之间协作性
8．水平分片 垂直分片 导出分片 混合分片
9．完备性条件 重构条件 不相交条件
10．集中式 分割式 全复制式 混合式
11．全局外模式 全局概念模式 分片模式 分配模式 局部概念
模式 局部内模式 12．全局概念模式 分片模式 13．分片模式 分配模式 14．简单
15．不参与联接的值或无用的值不必在网络中来回传输 9.4.2 单项选择题答案
3=2 1=3
1=3
3=1
3=2 2=3
1．A 2．C 3．D 4．B 5．B 6．B 7．A
8．B
9．C
10．D 11．D 12．B
13．C 14．D 15．B
16．C
17．D
9.4.3 简答题答案
1．答：C/S 系统的基本原理是“功能的分布”，将计算机应用任务分解成多个子
任务，由多台计算机分工完成。其重要意义是减轻了集中式系统中主机的负担（瓶颈口现象）。
2．答：在集中式系统中，影响查询的主要因素是对磁盘的访问次数。而在分布
式系统中，影响查询的主要因素是通过网络传递信息的次数和传送的数据量。 3．解： （1）R ?S （2）R ? S （3）S ? R A B C D A B C B C D 1 2 3 4 1 2 3 2 3 4 1 2 3 8 3 5 7 2 3 8 3
5
7
8
5
7
8
（4）R ?S
（5）R ? S
（6）S ? R
A R.
B R.
C S.B S.C
D A B C B C D 1 2 3 2 3 4 1 2 3 2 3 4 1 2 3 2 3 8 4 5 6 2 3 8 4 5 6 8 6 4 3
5
7
8
6
4
3 5 7 2 3 8 （7）R ?S
（8）R ? S
（9）S ? R
A R.
B R.
C S.B S.C
D A B C B C D 4 5 6 2 3 4 4 5 6 2 3 4 4 5 6 8 6 4 8 8 9 8 6 4 8 8
9
5
7
8
5
7
8
3=2
1=3
1=3
3=1
3=2
2=3
889238238
4．解：
（1）用联接的方法执行，就是直接把关系R从场地1传输到场地2，在场地2执行自然联接。（见图9.2）
图9.2联接的执行示意图
（2）用半联接方法执行的过程如下（见图9.3）：
①在场地2，求πC（S）的值；
②把πC（S）的值从场地2传输到场地1；
③在场地1执行R?πC（S）操作；
④把（R?πC（S））的值从场地1传输到场地2；
⑤在场地2执行（R?πC（S））?S操作，即求得R?S的值。
即R?S=（R?πC（S））?S
=（R ?S）?S
场地1（关系R ） 场地2（关系S ） ①πC （S ） ③R ?πC （S ） ⑤ （R ?πC （S ））?S
图9.3
基于半联接的执行示意图
④传输
②传输
论分布式数据库的设计与实现 摘要：本文讨论某高校管理信息系统中分布式数据库的设计与实现。该系统架构设计采用C/S与B/S混合的架构方式。在全局数据与各院系的数据关系中，采用水平分片的方式；在全局数据与各部门之间，以及数据库服务器与Web数据库服务器的数据关系中，采用垂直分片的方式。设计过程中采用了基于视图概念的数据库设计方法。开发过程中在数据集成、测试、分布式数据库部署等方面做了大量的工作。并使用合并复制的方式有效地解决了分布式数据库中数据同步的问题。 关键词：分布式数据库架构设计应用数据集成合并复制 针对某高校管理信息系统的开发，该高校共有三个校区，总校区和两个校区，教务处等校级行政部门在总校区办公，15个院、系分布在两个校区。在工作中它们处理各自的数据，但也需要彼此之间数据的交换和处理，如何处理分散的数据和集中的管理是一个难题。学校信息系统中复杂而分散的数据信息之间的交换、相互转换和共享等问题是系统开发要解决的关键性问题，分布式数据库系统技术为解决这个问题提供了可能。 1、系统的架构设计 采用分布式的C/S与B/S混合的架构方式。各院系、部（室）通过局域网直接访问数据库服务器，软件采用C/S架构；其它师生员工通过Internet访问Web 服务器，通过Web服务器再访问数据库服务器，软件采用B/S架构。学校各部门之间工作时数据交互性较强，采用C/S架构可以使查询和修改的响应速度快；其它师生员工不直接访问数据库服务器，能保证学校数据库的相对安全。 2、数据的分布 从全局应用的角度出发，将局部数据库自下而上构成分布式数据库系统，各系部存放本机构的数据，全局数据库则存放所有业务数据，并对数据进行完整性和一致性的检查，这种做法虽然有一定的数据冗余，但在不同场地存储同一数据的多个副本，能提高系统的可靠性和可用性，也提高了局部应用的效率，减少了通讯代价。 将关系分片，有利于按用户需求组织数据的分布，根据不同的数据关系采用了不同的分片方式： （1）在全局数据与各院系的数据关系中，由于各院系的数据是全局数据的子集，采用了水平分片的方式。 （2）在全局数据与教务处、总务处等各部门之间，数据是按照其应用功能来划分的，所以采用了垂直分片的方式。在数据库服务器与Web数据库服务器
分布式数据库管理系统简介 一、什么是分布式数据库： 分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展来的。是数据库技术与网络技术结合的产物。 分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布的，但逻辑上却是集中的。这种分布式数据库只适宜用途比较单一的、不大的单位或部门。另一种分布式数据库系统在物理上和逻辑上都是分布的，也就是所谓联邦式分布数据库系统。由于组成联邦的各个子数据库系统是相对“自治”的，这种系统可以容纳多种不同用途的、差异较大的数据库，比较适宜于大范围内数据库的集成。 分布式数据库系统（DDBS）包含分布式数据库管理系统（DDBMS和分布式数据库（DDB）。 在分布式数据库系统中，一个应用程序可以对数据库进行透明操作，数据库中的数据分别在不同的局部数据库中存储、由不同的DBMS进行管理、在不同的机器上运行、由不同的 操作系统支持、被不同的通信网络连接在一起。 一个分布式数据库在逻辑上是一个统一的整体：即在用户面前为单个逻辑数据库，在物理上则是分别存储在不同的物理节点上。一个应用程序通过网络的连接可以访问分布在不同地理位置的数据库。它的分布性表现在数据库中的数据不是存储在同一场地。更确切地讲，不存储在同一计算机的存储设备上。这就是与集中式数据库的区别。从用户的角度看，一个分布式数据库系统在逻辑上和集中式数据库系统一样，用户可以在任何一个场地执行全局应用。就好那些数据是存储在同一台计算机上，有单个数据库管理系统（DBMS）管理一样，用 户并没有什么感觉不一样。 分布式数据库中每一个数据库服务器合作地维护全局数据库的一致性。 分布式数据库系统是一个客户/ 服务器体系结构。 在系统中的每一台计算机称为结点。如果一结点具有管理数据库软件，该结点称为数据库服务器。如果一个结点为请求服务器的信息的一应用，该结点称为客户。在ORACL客户， 执行数据库应用，可存取数据信息和与用户交互。在服务器，执行ORACL软件，处理对ORACLE 数据库并发、共享数据存取。ORACL允许上述两部分在同一台计算机上，但当客户部分和 服务器部分是由网连接的不同计算机上时，更有效。 分布处理是由多台处理机分担单个任务的处理。在ORACL数据库系统中分布处理的例 子如： 客户和服务器是位于网络连接的不同计算机上。 单台计算机上有多个处理器，不同处理器分别执行客户应用。 参与分布式数据库的每一服务器是分别地独立地管理数据库，好像每一数据库不是网络化的数据库。每一个数据库独立地被管理，称为场地自治性。场地自治性有下列好处： ?系统的结点可反映公司的逻辑组织。
海量数据下分布式数据库系统的探索与研究 摘要：当前，互联网用户规模不断扩大，这些都与互联网的快速发展有关。现 在传统的数据库已经不能满足用户的需求了。随着云计算技术的飞速发展，我国 海量数据快速增长，数据量年均增速超过50％，预计到2020年，数据总量全球 占比将达到20％，成为数据量最大、数据类型最丰富的国家之一。采用分布式数 据库可以显著提高系统的可靠性和处理效率，同时也可以提高用户的访问速度和 可用性。本文主要介绍了分布式数据库的探索与研究。 关键词：海量数据；数据库系统 1.传统数据库： 1.1 层次数据库系统。 层次模型是描述实体及其与树结构关系的数据模型。在这个结构中，每种记 录类型都由一个节点表示，并且记录类型之间的关系由节点之间的一个有向直线 段表示。每个父节点可以有多个子节点，但每个子节点只能有一个父节点。这种 结构决定了采用层次模型作为数据组织方式的层次数据库系统只能处理一对多的 实体关系。 1.2 网状数据库系统。 网状模型允许一个节点同时具有多个父节点和子节点。因此，与层次模型相比，网格结构更具通用性，可以直接描述现实世界中的实体。也可以认为层次模 型是网格模型的特例。 1.3 关系数据库系统。 关系模型是一种使用二维表结构来表示实体类型及其关系的数据模型。它的 基本假设是所有数据都表示为数学关系。关系模型数据结构简单、清晰、高度独立，是目前主流的数据库数据模型。 随着电子银行和网上银行业务的创新和扩展，数据存储层缺乏良好的可扩展性，难以应对应用层的高并发数据访问。过去，银行使用小型计算机和大型存储 等高端设备来确保数据库的可用性。在可扩展性方面，主要通过增加CPU、内存、磁盘等来提高处理能力。这种集中式的体系结构使数据库逐渐成为整个系统的瓶颈，越来越不适应海量数据对计算能力的巨大需求。互联网金融给金融业带来了 新的技术和业务挑战。大数据平台和分布式数据库解决方案的高可用性、高可靠 性和可扩展性是金融业的新技术选择。它们不仅有利于提高金融行业的业务创新 能力和用户体验，而且有利于增强自身的技术储备，以满足互联网时代的市场竞争。因此，对于银行业来说，以分布式数据库解决方案来逐步替代现有关系型数 据库成为最佳选择。 2.分布式数据库的概念： 分布式数据库系统：分布式数据库由一组数据组成，这些数据物理上分布在 计算机网络的不同节点上（也称为站点），逻辑上属于同一个系统。 （1）分布性：数据库中的数据不是存储在同一个地方，更准确地说，它不是 存储在同一台计算机存储设备中，这可以与集中数据库区别开来。 （2）逻辑整体性：这些数据在逻辑上是相互连接和集成的（逻辑上就像一个 集中的数据库）。 分布式数据库的精确定义：分布式数据库由分布在计算机网络中不同计算机
近年来，计算机技术的发展日新月异，借助于计算机网络而崛起的数据库技术已不断渗透到了社会生活的各个领域．分布式数据库系统是数据库技术的一种，它的产生，使在地理上、组织上分散的单位得以实现信息、数据共享，使系统的可靠性、可用性等得到了明显的改善和提高．因此，如何优化分布式数据库系统，如何更高效地实施数据库查询等问题便显得尤为重要，它关系着整个系统性能和系统效率等诸多关键因素的完善和提高．1分布式数据库的定义 分布式数据库系统的基础是集中式数据库，但是比集中式数据库具有更大的可扩展性，它适用于单位和企业的各下属、分散部门，允许将分工后的针对性较强的各部门数据存储在本地存储设备上，从而提高用户操作应用程序的反馈速度，在一定程度上降低网络通信费用． 分布式数据库系统可以分为两种：一是物理分布逻辑集中，即在物理上是分布的，在逻辑上是一个统一整体，这类数据库系统比较适用于用途单一、专业性强的中小企业或部门；二是无论在物理上或是逻辑上都是分布的，这种分布式数据库系统类型称为联邦式，此类型主要用于集成大 范围数据库，因为该系统主要由用途迥异、 差别明显的数据库组成． 分布式数据库的物理分布性主要表现在数据库中的数据分别存储在不同的地域内或主机上，而逻辑集中性主要表现在无论用户处于哪个位置或使用本局域网中的哪台主机，都可以通过应用程序对数据库进行操作，但这些数据库具体的分布位置用户并不需要知道，就如同数据库存储在本机，并且由本机的数据库管理系统进行管理．2分布式数据库系统的特点 ２．１数据的独立性和分布的透明性 数据的独立性可以说是分布式数据库系统的核心和目标，而分布的透明性表现在用户在操作带有数据库的应用程序时，不必了解数据存储的具体物理位置，不必关心数据逻辑集中的区域，也不必验证本地系统支持哪些数据模型．分布透明的特点，在很大程度上增加了应用程序的可移植性． ２．２集中和自治相结合 对于分布式数据库系统来说，数据共享分为两层：局部共享和全局共享．局部共享是相对于局部数据库而言的，存储在局部数据库中的一般是专门针对本地用户的常用数据；全局共享就是说在各个分布的数据库区域，也能够支持 系统在全局上的应用，可以存储可供本网中其他位置的用户共享的数据．那么对于这两层数据共享的分类，就有相应的两种控制方式，即集中和自治，各个局部的数据库管理系统可以对本区域的数据库实施独立管理，称为自治；与此同时，为了协调各个局部数据库管理系统，为了宏观、整体地把握各局部数据库的运行情况等，系统还设置了集中控制的工作方式． ２．３易于扩展性 由于单位、 企业等的数据量越来越庞大，对于数据库服务器的需求也越来越多．如果服务器的应用程序支持水平方向的扩展，那么就可以通过多增加服务器来分担数据的处理任务． 3分布式数据库系统的设计３．１设计的原则 ３．１．１分布式数据库系统的主要设计原则是本地和近地．所以，在设计的过程中，应当尽量实现数据的本地化，这样可以有效减少数据节点之间的相互通信，从而提高整个系统的效率． ３．１．２为了改善和提高数据库数据的可用性和可靠性，有时候在分布式数据库系统中可以将数据保存为副本，如果数据的其中一个副本被损坏或者不能使用，那么在网络环境中的另一个节点中可以对损坏的副本进行恢复．不过，在恢复的同时有可能增加冗余的数据，所以在设计分布式数据库系统时应当全面考虑最优的数据冗余程序，从而减少数据库更新的成本． ３．１．３在用户通过应用程序对数据库进行操作的时候，分布式数据库系统应当将总的工作量分流到网络环境中的各局域节点，从而提高了应用程序的执行效率、扩大了数据传输的并行度、充分利用了各局域节点计算机的资源．因此在设计分布式数据库系统的同时，要将负荷合理地分流． ３．１．４在设计分布式数据库系统时，要对网络各局域节点进行存储能力的统筹，对有限的存储控件进行合理的规划．３．２设计的内容 与集中式数据库的设计相类似，分布式数据库系统也包括了数据库和应用．其中，数据库的设计又包括全局的模式设计和局部的模式设计．分布式数据库系统设计的关键是 Ｖｏｌ．２８Ｎｏ．１０ Ｏｃｔ．２０１２ 赤峰学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｆｅｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）第２８卷第１０期（下） ２０１２年１０月分布式数据库系统的设计与优化 左 翔，姜文彪 （安徽医科大学计算机系，安徽 合肥 ２３００３２） 摘要：分布式数据库是数据库技术和网络技术相结合的产物，本文从分布式数据库系统的定义和特点入手，介绍了其设计、优化的目标以及优化的方法． 关键词：分布式数据库系统；设计；优化中图分类号：ＴＰ３１０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３－２６０Ｘ（２０１２）１０－００２０－０２ ２０－－
一、何为分布式数据库系统？一个分布式数据库系统有哪些特点？ 答案：分布式数据库系统通俗地说，是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。分布式数据库系统使用计算机网络将地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。因此，分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合。一个分布式数据库系统具有如下特点： 物理分布性，即分布式数据库系统中的数据不是存储在一个站点上，而是分散存储在由计算机网络连接起来的多个站点上，而且这种分散存储对用户来说是感觉不到的。 逻辑整体性，分布式数据库系统中的数据物理上是分散在各个站点中，但这些分散的数据逻辑上却构成一个整体，它们被分布式数据库系统的所有用户共享，并由一个分布式数据库管理系统统一管理，它使得“分布”对用户来说是透明的。 站点自治性，也称为场地自治性，各站点上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能力，完成本站点的应用，这是分布式数据库系统与多处理机系统的区别。 另外，由以上三个分布式数据库系统的基本特点还可以导出它的其它特点，即：数据分布透明性、集中与自治相结合的控制机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。 二、简述分布式数据库的模式结构和各层模式的概念。 分布式数据库是多层的，国内分为四层： 全局外层：全局外模式，是全局应用的用户视图，所以也称全局试图。它为全局概念模式的子集，表示全局应用所涉及的数据库部分。 全局概念层：全局概念模式、分片模式和分配模式 全局概念模式描述分布式数据库中全局数据的逻辑结构和数据特性，与集中式数据库中的概念模式是集中式数据库的概念视图一样，全局概念模式是分布式数据库的全局概念视图。分片模式用于说明如何放置数据库的分片部分。分布式数据库可划分为许多逻辑片，定义片段、片段与概念模式之间的映射关系。分配模式是根据选定的数据分布策略，定义各片段的物理存放站点。 局部概念层：局部概念模式是全局概念模式的子集。局部内层：局部内模式 局部内模式是分布式数据库中关于物理数据库的描述，类同集中式数据库中的内模式，但其描述的内容不仅包含只局部于本站点的数据的存储描述，还包括全局数据在本站点的存储描述。 三、简述分布式数据库系统中的分布透明性，举例说明分布式数据库简单查询的 各级分布透明性问题。 分布式数据库中的分布透明性即分布独立性，指用户或用户程序使用分布式数据库如同使用集中式数据库那样，不必关心全局数据的分布情况，包括全局数据的逻辑分片情况、逻辑片段的站点位置分配情况，以及各站点上数据库的数据模型等。即全局数据的逻辑分片、片段的物理位置分配，各站点数据库的数据模型等情况对用户和用户程序透明。
分布式数据库设计报告
目录 1案例背景 (1) 需求分析 (1) 2 分布式数据库设计 (2) 设计目标 (2) 总体设计目标 (2) （4）可靠性： (3) 完成方式及周期 (3) 分布式数据库架构图 (4) 物理设计施工 (5) 3 总结 (5) 4所用设备汇总 (7) 5所使用软件 (7)
成品车间分布式数据库设计 1案例背景 随着成品车间信息化程度越来越高，我们的传统集中式数据库系统的缺点逐渐体现出来主要有: 1、所有数据处理、存储集中在一台计算机上完成，一旦机器损坏或系统崩 溃数据数据很难恢复。 2、单台机器写入/查询处理能力不足，一台机器既要读取数据，又要写入数 据，遇到大批量超过单台数据库的处理能力，就会出现卡顿，在生产时 间不敢批量制造/查询数据。 3、硬件性能瓶颈，包括(硬盘、CPU、内存)，使用升级硬件的方法效果有限。 4、出现故障没有备用服务器可以替代。 5、当前成品车间存在2种数据库，oracle，sql sever，交叉使用不方便管 理维护，出现问题排查困难。 6、由于数据库初期创建数据库/表比较混乱，现在对数据的统计管理需要在 两台服务器之间交叉进行，统计难度高，效率低。 需求分析 成品车间信息化程度越来越高，各个节点产生的数据量越来越大，对数据系统要求越来越高，我们所使用的传统集中式数据库已经无法从容应对越来越大的数据。 成品车间生产线数据库主要有oracle和sql server两种，分别分布在2台计算机中，柔性线、自动线、三相线交叉使用两种类型数据库，主要出现的问题有; 1、一旦其中一个数据库出现问题，那么就有很大的几率导致三条线体 的某个节点或全部节点失去数据服务，导致停线。 2、数据库出现故障，必须停线，故障修复之后才可以上线使用。
1.大型分布式数据库解决方案 企业数据库的数据量很大时候，即使服务器在没有任何压力的情况下，某些复杂的查询操作都会非常缓慢，影响最终用户的体验；当数据量很大的时候，对数据库的装载与导出，备份与恢复，结构的调整，索引的调整等都会让数据库停止服务或者高负荷运转很长时间，影响数据库的可用性和易管理性。 分区表技术 让用户能够把数据分散存放到不同的物理磁盘中，提高这些磁盘的并行处理能力，达到优化查询性能的目的。但是分区表只能把数据分散到同一机器的不同磁盘中，也就是还是依赖于一个机器的硬件资源，不能从根本上解决问题。 分布式分区视图 分布式分区视图允许用户将大型表中的数据分散到不同机器的数据库上，用户不需要知道直接访问哪个基础表而是通过视图访问数据，在开发上有一定的透明性。但是并没有简化分区数据集的管理、设计。用户使用分区视图时，必须单独创建、管理每个基础表（在其中定义视图的表）,而且必须单独为每个表管理数
据完整性约束，管理工作变得非常复杂。而且还有一些限制，比如不能使用自增列，不能有大数据对象。对于全局查询并不是并行计算，有时还不如不分区的响应快。 库表散列 在开发基于库表散列的数据库架构，经过数次数据库升级，最终采用按照用户进行的库表散列，但是这些都是基于自己业务逻辑进行的，没有一个通用的实现。客户在实际应用中要投入很大的研发成本，面临很大的风险。 面对海量数据库在高并发的应用环境下，仅仅靠提升服务器的硬件配置是不能从根本上解决问题的，分布式网格集群通过数据分区把数据拆分成更小的部分，分配到不同的服务器中。查询可以由多个服务器上的CPU、I/O来共同负载，通过各节点并行处理数据来提高性能；写入时，可以在多个分区数据库中并行写入，显著提升数据库的写入速度。
分布式数据库在学生信息管理系统中的应用 班级: 姓名: 设计时间: 指导教师: 评语:_________________________________ 评阅成绩:＿＿＿＿评阅教师:＿＿＿＿＿ 目录 摘要 (2) 第一章绪论 (4) 1．1课题研究的意义 (4)
1．2分布式数据库技术国外发展现状 (5) 1．3分布式数据库技术国内发展现状 (5) 1．4分布式数据库技术发展动向 (5) 第二章分布式数据库理论 (7) 2．1分布式数据库理论 (7) 2．1．1分布式数据库系统的有关概念 (7) 2．1．2分布式数据库系统的特点 (7) 2．1．3分布式数据库数据分片 (9) 2．1．4分布式数据库数据分布 (9) 2．1．5数据分布设计策略 (10) 第三章系统总体设计 (13) 系统功能设计 (13) 系统结构设计 (13) 系统概念设计 (14) 系统逻辑设计 (14) 系统物理设计（表设计） (14) 第四章系统实现 (19) P OWER B UILDER开发工具简介 (19) P OWERBUILDER 9应用程序开发的基本步骤 (19) 编码规范 (20) 应用程序对象A PP_MAPBEX (20) 具体窗口的实现 (21) 摘要 社会在飞速的发展，计算机的应用正深入到人们生活的每一个角落。我们作为当代的大学生，更应该推动和实践计算机信息系统在生活在的应用，为将来的工作和学习打好基础。
本系统为简易的分布式学生信息管理系统，实现学生的基本信息管理和学生成绩管理。 本系统采用了Power Builder9＋SQL2000的结构来开发程序。Power Bulider(以下简称pb)做为应用程序开发工具和程序界面开发工具，pb具有功能强大，集成性好的优点，很适合小型系统的应用开发和界面开发。后台数据库使用SQL 2000系统，Microsoft SQL Server 2000是美国微软公司推出的使用相当广泛的数据库管理系统，包含一套图形工具，如服务器管理（用于启动和关闭数据库服务）、企业管理器（用于创建和修改数据库及备份数据库等）和查询分析器（用于交互执行Transact-SQL 语句和过程并提供图形查询分析功能）等。本报告说明了整个系统从分析到设计再到实现的具体步骤和过程，从中我学到了很多知识和技能。 关键词：分布式信息管理系统 PB+SQL2000
分布式数据库系统(DDBS概述 一个远程事务为一个事务,包含一人或多个远程语句,它所引用的全部是在同一个远程结点上.一个分布式事务中一个事务,包含一个或多个语句修改分布式数据库的两个或多个不同结点的数据. 在分布式数据库中,事务控制必须在网络上直辖市,保证数据一致性.两阶段提交机制保证参与分布式事务的全部数据库服务器是全部提交或全部回滚事务中的语句. ORACLE分布式数据库系统结构可由ORACLE数据库管理员为终端用户和应用提供位置透明性,利用视图、同义词、过程可提供ORACLE分布式数据库系统中的位置透明性. ORACLE提供两种机制实现分布式数据库中表重复的透明性：表快照提供异步的表重复;触发器实现同步的表的重复。在两种情况下，都实现了对表重复的透明性。 在单场地或分布式数据库中，所有事务都是用COMMIT或ROLLBACK语句中止。 二、分布式数据库系统的分类： (1 同构同质型DDBS：各个场地都采用同一类型的数据模型(譬如都是关系型，并且是同一型号的DBMS。 (2同构异质型DDBS：各个场地采用同一类型的数据模型，但是DBMS的型号不同，譬如DB2、ORACLE、SYBASE、SQL Server等。 (3异构型DDBS：各个场地的数据模型的型号不同，甚至类型也不同。随着计算机网络技术的发展，异种机联网问题已经得到较好的解决，此时依靠异构型DDBS就能存取全网中各种异构局部库中的数据。 三、分布式数据库系统主要特点： DDBS的基本特点： (1物理分布性：数据不是存储在一个场地上，而是存储在计算机网络的多个场地上。 逻辑整体性：数据物理分布在各个场地，但逻辑上是一个整体，它们被所有用户(全局用户共享，并由一个DDBMS统一管理。 (2场地自治性：各场地上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能力，完成本场地的应用(局部应用。 (3场地之间协作性：各场地虽然具有高度的自治性，但是又相互协作构成一个整体。 DDBS的其他特点 (1数据独立性 (2集中与自治相结合的控制机制 (3适当增加数据冗余度
分布式数据库系统（1） 胡经国 本文作者的话 本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。以此作为云计算学习笔录，供云计算业外读者进一步学习和研究参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！ 下面是正文 一、分布式数据库系统概述 1、概述一 分布式数据库（Distributed Database，DDB）是指数据分散存储在计算机网络中的各台计算机上的数据库。 分布式数据库系统（Distributed Database System，DDBS）通常使用较小的计算机系统，每台计算机可单独放在一个地方；每台计算机中都可能有DBMS （数据库管理系统）的一份完整拷贝副本，或者部分拷贝副本，并具有自己局部的数据库；位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接，共同组成一个完整的、全局的、逻辑上集中、物理上分布的大型数据库系统。 2、概述二 分布式数据库，是指利用高速计算机网络，将物理上分散的多个数据存储单元连接起来组成一个逻辑上统一的数据库。 分布式数据库的基本思想，是将原来集中式数据库中的数据分散存储到多个通过网络连接的数据存储节点上，以获取更大的存储容量和更高的并发访问量。 近年来，随着数据量的高速增长，分布式数据库技术也得到了快速的发展。传统的关系型数据库开始从集中式模型向分布式架构发展。基于关系型的分布式数据库，在保留传统数据库的数据模型和基本特征前提下，从集中式存储走向分布式存储，从集中式计算走向分布式计算。 另一方面，随着数据量越来越大，关系型数据库开始暴露出一些难以克服的缺点。以NoSQL为代表的、具有高可扩展性、高并发性等优势的非关系型数据库快速发展；一时间市场上出现了大量的key-value（键－值）存储系统、文档型数据库等NoSQL数据库产品。NoSQL类型数据库正日渐成为大数据时代下分布式数据库领域的主力。 这种按分布式组织数据库的方法克服了物理中心数据库组织的弱点。
第9章分布式数据库系统 9.1 基本内容分析 9.1.1 本章重要概念 （1）分布计算的三种形式：处理分布，数据分布，功能分布。 （2）C/S系统，工作模式，技术特征，体系结构，两层、三层、多层C/S结构。 （3）DDBS的定义、特点、优点、缺点和分类；分布式数据存储的两种形式（分片和分配）。 （4）DDB的体系结构：六层模式，分布透明性的三个层次，DDBS的组成，DDBMS的功能和组成。 （5）分布式查询处理的查询代价，基于半联接的优化策略，基于联接的优化策略。 （6）分布式数据库的并发控制和恢复中出现的问题，以及处理机制。 9.1.2 本章的重点篇幅 （1）两层、三层、多层C/S结构。（教材P365-367） （2）分布式数据存储：分片和分配。（教材P375-377） （3）DDB的体系结构。（教材P378的图9.10，P381的图9.12） （4）基于半联接的执行示意图。（教材P389的图9.17） 9.2 教材中习题9的解答 9.1 名词解释 ·集中计算：单点数据和单点处理的方式称为集中计算。 ·分布计算：随着计算机网络技术的发展，突破集中计算框架，DBMS的运行环境逐渐从单机扩展到网络，对数据的处理从集中式走向分布式、从封闭式走向开放式。这种计算环境称为分布计算。 ·处理分布：指系统中处理是分布的，数据是集中的这种情况。 ·数据分布：指系统中数据是分布的，但逻辑上是一个整体这种情况。 ·功能分布：将计算机功能分布在不同计算机上执行，譬如把DBMS功能放在服务器上执行，把应用处理功能放在客户机上执行。 ·服务器位置透明性：指C/S系统向客户提供服务器位置透明性服务，用户
分布式数据库系统 分布式数据库系统有两种：一种是物理上分布的，但逻辑上却是集中的。这种分布式数据库只适宜用途比较单一的、不大的单位或部门。另一种分布式数据库系统在物理上和逻辑上都是分布的，也就是所谓联邦式分布数据库系统。由于组成联邦的各个子数据库系统是相对“自治”的，这种系统可以容纳多种不同用途的、差异较大的数据库，比较适宜于大范围内数据库的集成。 ----- ---- 分布式数据库系统(DDBS)包含分布式数据库管理系统(DDBMS)和分布式数据库(DDB)。在分布式数据库系统中，一个应用程序可以对数据库进行透明操作，数据库中的数据分别在不同的局部数据库中存储、由不同的DBMS进行管理、在不同的机器上运行、由不同的操作系统支持、被不同的通信网络连接在一起。 一个分布式数据库在逻辑上是一个统一的整体，在物理上则是分别存储在不同的物理节点上。一个应用程序通过网络的连接可以访问分布在不同地理位置的数据库。它的分布性表现在数据库中的数据不是存储在同一场地。更确切地讲，不存储在同一计算机的存储设备上。这就是与集中式数据库的区别。从用户的角度看，一个分布式数据库系统在逻辑上和集中式数据库系统一样，用户可以在任何一个场地执行全局应用。就好那些数据是存储在同一台计算机上，有单个数据库管理系统(DBMS)管理一样，用户并没有什么感觉不一样。 分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展起来的，是计算机技术和网络技术结合的产物。分布式数据库系统适合于单位分散的部门，允许各个部门将其常用的数据存储在本地，实施就地存放本地使用，从而提高响应速度，降低通信费用。分布式数据库系统与集中式数据库系统相比具有可扩展性，通过增加适当的数据冗余，提高系统的可靠性。在集中式数据库中，尽量减少冗余度是系统目标之一．其原因是，冗余数据浪费存储空间，而且容易造成各副本之间的不一致性．而为了保证数据的一致性，系统要付出一定的维护代价．减少冗余度的目标是用数据共享来达到的。而在分布式数据库中却希望增加冗余数据，在不同的场地存储同一数据的多个副本,其原因是：①．提高系统的可靠性、可用性当某一场地出现故障时，系统可以对另一场地上的相同副本进行操作，不会因一处故障而造成整个系统的瘫痪。②．提高系统性能系统可以根据距离选择离用户最近的数据副本进行操作，减少通信代价，改善整个系统的性能。 分布式数据库具有以下几个特点： (1)、数据独立性与位置透明性。数据独立性是数据库方法追求的主要目标之一，分布透明性指用户不必关心数据的逻辑分区，不必关心数据物理位置分布的细节，也不必关心重复副本（冗余数据）的一致性问题，同时也不必关心局部场地上数据库支持哪种数据模型．分布透明性的优点是很明显的．有了分布透明性，用户的应用程序书写起来就如同数据没有分布一样．当数据从一个场地移到另一个场地时不必改写应用程序．当增加某些数据的重复副本时也不必改写应用程序．数据分布的信息由系统存储在数据字典中．用户对非本地数据的访问请求由系统根据数据字典予以解释、转换、传送． (2)、集中和节点自治相结合。数据库是用户共享的资源．在集中式数据库中，为了保证数据库的安全性和完整性，对共享数据库的控制是集中的，并设有DBA负责监督和维护系统的正常运行．在分布式数据库中，数据的共享有两个层次：一是局部共享，即在局部数据库中存储局部场地上各用户的共享数据．这些数据是本场地用户常用的．二是全局共享，即在分布式数据库的各个场地也存储可供网中其它场地的用户共享的数据，支持系统中的全局应用．因此，相应的控制结构也具有两个层次：集中和自治．分布式数据库系统常常采用集中和自治相结合的控制结构,各局部的DBMS可以独立地管理局部数据库，具有自治的功能．同时，系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS 的工作，执行全局应用。当然,不同的系统集中和自治的程度不尽相同．有些系统高度自治，连全局
第一章 1.1 采用分布式数据库系统的主要原因是什么？ 集中式数据库系统的不足：1.数据按实际需要已经在网络上分布存储，如果再采用集中式处理，势必造成附加成本和通信开销，2,。应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生故障，将会影响整个系统的运行，可靠性不高。3集中式处理导致系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩展性较差。 1.2 分布式数据库系统有哪几种分类方法？这些方法是如何分类的？ 1.按局部数据库管理系统的数据模型的类型分类。 （1）同构型：同构同质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，而且是同一种DBMS。 同构异质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，但不是同一种DBMS。 （2）异构型：各个站点上的数据库的数据模型各不相同。 2.按分布式数据库系统全局控制系统类型分类 （1）全局控制集中型DDBS （2）全局控制分散型DDBS （3）全局控制可变型DDBS 1.3 什么是分布式数据库系统？它具有那些主要特点？怎样区分分布式数据库系统与只提供远程数据访问的网络数据库系统？ 分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，其可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。 基本特点：物理分布性、逻辑整体性、站点自治性。 导出特点：数据分布透明性、集中与自治相结合的机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。 区分：分布式数据库的分布性是透明的，用户感觉不到远程与本地结合的接缝的存在。 1.6分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？ 数据跟踪，分布式查询处理，分布式事务管理，复制数据管理，安全性，分布式目录管理 1.14分布式数据库系统的主要优点是什么？存在哪些技术问题？ 分布式数据库系统优点：良好地可靠性和可用性；提高系统效率，降低通信成本；较大的灵活性和可伸缩性；经济型和保护投资；适应组织的分布式管理和控制；数据分布式具有透明性和站点具有较好的自治性；提高了资源利用率；实现了数据共享。
分布式数据库系统（全文） 胡经国 本文作者的话 本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。以此作为云计算学习笔录，供云计算业外读者进一步学习和研究参考。希望能够得到大家的指教和喜欢！ 下面是正文 一、分布式数据库系统概述 1、概述一 分布式数据库（Distributed Database，DDB）是指数据分散存储在计算机网络中的各台计算机上的数据库。 分布式数据库系统（Distributed Database System，DDBS）通常使用较小的计算机系统，每台计算机可单独放在一个地方；每台计算机中都可能有DBMS （数据库管理系统）的一份完整拷贝副本，或者部分拷贝副本，并具有自己局部的数据库；位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接，共同组成一个完整的、全局的、逻辑上集中、物理上分布的大型数据库系统。 2、概述二 分布式数据库，是指利用高速计算机网络，将物理上分散的多个数据存储单元连接起来组成一个逻辑上统一的数据库。 分布式数据库的基本思想，是将原来集中式数据库中的数据分散存储到多个通过网络连接的数据存储节点上，以获取更大的存储容量和更高的并发访问量。 近年来，随着数据量的高速增长，分布式数据库技术也得到了快速的发展。传统的关系型数据库开始从集中式模型向分布式架构发展。基于关系型的分布式数据库，在保留传统数据库的数据模型和基本特征前提下，从集中式存储走向分布式存储，从集中式计算走向分布式计算。 另一方面，随着数据量越来越大，关系型数据库开始暴露出一些难以克服的缺点。以NoSQL为代表的、具有高可扩展性、高并发性等优势的非关系型数据库快速发展；一时间市场上出现了大量的key-value（键－值）存储系统、文档型数据库等NoSQL数据库产品。NoSQL类型数据库正日渐成为大数据时代下分布式数据库领域的主力。 这种按分布式组织数据库的方法克服了物理中心数据库组织的弱点。
一、填空 分布式数据库系统按局部数据库管理系统的数据模型分类，可以分为和两类。 同构型DDBS 异构型DDBS 分布式数据库系统按全避控制系统类型分类，可以分为、 和三类。 全局控制集中型DDBS 全局控制分散型DDBS 全局控制可变型DDBS 分布式数据库是分布式数据库系统中各站点上数据库的逻辑集合，它由和组成。 应用数据库描述数据库 数据分片的三种基本方法是：、和三类。 水平分片垂直分片混合分片 分布式数据库中的数据分布策略有：、、 和四层。 集中式分割式复制式混合式 分布式数据库是多层模式结构，一般划分为、、 和四层。 全局外层全局概念层局部概念层局部内层 一个分布式数据库管理系统一般应包括、、 和四个基本功能模块。 查询处理模块完整性处理模块调度处理模块可靠性处理模块 分布透明性包括、和三个层次。 分片透明性位置透明性局部数据模型透明性 分布式数据库系统的创建方法，大致可分为和两种。 组合法重构法 集中式数据库设计一般包括：需求分析，概念设计，逻辑设计和物理设计四个阶段，分布式数据库设计除了上述四个阶段外，还需增加一些个新的阶段，它位于和之间。 分布设计逻辑设计物理设计 水平分片的方法可归为和两种。 初级分片导出分片 DATAID-D相对于DATAID-1增加了和两个阶段。 分布要求分析分布设计 DATAID-D中的分布设计分成、、 和四个阶段。 分片设计非冗余分配冗余分配局部模式的重新构造 分布式查询优化的准则是。通信费用和响应时间最短 在分布式系统中，查询代价QC＝。I/O代价+CPU代价+通信代价 在分布式环境下，查询可分为、和三种类型。局部查询远程查询全局查询 分布式查询处理可以分为、、和四
基于分布式数据库的连锁超市物流管理系统 陈瓅1，易淼2 1.华东交通大学信息工程学院，南昌（330013） 2.桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林（541004） E-mail：hdjt06@https://www.doczj.com/doc/7d8454600.html, 摘要：本文针对连锁超市地理位置分散的实际特点，设计和实现了连锁超市物流管理系统的分布式数据库结构，使不同区域的数据可以共享．同时提出了该系统的数据复制和数据库备份问题的解决方案， 关键词：分布式数据库；数据库备份；数据复制 0．引言 在零售行业中，随着城市建设的发展和现代物流技术的完善，超市业务的不断扩大，大型连锁超市越来越普及，连锁超市运营企业需要有一个结合地理位置和资源数据的连锁超市物流管理系统．总公司物流中心与连锁超市处于不同的城市或者城市中的不同地区，各个连锁超市的地理位置分散性造成了商品数据的分散。各连锁超市在业务上需要处理各自的数据，同时彼此之间需要进行数据的交换和处理，以便物流中心进行货物调配．基于以上原因，本文就分布式数据库在连锁超市物流管理系统中的应用进行了探讨． 1 分布式数据库系统介绍 分布式数据库系统(DDBS)是数据库系统与计算机网络相结合的产物．逻辑上它们属于同一系统，而物理上它们分散在用计算机网络连接的多个场地上，并统一由一个分布式数据库管理系统管理．其具有以下主要特性［１］． （１）数据独立性与位置透明性。数据独立性是数据库方法追求的主要目标之一，分布透明性指用户不必关心数据的逻辑分区，不必关心数据物理位置分布的细节，也不必关心重复副本（冗余数据）的一致性问题，有了分布透明性，用户的应用程序书写起来就如同数据没有分布一样．当数据从一个场地移到另一个场地时不必改写应用程序．当增加某些数据的重复副本时也不必改写应用程序． （２）集中和节点自治相结合。在分布式数据库中，数据的共享有两个层次：一是局部共享，即在局部数据库中存储局部场地上各用户的共享数据．二是全局共享，即在分布式数据库的各个场地也存储可供网中其它场地的用户共享的数据，支持系统中的全局应用．因此，相应的控制结构也具有两个层次：集中和自治．分布式数据库系统常常采用两者相结合的控制结构,各局部的DBMS 可以独立地管理局部数据库，具有自治的功能．同时，系统又设有集中控制机制，协调各局部DBMS的工作，执行全局应用。（３）支持全局数据库的一致性和和可恢复性。分布式数据库中各局部数据库应满足集中式数据库的一致性、可串行性和可恢复性。除此以外还应保证数据库的全局一致性、并行操作的可串行性和系统的全局可恢复性。 （４）复制透明性。用户不用关心数据库在网络中各个节点的复制情况，被复制的数据的更新都由系统自动完成。在分布式数据库系统中，可以把一个场地的数据复制到其他场地存放，应用程序可以使用复制到本地的数据在本地完成分布式操作，避免通过网络传输数据，提高了系统的运行和查询效率。（５）易于扩展性。在大多数网络环境中，单个数据库服务器最终会不满足使用。如果
电子科技大学 研究生课程综合考核报告 课程名称：数据库新技术 教师姓名：胡旺 学生姓名：董辉 学号：201521060521 成绩： 学期：2015年下学期
分布式数据库综述报告 摘要 随着传统的数据库技术日趋成熟、计算机网络技术的飞速发展和应用范围的扩充，数据库应用已经普遍建立于计算机网络之上。这时集中式数据库系统表现出它的不足：数据按实际需要已在网络上分布存储，再采用集中式处理，势必造成通信开销大；应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生故障，则整个系统受到影响，可靠性不高；集中式处理引起系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩充性差。在这种形势下，集中式DB的“集中计算”概念向“分布计算”概念发展。分布计算主要体现在客户机／服务器模式和分布式数据库体系结构两个方面。分布式数据库系统通常使用较小的计算机系统，每台计算机可单独放在一个地方，每台计算机中都有DBMS的一份完整拷贝副本，并具有自己局部的数据库，位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接，共同组成一个完整的、全局的大型数据库。DDBS已成为信息处理学科的重要领域，正在迅速发展，原因基于以下几点：①它可以解决组织机构分散而数据需要相互联系的问题。②如果一个组织机构需要增加新的相对自主的组织单位来扩充机构，则分布式数据库系统可以在对当前机构影响最小的情况下进行扩充。③均衡负载的需要。数据的分解采用使局部应用达到最大，这使得各处理机之间的相互干扰降到最低。负载在各处理机之间分担，可以避免临界瓶颈。④当现有机构中已存在几个数据库系统，而且实现全局应用的必要性增加时，就可以由这些数据库自下而上构成分布式数据库系统。 关键词：分布式数据库集群数据存储 1.分布式数据库产生背景 20世纪六十年代末和七十年代出现了比较成熟的数据库系统。以IMS为代表的层次型数据库系统于1968年问世。20世纪七十年代初，美国CODASYL的数据库任务组的提出了有名的网络数据库模型DBTG。分布式数据库的研究始于20世纪70年代中期。E. F. Codd于20世纪七十年代中期提出了关系数据库。世界上第一个分布式数据库系统SDD-1是由美国计算机公司（CCA）于1979年在DEC
数据库试题 目录 1. 九八年秋季试题 (5) 1.1. 概念题 (5) 1.1.1. 比较半连接方法和枚举法的优缺点。 (5) 1.1.2. 2PL协议的基本思想。 (5) 1.1.3. WAL协议的主要思想。 (5) 1.1.4. SSPARC三级模式体系结构。 (5) 1.1.5. 设计OID的数据结构时应考虑哪些问题。 (6) 1.2. 某个大学中有若干系，且每个系有若干个班级和教研室，每个教研室有若干个教 员，其中教授、副教授每个人带若干名研究生。每个班有若干名学生，每个学生可选修若干门课程，每门课程可由若干学生选修。完成下列各种要求： (7) 1.3. 下面是某学院的一个学生档案数据库的全局模式： (9) 1.3.1. 将全局模式进行分片，写出分片定义和分片条件。 (9) 1.3.2. 指出各分片的类型，并画出分片树。 (9) 1.3.3. 假设要求查询系号为1的所有学生的姓名和成绩，写出在全局模式上的SQL查 询语句，并要求转换成相应的关系代数表示，画出全局查询树，请依次进行全局优化和分片优化，画出优化后的查询树。要求给出优化变换过程。 (10) 1.4. 设数据项x,y存放在S1场地，u,v存放在S2场地，有分布式事务T1和T2,T1在S1场 地的操作为R1(x)W1(x)R1(y)W1(y),T2在S1场地的操作为R2(x)R2(y)W2(y);T1在S2场地上的操作作为R1(u)R1(v)W1(u),T2在S2场地上的操作作为W2(u)R2(v)W2(v)。对下述2种情况，各举一种可能的局部历程（H1和H2），并说明理由。 (11) 1.4.1. 局部分别是可串行化，而全局是不可串行化的 (11) 1.4. 2. 局部和全局都是可串行化的。要求按照严格的2PL协议，加上适当的加锁和解 锁命令，（注意，用rl(x)表示加读锁，wl(x)表示加对x加写锁，ul(x)表示解锁）12 1.5. 试述面向对象的数据库系统中页面服务器和对象服务器两种Client/Server体系 结构的主要特点, (12) 2. 九九年春季试题 (13) 2.1. DBMS解决了信息处理技术中的哪些挑战？ (13) 2.2. 在关系数据库应用设计中，为什么要对数据库模式进行规范化？ (13) 2.3. 简述ACID特性。 (14) 2.4. 长事务处理有哪些特性，如何解决？ (15) 2.5. 数据库系统体系结构有哪几类，每种类型的特点是什么，关键技术有哪些？. 16 2.6. 决策支持类应用与OLTP应用对于数据库系统的要求有哪些不同，支持前者的关键 技术有哪些，并简述之。 (17) 2.7. 面向对象的数据库是如何产生的，其基本原理是什么？有哪些创新特性？ (18) 2.8. r i ∝r j 一定等于r j ∝ r i 吗？在什么条件下r i ∝r j = r j ∝ r i 成立? (18) 2.9. 为了设计一个健壮的分布式系统，你必须知道可能发生哪种类型的失败。 (18) 2.9.1. 请列出在分布式系统中可能的失败类型： (18) 2.9.2. 在你列出的失败类型中，哪些也可能发生在集中式系统中？ (19) 2.9. 3. 对于每一种失败类型，在失败发生情况下，两段提交机制如何保证事务的原 子性？ 19 3. 九九年秋季试题 (19)