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分布式数据库系统概述

分布式数据库系统概述
分布式数据库系统概述

第一章分布式数据库系统概述

1、逻辑集中和物理分散:(P4)

分布式数据库系统定义:

分布式数据库,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位连接起来,共同组成一个统一的数据库系统。

物理分散:

分布式数据库系统中的数据不是存储在一个站点上,而是分散的存储在由计算机网络连接起来的多个站点;这是与集中式数据库系统的最大差别之一。

逻辑集中:

分布式数据库系统中的数据物理上是分散在各个站点中,但是这些分散的数据逻辑上构成一个整体,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。这是与分散式数据库的最大区别。

2、构与质:(P7)

构:数据库的数据模型;

质:DBMS的类型;

构与质的种类:

同构型:数据库的数据类型是同一类型的;其中同构型DDBS又分为:同构同质DDBS、同构异质DDBS;

●同构同质DDBS:站点上的数据库都是同一类型的,而且是同一种

DBMS;

●同构异质DDBS:站点上的数据库都是同一类型的,但不是同一种

DBMS;

异构型DDBS:各站点上数据库的数据模型的类型各不相同;

3、分布式数据库的体系结构、模式结构和功能结构的理解(参考P9、P12和

P17的图解及定义);

●体系结构:给出该系统的总体架构,定义整个系统的各组成部分及他们

的功能,定义系统个组成部分之间的相互关系。组成成分有:局部DB 和全局DB,局部DBMS和全局DBMS,及局部DBA和全局DBA。

●模式结构: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。

●功能模式: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。

4、分布式数据库数据分布透明性的划分:(P25)

分布透明性的定义:

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,各站点数据库的数据模型等情况对用户和用户程序是透明的。

分布透明性的三个层次:

●分片透明性:分布透明性中的最高层,位于全局概念模式与分片模式之

间。

●位置透明性:分布透明性的中间层,位于分片模式和分配模式之间。

●局部数据模型透明性:分布透明性的最底层,位于分配模式与局部概念

模式之间。

第二章分布式数据库系统的设计

1、分布式数据库的设计目标:(P41)

分布式数据库设计的目标除了包括集中式数据库设计中的目标外,还要包括以下几点:

分布式数据库的本地性或近地性;

控制数据的适当冗余;

工作负荷分布;

存储的能力和费用;

(详细内容参看课本内容)

2、1)分片应遵守的原则:(P45)

(1)完整性条件;

(2)可重构条件;

(3)不相交条件

2)分片的方式:(P45)

(1)水平分片:是对全局关系执行“选择”操作。

分为基本分片和基于到处分片。

(2)垂直分片;是通过“投影”操作把它的属性分成若干组。

3、P67,习题2.9

第三章分布式数据库的查询处理与优化

1、分布式数据库查询处理的分类及层次结构:

1)分布式数据库查询的分类:(P76)

(1)局部查询;

(2)远程查询;

(3)全局查询;

2)层次结构:(P78)

分布式数据库查询处理的层次结构,查询处理可分为四个层次:

(1)查询分解:将查询问题转换成一个定义在全局关系上的关系代数式;

(2)数据本地化:把一个在全局关系上的查询,进行具体化,落实到适合

片段上的查询;

(3)全局优化:寻找最优策略;

(4)局部优化:每个子站点上执行的子查询;

2、查询优化的方式:(P79)

1)基于关系代数等价变换的查询优化处理

2)基于半连接算法的查询优化处理

3)基于直接连接算法的查询优化处理

(详细原理参照课本及例题3.3、例题3.4 、P95 习题3.6)

h

第四章分布式数据库中的事务管理和恢复

1、根代理及事务代理的概念:(P100 )

根代理:每个应用中负责启动整个事务的代理,也成为总代理;

事务代理:在分布式数据库系统中,为了完成在不同站点上的相应功能,分布式应用必须在这些站点中执行若干进程,这些进程称为该应用的事务代理。

根代理特权:

●只有根代理才能发出全局有效的事务开始、提交和撤销原语。

●只有根代理才能请求建立新的事务代理。

●各站点上的子事务都执行成功,根代理才能决定提交该事务,否则根代

理将决定撤销该事务。

2、两阶段提交协议如何划分及每阶段任务

3、分布式数据库的故障类型:

第五章分布式数据库的并发控制

1、串行调度:(P133)

设有一组事务T={T1, T2, T3…Tn},如果事务T i的所有操作都先于T j的

操作,记为T i < T j。若有一个调度S,其每个事物的执行均有T i < T j

对所有的i不等于j,记为S={…

2、可串行调度:(P134)

让有冲突的操作串行执行,非冲突的操作并行执行。

(详细参照课本内容)

4、看题P171 习题5.2、习题5.3

分布式数据库系统及其一致性方法研究

2007年第24卷第10期微电子学与计算机 1引言 分布式数据库系统在系统结构上的真正含义是指物理上分布、逻辑上集中的分布式数据库结构。数据在物理上分布后,由系统统一管理,用户看到的似乎不是一个分布式数据库,而是一个数据模式为全局数据模式的集中式数据库[1 ̄5]。 分布式数据库系统包括两个重要组成部分:分布式数据库和分布式数据库管理系统。分布式数据库系统具有位置透明性和复制透明性,使用户看到的系统如同一个集中式系统。分布式数据库系统分为三类:同构同质型DDBS、同构异质型DDBS和异构DDBS。同构同质型DDBS是指各个场地都采用同一类型的数据模型,并且是同一型号数据库管理系统;同构异质型DDBS是指各个场地都采用同一类型的数据模型,但是数据库管理系统是不同型号的;异构型DDBS是指各个场地的数据模型是不同的类型。 分布式结构是相对于集中式结构而言的。从数据处理的角度来说,典型的集中式结构是数据集中存放和处理,用户通过远程终端或通过网络连接来共享集中存放的数据。分布式结构则是将数据及其处理分散在不同场地,各场地各自管理一部分数据,同时又通过网络系统相互连接。各场地的用户除可以访问和处理本地数据外,也可以访问和处理别的场地的数据。分布式数据库是典型的分布式结构。它包括对数据的分布存储和对事务的分布处理。设计一个分布式数据库系统会遇到许多集中式数据库设计中所没有的问题,一致性是其中必须认真对待和解决的主要问题。 2DDBS的体系结构 2.1综合型体系结构 综合型体系结构是指在综合权衡用户需求之后,设计出分布的数据库,然后再设计出一个完整的DBMS,把DBMS的功能按照一定的决策分散配置在一个分布的环境中。每个结点的DBMS均熟知整个网络的情况,也了解其它结点的情况。从整体上,各结点组成一个完整的系统,它们之间是靠进程通讯的手段来维持互访连接,如图1所示。2.2联合型体系结构 联合型体系结构是指每个结点上先有DBMS,以此为基础,再建立分布式环境以实现互访连接。若各个结点的局部DBMS支持同一种数据模式和 分布式数据库系统及其一致性方法研究 刘萍芬,马瑞芳,王军 (西安交通大学电信学院,陕西西安710049) 摘要:分布式数据库系统是数据库领域中的一个主要研究方向,数据一致性维护是分布式数据库系统中的一个非常关键的技术问题。在分析分布式数据库系统体系结构的基础上,讨论了两种一致性方法:两阶段提交和复制服务器,并提出一种具有复制服务器的分布式数据库系统的结构框架,它具有有效性和实用性。 关键词:分布式数据库系统;一致性;两阶段提交;复制服务器 中图分类号:TP31文献标识码:A文章编号:1000-7180(2007)10-0137-03 ResearchofDistributedDatabaseSystemandDataConsistency LIUPing-fen,MARui-fang,WANGJun (CollegeofElectronicsandInformationEngineeting,Xi′anJiaotongUniversity,Xi′an710049,China) Abstract:Distributeddatabasesystemisamainresearchdirectioninthedatabasefield.Maintainingthedataconsis-tencyisacriticaltechnicalprobleminthedistributeddatabasesystem.Thispaperdiscussestwomethodsofmaintainingdataconsistencybasedonanalyzingthestructureofthedistributeddatabasesystem,whichare2PCandreplicationserv-er.Thenthepaperputsforwardadistributeddatabaseframeworkwhichhavereplicationserverstructure.Anditiseffec-tiveandapplied. Keywords:distributeddatabasesystem;dataconsistency;2PC;replicationserver 收稿日期:2006-10-27 137

分布式数据库管理系统简介

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。

分布式数据库系统的研究—张晓丽

论文 论文题目:分布式数据库系统的研究 所在单位:太原南瑞继保电力有限公司 姓名:张晓丽 二〇一六年九月 分布式数据库系统的研究 摘要 随着智能终端的快速发展,当今对于数据库的访问请求通过网络高速增长,一些企业关键业务内容的数据平均每秒都要处理几千乃至于上万次的请求,对于企业数据库的响应速度提出了很高的要求。本文介绍了分布式数据库的定义及其特点,阐述分析了分布式数据库系统的关键技术。 关键词:分布式数据库系统;同步技术;加密技术 1分布式数据库系统的定义 计算机网络的发展为用户从网络中获取数据信息提供了便利,由于网络用户的逐年增长,网络信息量越来越大,因此信息查询、流通的效率成为制约网络发展的因素。数据库系统是由数据库和数据管理软件一同构成的一体的管理系统,为当今信息时代网络上海量数据信息的传输、存储、访问以及共享提供了保障。 分布式数据库系统(Distributed Database System,DDBS)是一种数据集合,由多个小型计算机系统和相应的配套数据库,以网络的形式实现之间连接构成了统一的数据库。分布式数据库系统是一种能够帮助数据库实现分布处理的系统,能够辅助多台计算机体系的整体结构任务处理。 分布式数据库系统可按其分布组成分为两种类型:一种是物理分布逻辑集中,即逻辑上数据集合属于同一系统,而在物理上这些数据集合分布在多台联网计算机上。此类数据库系统适用于用途单一、专业性强的中小企业或部门;另外一种是逻辑上或是物理上都是分布的,这种分布式数据库系统类型主要用于集成大范围数据库。 2分布式数据库系统的特点 2.1数据分布的透明性 在分布式数据库系统中,数据的独立性是系统的核心,由于分布性的存在使得数据独立性的要求更加复杂,同时也更加丰富。数据的独立性用数据分布的透明性来描述,分布的透明性表现在用户在调用应用程序中的数据库是时,不必具体了解数据存储的物理位置,也不必关心局部场地上数据库支持哪种数据模型。增加了数据的重复利用率。 2.2自治性与共享性 每个局部数据库管理系统可以对本地数据库进行独立管理,选择该站点数据是否共享到全局数据库,对于无需进行全局共享的数据,分布式数据库系统会将其保留在分站点中,从而节省数据流量。 在普通用户使用分布式数据库系统时,如需要查询或者修改某一分站点数据,无论该数据位于任何站点,用户可以直接进行查询工作,称作全局共享。即在各个分布数据库站点,能够支持网络上其他站点及用户对于数据库系统的使用,能够提供本地数据库中数据的全局共享。 2.3可靠性 分布式数据库系统具有更高的可靠性和灵活性,与集中式数据库系统相比,分布式数据库系

海量数据下分布式数据库系统的探索与研究

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

分布式数据库系统的设计与优化

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--

分布式数据库系统复习题

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

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。

(最新整理)分布式数据库研究现状及发展趋势

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山西大学研究生学位课程论文(2014 —--— 2015 学年第 2 学期) 学院(中心、所):计算机与信息技术学院 专业名称:计算机应用技术 课程名称:分布式数据库技术 论文题目:分布式数据库研究现状及发展趋势授课教师(职称): 曹峰() 研究生姓名: 刘杰飞 年级: 2014级 学号: 201422403003 成绩: 评阅日期: 山西大学研究生学院 2015年 6 月 17日

分布式数据库研究现状及发展趋势 摘要随着大数据、云时代的到来,数据库应用需求的拓展和计算机硬件环境的变化,特别是计算机网络与数字通信技术的飞速发展,卫星通信、蜂窝通信、计算机局域网、广域网和激增的Intranet及Internet得到了广泛应用,使分布式数据库系统应运而生。为了符合当今信息系统的应用需求和企业组织的管理思想和管理模式。分布式数据库提供了解决整个信息资产被分裂所成的信息孤岛,为孤岛联系在一起提供桥梁.本文主要介绍分布式数据库的研究现状,存在的一些问题以及未来的发展趋势。 关键词分布式数据库;发展趋势;现状及问题 1.引言 随着信息技术的飞速发展,社会经济结构、生产方式和消费结构已经发生了重大变化,这些变化深刻地影响着人民生活的方方面面。尤其是近十年来人们对计算机的依赖性越来越强,同时也对计算机提出了更高的要求。随着数据库在各个行业中的不断发展,各行业也对数据库提出了更高的要求,数据量也急剧增加,同时有关大数据分析的讨论正在愈演愈烈.甚至出现了爆炸性增长的趋势,一方面是由于移动互联网和移动智能终端的普及发展,数据信息正以每年40%的速度增长,造成数据量庞大;同时,数据种类呈多样性,文本、图片、视频等结构化和非结构化数据共存;另一方面也要求实时交互性强;最重要的是大数据蕴含了巨大的商业价值。相应的对于管理这些数据的复杂度也随之增加。同时各行业部门或企业所使用的软硬件之间的差异,这给开发企业管理数据库管理软件带来了巨大的工作量,如果能够有效解决这个问题,即使用同一模块管理操作不同的数据表格,对不同的数据表格进行查询、插入、删除、修改等操作,也即对企业简单的应用实现即插即用的功能,那么就能大大地减少软件开发的维护和更新费用,缩短软件的开发周期。分布式数据库系统的开发,降低了企业开发的成本,提高了软件使用的回报率。当今社会已进入了信息时代,人们将越来越多的信息存储在网络中的计算机上。如何更有

分布式数据库设计方案

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。

分布式数据库系统(DDBS)概述.

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)

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。

分布式数据库研究现状及发展趋势

山西大学研究生学位课程论文(2014 ---- 2015 学年第 2 学期) 学院(中心、所):计算机与信息技术学院 专业名称:计算机应用技术 课程名称:分布式数据库技术 论文题目:分布式数据库研究现状及发展趋势授课教师(职称):曹峰() 研究生姓名:刘杰飞 年级:2014级 学号:201422403003 成绩: 评阅日期: 山西大学研究生学院 2015年 6 月17日

分布式数据库研究现状及发展趋势 摘要随着大数据、云时代的到来,数据库应用需求的拓展和计算机硬件环境的变化,特别是计算机网络与数字通信技术的飞速发展,卫星通信、蜂窝通信、计算机局域网、广域网和激增的Intranet及Internet得到了广泛应用,使分布式数据库系统应运而生。为了符合当今信息系统的应用需求和企业组织的管理思想和管理模式。分布式数据库提供了解决整个信息资产被分裂所成的信息孤岛,为孤岛联系在一起提供桥梁。本文主要介绍分布式数据库的研究现状,存在的一些问题以及未来的发展趋势。 关键词分布式数据库;发展趋势;现状及问题 1.引言 随着信息技术的飞速发展,社会经济结构、生产方式和消费结构已经发生了重大变化,这些变化深刻地影响着人民生活的方方面面。尤其是近十年来人们对计算机的依赖性越来越强,同时也对计算机提出了更高的要求。随着数据库在各个行业中的不断发展,各行业也对数据库提出了更高的要求,数据量也急剧增加,同时有关大数据分析的讨论正在愈演愈烈。甚至出现了爆炸性增长的趋势,一方面是由于移动互联网和移动智能终端的普及发展,数据信息正以每年40%的速度增长,造成数据量庞大;同时,数据种类呈多样性,文本、图片、视频等结构化和非结构化数据共存;另一方面也要求实时交互性强;最重要的是大数据蕴含了巨大的商业价值。相应的对于管理这些数据的复杂度也随之增加。同时各行业部门或企业所使用的软硬件之间的差异,这给开发企业管理数据库管理软件带来了巨大的工作量,如果能够有效解决这个问题,即使用同一模块管理操作不同的数据表格,对不同的数据表格进行查询、插入、删除、修改等操作,也即对企业简单的应用实现即插即用的功能,那么就能大大地减少软件开发的维护和更新费用,缩短软件的开发周期。分布式数据库系统的开发,降低了企业开发的成本,提高了软件使用的回报率。当今社会已进入了信息时代,人们将越来越多的信息存储在网络中的计算机上。如何更有效地存储、管理、共享和提取信息,越来越引起人们的关注。集中式数据库已经不能满足人们的需求,因此分布式数据库系统应运而生,并且得到迅速发展。 分布式数据库系统的出现,有效地利用企业现有资源和网络资源。分布式数据库系统是一个面向地理上分布而在管理上需要不同程度集中的处理系统,主要解决在计算机网络上如何进行数据的分布和处理。由于分布式数据库有许多突出的优点,因此,分布式数据库系统可以广泛地应用于大企业,多种行业及军事国防等领域,这对建立集约型社会,加快社会主义现代化建设,将具有重要的现实意义。。

分布式数据库系统知识点及习题

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 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

分布式数据库系统查询优化算法综述

网工102-韩伟彬-1006100162 分布式数据库系统查询优化算法综述 摘要:随着互联网和数据库技术的飞速发展,分布式数据库在计算机网络上的应用越来 越广泛,数据的查询也越叫复杂化,对查询的效率要求也越来越高。在分布式数据库中,查询处理方法的效率对系统的性能起着非常关键的作用,而在分布式数据库系统中,处理一个查询的代价主要是由进行通信的数据量来决定的,半连接是一种非常有效的工具(方法)来减少连接的代价,从而更好的减少通信的数据量。在这样一个分布式系统中,我们有能力分散那些数据(经常被不同的用户终端使用的)在不同的物理位置,同时可以通过查询的方式组合来自于不同站点的数据,假如在一个比较合适的系统中多个数据副本被使用,这样分散的数据将会产生一个比较合理的查询相应时间。 关键字:数据库技术,分布式,数据库系统,查询,优化算法。 一:分布式数据库的定义 分布式数据库是一个逻辑上完整而在物理上分散在若干台互相连接着的计算机上的数据库系统,各组件分布在网络的各个节点上,依靠特定的更新和检索机制进行数据库分布,数据库的所有性能都会显著增强。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。 分布式数据库系统有两个重要的组成部分:(1)分布式数据库和(2)分布式数据库管理系统。分布式数据库是计算机网络中各站点上数据库的逻辑集合。也就是分布式数据库是一组结构化的数据集合,在逻辑上属于同一个系统,在物理上分布在计算机网络的不同站点上,是集中与分布的统一。这个定义强调了分布式数据库的两种特性;(1)数据分布性。即这些数据库是分布在不同站点上的。这把分布式数据库与单一的集中式数据库别开来。(2)逻辑关联性。即这些数据库具有某些把它们联系在一起的性质。这把分布式数据库与驻留在计算机网络不同站点上的一组本地数据库区别开来。分布式数据库管理系统是分布式数据库中的一组软件,负责管理分布环境下逻辑集成数据的存取、一致性和完整性。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。 分布式数据库系统有两种: (1)在物理上分布的,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。 (2)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。

分布式数据库系统其应用(徐俊刚 第三版)重点课后习题

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。

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