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DDB分布式数据库系统 第三讲 Ddb-L3 design

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DD 分布式数据库

DD 分布式数据库

DD -- 分布式数据库科技名词定义中文名称：分布式数据库英文名称：distributed database;DDB定义：数据分存在计算机网络中的各台计算机上的数据库。

应用学科：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。

简介这种组织数据库的方法克服了物理中心数据库组织的弱点。

首先，降低了数据传送代价，因为大多数的对数据库的访问操作都是针对局部数据库的，而不是对其他位置的数据库访问；其次，系统的可靠性提高了很多，因为当网络出现故障时，仍然允许对局部数据库的操作，而且一个位置的故障不影响其他位置的处理工作，只有当访问出现故障位置的数据时，在某种程度上才受影响；第三，便于系统的扩充，增加一个新的局部数据库，或在某个位置扩充一台适当的小型计算机，都很容易实现。

然而有些功能要付出更高的代价。

例如，为了调配在几个位置上的活动，事务管理的性能比在中心数据库时花费更高，而且甚至抵消许多其他的优点。

分布式软件系统(Distributed Software Systems)是支持分布式处理的软件系统,是在由通信网络互联的多处理机体系结构上执行任务的系统。

它包括分布式操作系统、分布式程序设计语言及其编译(解释)系统、分布式文件系统和分布式数据库系统等。

分布式操作系统负责管理分布式处理系统资源和控制分布式程序运行。

它和集中式操作系统的区别在于资源管理、进程通信和系统结构等方面。

分布式程序设计语言用于编写运行于分布式计算机系统上的分布式程序。

一个分布式程序由若干个可以独立执行的程序模块组成,它们分布于一个分布式处理系统的多台计算机上被同时执行。

它与集中式的程序设计语言相比有三个特点：分布性、通信性和稳健性。

分布式文件系统具有执行远程文件存取的能力,并以透明方式对分布在网络上的文件进行管理和存取。

数据库原理和应用基本知识点和习题

数据库原理和应用基本知识点和习题

数据库原理及应用基本知识点与习题目录第1章数据库系统概述 (1)1.1 基本知识点 (1)1.2 习题1 (1)第2章数据模型 (4)2.1 基本知识点 (4)2.2 习题2 (4)第3章数据库系统的体系结构 (7)3.1 基本知识点 (7)3.2 习题3 (7)第4章关系数据库方法 (10)4.1 基本知识点 (10)4.2 习题4 (10)第5章关系数据库的结构化查询语言SQL (16)5.1 基本知识点 (16)5.2 习题5 (17)第6章关系模式的规范化理论 (27)6.1 基本知识点 (27)6.2 习题6 (27)第7章数据库设计 (30)7.1 基本知识点 (30)7.2 习题7 (30)第8章数据库保护 (16)8.1 基本知识点 (38)8.2 习题8 (38)第9章 Microsoft SQL SERVER 2000 (41)9.1 基本知识点 (41)9.2 习题9 (41)第10章 和数据库开发技术 (43)10.1 基本知识点 (43)10.2 习题10 (43)第11章分布式数据库系统 (44)11.1 基本知识点 (44)11.2 习题11 (44)第12章数据仓库与数据挖掘 (46)12.1 基本知识点............................................... 错误！未定义书签。

12.2 习题12 (46)第13章XML数据库 (48)13.1 基本知识点 (48)13.2 习题13 (48)第1章数据库系统概述1.1 基本知识点本章先介绍数据库技术的产生与发展，然后介绍数据库的基本概念和数据库系统的特点。

本章的学习重点是数据库的基本概念和基本知识的把握，为后续各章节的学习打下扎实的基础。

（1）数据库技术的产生与发展人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段和高级数据库技术阶段等各阶段的特点。

（2）数据库系统基本概念DB、DBMS和DBS的定义。

引跑科技DBOne分布式数据库系统技术白皮书

引跑科技DBOne分布式数据库系统技术白皮书

多应用存储模型
内嵌的多应用存储模型，用不同的模型来存结构化、半结构化和空间数据， 支持记录级别安全控制
数据访问层 实现数据逻辑存储到物理数据库的映射，支持多种拆分策略 支持并行查询，及结果的合并、分组、排序等操作 提供高扩展支持，实现数据在物理数据库间的再分配 实现高可靠性，不同拆分数据库间实现冗余备份 支持 Transaction 内置负载均衡策略 自动数据分片

©引跑科技，版权所有
DBOne 分布式数据库系统技术白皮书
15
节点发现和负载均衡原理图一

节点发现和负载均衡原理图二
©引跑科技，版权所有
DBOne 分布式数据库系统技术白皮书
16
GISOne 云空间数据库具有以下几个重要功能：
空间扩展
对指定应用执行 GIS 扩展
智能水平压缩
智能水平扩展原理图三

©引跑科技，版权所有
DBOne 分布式数据库系统技术白皮书
11
智能水平扩展压缩图一
智能水平扩展压缩图二

©引跑科技，版权所有
DBOne 分布式数据库系统技术白皮书
12
智能水平压缩原理图三
高可用性 可以配置 Shard 备份的数量(例如 Replica=2) 当某些服务器出现故障，其他服务器可以自动接管负载，并且重新 分配 Shard 备份
DBOne 分布式 NoSql 数据库关键功能特性如下：
支持通用的 JSON 半结构化数据类型 “Key-Value”构成的集合，类似 Map “Value”构成的有序列表，类似 Array
支持所有通用语法 值、数组（有序） 、对象（无序） 、运算符 操作符、函数、索引

数据仓库设计ppt课件

数据仓库设计ppt课件
¨ 存储用户分析数据的数据库可以采用关系型数 据库、多维数据库和对象数据库实现。
¨ 元数据库是数据仓库的灵魂。没有元数据库， 用户就无法对数据仓库数据进行良好的定义、组 织和管理。
37
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分
39
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分
¨ （2）数据仓库与业务处理系统的接口设计 在确定了数据仓库的数据源以后，就需要考虑
数据仓库与作为数据源的业务处理系统的接口设计。
40
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分
¨ （1）拷贝中间件，主要有如下4种： ¨ A.代码发生器。 ¨ B.数据复制工具。 ¨ C.数据泵。 ¨ D.广义数据获取工具和设备。
44
变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接，从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分
¨ （2）用于数据库访问的网关中间件：主要用于解 决数据仓库与数据源和客户端之间的网络协议不 同所造成的数据传输困难的问题。
3.2.2 数据仓库接口与中间件设计
1.数据仓库的数据源确定以及与业务处理系统接口 的设计
¨ （1）数据仓库的数据源确定 ¨ 要为数据仓库从数据源中抽取为管理决策分析
所使用的数据源，首先要对所抽取的数据源进行 正确的定义。数据源的定义要确定数据仓库主题 所需各数据源的详细情况，包括数据源所在计算 机平台、拥有者、数据结构、使用该数据源的处 理过程、数据仓库更新计划等。

分布式数据库系统(DDBS)概述.

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(4事务管理的分布性四、分布式数据库系统的优点：(1更适合分布式的管理与控制。

[计算机互联网]数据库系统教程——施伯乐第三版PDF5

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规划、研制、实现、投入运行后的维护直到它被新的软件所取代而停止使用规划、需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计、实现、运行维护●●● 武汉大学《数据库原理》课题组9 5.4 5.4 需求分析需求分析一、需求分析的任务1信息要求2处理要求3功能要求4企业环境特征二、需求分析的方法1. 需求信息的收集概念设计确定系统的边界了解组织机构情况调查各部门业务活动情况明确用户的需求SA法DFD DD 用户、分析员、设计员步骤是武汉大学《数据库原理》课题组10 5.4 5.4 需求分析需求分析2. 需求信息的分析整理用数据流图和数据字典描述。

三、数据流图DFD—Data Flow Diagram DFD用来表示各业务流程中涉及到的数据和处理关系数据流图的基本成分表示同类数据的存放处常指数据文件表示对数据的处理表示不同处理过程之间传递的数据表示数据的发送者和接收者文件名操作对象武汉大学《数据库原理》课题组11 5.4 5.4 需求分析需求分析1.1 注册1.2 选课1.3 分配专业要求学习情况入校学生通知单毕业学生派遣单课表成绩表四、数据字典: 是DBS中各类数据描述的集合。

1.作用是建立和维护DBS的一种工具。

快速查询对象掌握系统运行情况2.内容DBS中1所有对象及其属性的描述信息2对象之间关系的描述信息。

3所有对象、属性的自然语言含义4数据字典变化的历史记录。

武汉大学《数据库原理》课题组12 5.4 5.4 需求分析需求分析3数据字典与DBMS的关系1结合式数据字典DBMS和数据字典融合在一起2独立式数据字典数据字典软件包不依附DBMS 独立存在。

5.数据库应用系统的数据字典包括数据项数据结构数据流数据存储处理过程4数据字典的访问1与人的接口:通过DBMS提供的数据字典访问工具实现对系统数据的访问。

2与软件接口:通过DBMS的应用程序接口API 实现对数据字典信息的访问和处理。

武汉大学《数据库原理》课题组13 5.4 5.4 需求分析需求分析例下图给出了某机器制造厂的零配件采购子系统的数据流图。

DDB分布式数据库系统 第三讲 Ddb-L3 design


the distribution of DDBMS software distribution of applications

We concentrate on distribution of data.
The distribution of DDBMS and applications are given a
priority.
Dimensions of the Problem
Access pattern behavior
Static Data Data + Program Level of knowledge Partial Information Dynamic Complete Information
Correctness Criteria

Completeness -no loss of data.
Decomposition of relation R into fragments R1, R2, …, Rn
is complete if and only if each data item in R can also be found in some Ri .

How much to fragment
Too little -too much of irrelevant data access. Too much -too much processing cost. Need to find suitable level of fragmentation.
Level of sharing
Design Approaches

Top-Down
Design systems from scratch Homogeneous systems

第九章_分布式数据库

基于联接的优化策略
26
习 题：
P.215
9.3 9.7 ---- 9.9 9.12---9.15
27
DB1 计算机1 □ T1 □ T2 □ T3
DB2 计算机2
场地1 场地1：
场地2 场地2：
□ T1 □ T2 □ T3
通信网络
DB3 计算机3
场地3
□ T1 □ T2 □ T3
4
分布式数据库的数据分散在各个场地上，但这些数据 在逻辑上都是一个整体，如同一个集中式数据库。 分布式数据库包括：局部数据库和全局数据库两个概念。 分布式数据库的“逻辑整体性”特点： 局部数据库是从各个场地的角度;
24
DDBMS的一般功能结构:
用户查询
查询处理模块
查询分析
需要的数据
完整性 处理模块
数据定位
系统 DD
优化算法 局部处 理命令 LDBMS 分布策略 调度处理模块
实际的数据 可靠性 处理模块 错误 对网络的 监视信息
数据 DB
计算机
网 络
25
§5
自学：
分布式查询处理
查询代价的估算方法
具有半联接的优化策略
全局数据库是从整个系统角度出发研究问题。
5
二、分布式数据库系统(DDBS)的定义
定义一:DDBS是物理上分散、逻辑上集中的数据库系统，系统中 的数据分布存放在计算机网络的不同场地的计算机中，每一场地 都有自治处理（即独立处理）能力并能完成局部应用，而每一场 地也参与（至少一种）全局应用，程序通过网络通信子系统执行 全局应用。
人员易于管理，便于完成大型任务；
数据集中管理，减少了数据冗余； 较高的数据独立性。
随着数据库应用的不断发展，规模不断扩大，集中式系统存在如下 缺点： 大型DBS的设计和操作较复杂；

全国计算机等级考试《三级数据库技术》复习全书核心讲义历年真题详解

最新资料，WORD格式，可编辑修改！目录第一部分备考指南............................................................第1章考试概述..........................................................第2章复习技巧.......................................................... 第二部分核心讲义............................................................第1章数据库应用系统开发方法............................................第2章需求分析..........................................................第3章数据库结构设计....................................................第4章数据库应用系统功能设计与实施......................................第5章UML与数据库应用系统...............................................第6章高级数据查询......................................................第7章数据库及数据库对象................................................第8章数据库后台编程技术................................................第9章安全管理..........................................................第10章数据库运行维护与优化.............................................第11章故障管理.........................................................第12章备份与恢复数据库.................................................第13章大规模数据库架构.................................................第14章数据仓库与数据挖掘............................................... 第三部分历年真题及详解......................................................全国计算机等级考试《三级数据库技术》真题精选（一）........................全国计算机等级考试《三级数据库技术》真题精选（二）........................ 第四部分模拟试题及详解......................................................全国计算机等级考试《三级数据库技术》模拟试题及详解（一）..................全国计算机等级考试《三级数据库技术》模拟试题及详解（二）..................第一部分备考指南第1章考试概述一、考试简介全国计算机等级考试（National Computer Rank Examination，简称NCRE），是经原国家教育委员会（现教育部）批准，由教育部考试中心主办，面向社会，用于考查应试人员计算机应用知识与技能的全国性计算机水平考试体系。

数据库原理及应用基本知识点与习题

数据库原理及应用基本知识点与习题目录第1章数据库系统概述 (2)1.1 基本知识点 (2)1.2 习题1 (2)第2章数据模型 (4)2.1 基本知识点 (4)2.2 习题2 (4)第3章数据库系统的体系结构 (7)3.1 基本知识点 (7)3.2 习题3 (7)第4章关系数据库方法 (9)4.1 基本知识点 (9)4.2 习题4 (10)第5章关系数据库的结构化查询语言SQL (15)5.1 基本知识点 (15)5.2 习题5 (16)第6章关系模式的规范化理论 (26)6.1 基本知识点 (26)6.2 习题6 (26)第7章数据库设计 (29)7.1 基本知识点 (29)7.2 习题7 (29)第8章数据库保护 (15)8.1 基本知识点 (37)8.2 习题8 (37)第9章Microsoft SQL SERVER 2000 (40)9.1 基本知识点 (40)9.2 习题9 (40)第10章和数据库开发技术 (42)10.1 基本知识点 (42)10.2 习题10 (42)第11章分布式数据库系统 (43)11.1 基本知识点 (43)11.2 习题11 (43)第12章数据仓库与数据挖掘 (45)12.1 基本知识点................................................................................................... 错误!未定义书签。

12.2 习题12 (45)第13章XML数据库 (46)13.1 基本知识点 (46)13.2 习题13 (46)第1章数据库系统概述1.1 基本知识点本章先介绍数据库技术的产生与发展，然后介绍数据库的基本概念和数据库系统的特点。

本章的学习重点是数据库的基本概念和基本知识的把握，为后续各章节的学习打下扎实的基础。

（1）数据库技术的产生与发展人工管理阶段、文件系统阶段、数据库系统阶段和高级数据库技术阶段等各阶段的特点。

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EMP
L1
Eno, Ename, Title
L2
ASG
L3
Eno, Jno, Resp, Dur
L3-1 DDBS Design -- 14
HF -Appl. Info. : Simple Predicates
Predicates used in user queries.

Given R(A1 , A2 , ..., An ), with each Ai having domain of values Di Simple predicate pj defined on R has the form
User Input
LIS’s
L3-1 DDBS Design -- 5
Distribution Design Issues
Fragmentation

Why fragmentation at all How to fragment How much to fragment How to test correctness
Not-replicated
Each fragment reside at only one site
What
are the advantages and disadvantages?
L3-1 DDBS Design -- 10
Allocation Alternatives: Pros and Cons
L3-1 DDBS Design -- 4
Top-Down Design Process
User Input
Requirement Analysis
Objectives
User Input
Conceptual Design GCS
View Integration
View Design ES’s
Access Information Distribution Design LCS’s Physical Design
L3-1 DDBS Design -- 11
Information Req源自irements Four
categories
Database information.
Application information. Communication network information.
Computer system information.
Disjointness
If relation R is decomposed into fragments R1, R2, …, Rn
and data item di is in Rj, then di should not be in any other fragment Rk (k!=j).
– Mixed/Hybrid Fragments -combination of above two.
How
much to fragment
Too little -too much of irrelevant data access. Too much -too much processing cost. Need to find suitable level of fragmentation.
priority.
L3-1 DDBS Design -- 2
Dimensions of the Problem
Access pattern behavior
Dynamic Static Complete Information
Data Data + Program Level of knowledge Partial Information
L3-1 DDBS Design -- 9
Allocation Alternatives
Full
Replication.
Replication (Partitioned)
Each fragment reside at each site
Partial
Each fragment reside at some of the sites
L3-1 DDBS Design -- 13
HF -Database Information
The global schema
PAY Title, Sal
Owner and member relations
Cardinality of each relation
PROJ Jno, Jname, Budget. Loc
Full-Replication Partial -replication Partitioning Query Processing Directory Management Concurrency Control Reliability Reality Easy Easy or non-existent Moderate High Possible application Same Difficulty Same Difficulty Difficult High Realistic Easy Low Possible application
is an operator =, <, >, , , and ; Value Di
Pj : Ai Value
Example:
Jname=“maintenance” Budget 200000
Follow ``80/20'' rule
L3-1 DDBS Design -- 15
L3-1 DDBS Design -- 7
About fragmentation
How
should we fragment
Vertical Fragments -sub grouping of the attributes. Horizontal Fragments -sub grouping of the tuples.
HF -Appl. Info. : Minterm Predicates

Given a set Pr = {p1, p2, ..., pm} of simple predicates for relation Ri , the set of minterm predicates M = {m 1, m 2 , ..., m z } defined as
L3: DDBS Design
1. 2.
Introduction Fragmentation
1) Horizontal fragmentation
2) Vertical fragmentation
3.
Allocation
L3-1 DDBS Design -- 1
Distributed Database Design
the distribution of DDBMS software distribution of applications
We
concentrate on distribution of data.
The distribution of DDBMS and applications are given a
L3-1 DDBS Design -- 12
Horizontal Fragmentation (HF)
Primary
horizontal fragmentation (PHF) based on predicates accessing the relation. Derived horizontal fragmentation (DHF) based on predicates being defined on another logically related relation. We shall first study algorithm for horizontal fragmentation, and then study issues related to derived horizontal fragmentation.
Allocation Information
requirements
L3-1 DDBS Design -- 6
Why fragment at all?
Unit
of distribution = unit of data application accesses. Reduce irrelevant data access. Facilitates intra-query concurrency. Can be used with other performance enhancing methods, such as, indexing and clustering Applications have conflicting requirements making disjoint fragmentation very hard problem. Multiple fragment access requires join or union. Semantic data control (integrity enforcement) could be very costly.
L3-1 DDBS Design -- 8
Correctness Criteria
Completeness
-no loss of data.
Decomposition of relation R into fragments R1, R2, …, Rn
is complete if and only if each data item in R can also be found in some Ri .