分布式数据库系统设计

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分布式主动数据库系统的　

设计与实现　

华南师范大学计算与信息中心蔡韶华　

数据库的理论与技术是管理系统　的重要组成部分，以三大经典（层次　网状　关系）系统为代表的传统数据库　技术对于管理结构简单、操作简单、安　全格式和结构化且较稳定的数据已经　证聪是很有效的＝而对于现代数据库　应用，传统的数据库就无法满足其全　部要求。传统的数据库的工作模式仅　当用户或应用持续显式地要求时，它　们才执行查询或事务，数据库仅作为　一种被动的数据存储仓库。要确定数　据库中数据的改变是否会使某种希望　的数据库状态出现或使某种条件满足　从而采取相应的行动，必须由用户或　应用程序从外部发询问。传统数据库　这一特点确定了它是一个被动数据库。　主动数据库从数据库角度出发研　究知识库，它在数据库中加人推理靓　则，使数据库具有智能的推理能力。这　种数据库新技术在８０年代提出后，园　其能提供保持软件模块性和便于盥用　开发、没有频繁查询所带来的资源浪　费、又能及时准确地对谈监视情形做　出响血的优点受到广泛关注，已成为　数据库领域的一个研究热点。　ＣＯＲＢＡ分布对象技术最初是　ＯＭＧ（Ｏｂｊｅｃｔ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｇｒｏｕｐ，　对象管理组织）在１　９９０年１１月出版的　《对象管理体系指南》中定义的。它首　先是一种犏程技术，是吸收了软件界　面向对象技术、分布式计算技术、多层　体系结构技术以及接口技术的一种综　合技术　

花工基再ｔ摹　分布式计算和对象模型的结台使　应用程序能共享和访问其它应用程序　的对象，不仅提供了可扩展性、可重用　性的优点，还便于优化软件结构，特别　方便了分布式应用软件的构建。而分　布式计算和主动数据库技术的结合，　宴现分布式管理系绕中多个数据库系　统统一的西怍，使得应用的具体需求　分布式对象和主动数据库互相融台、　共同发展。　分布式主动数据库　稳们在研究ＣＯＲＢＡ分布对象技　术、主动数据库等技术的基础上，对运　用ＣＯＲＢＡ技术构建分布式主动数据　库的可行性和方案进行了探讨，以下　详细介绍构建基于ＣＯＲＢＡ的主动数　据库的思想方法。　１．主动数据库的功能特性　主动数据库的逻辑结构框图如图　所示。　其中，各模块的主要功能如下：　（１）系统接口：系统接口是人机交　互的界面，在实际实现时，我们力求做　到界亟友好并保证简单有效。　（２）程序编译：对系统接口所接受　到的操作信息进行分析，形成系统的　各级操作　把复杂的复合操作分解为　简单的元操作。　（３）规则推理：按照一定的策略检　索知识系统中的现存规则，同时，根据　知识系统中现有的知识通过推理而指　导操作的执行。　（４）规则库管理：提供对规则库的　检索、维护和更新以及规则的推理运行：　（５）规则学习：谚机制允许系统不　断的获取和更新规则。　２．分布式主动数据库　一般的主动数据库的主动性设施　都是在数据库系统内部实现，是一个　相对封闭的系统，唯以实现分布式管　理系统中多个数据库系统统一的协作，　尤其当该分布的数据库系统是由不同　的数据库系统组成时。分布式主动数　据库系统是应用的具体需求和分布式　数据库与主动数据库互相融合、共同　发展的结果。分布式主动数据库系统　的实现障了要解决分布式数据库系统　的基本问题外，还需要解决在分布的　数据库系统中规则的同意描述和存储、　动态规则定义、分布式事件的收集和　通知、动作的分布执行及事务处理等　问题。

` 硕士学位论文 （工程硕士） 分布式MySQL数据库集群在线监测系统 设计与实现 DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DISTRIBUTED MySQL DATABASE CLUSTER ONLINE MONITORING SYSTEM 黄 旭 哈尔滨工业大学 2012年6月国内图书分类号：TP311 学校代码：10213 国际图书分类号：621.3 密级：公开 工程硕士学位论文 分布式MySQL数据库集群在线监测系统 设计与实现 硕士研究生 ：黄 旭 导师 ：范国祥 高级讲师 副导师 ：赵 威 高级工程师 申请学位 ：工程硕士 学科 ：软件工程 所在单位 ：软件学院 答辩日期 ：2012年6月 授予学位单位 ：哈尔滨工业大学 Classified Index: TP311 U.D.C.: 621.3 Dissertation for the Master‘s Degree in Engineering DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DISTRIBUTED MySQL DATABASE CLUSTER ONLINE MONITORING SYSTEM Candidate: Supervisor: Associate Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation： Date of Defence: Degree-Conferring-Institution: Huang Xu Senior Lecturer Fan GuoXiang Senior Engineer Zhao Wei Master of Engineering Software Engineering School of Software June, 2012 Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文

六、分布式事物管理

七、故障恢复

①检查点的作用

目的就是把检查点之前的工作持久化，减少系统故障后的恢复的工作量。

②设置检查点时要做哪些操作

首先，将日志缓冲区中的内容写入外存中的日志；

然后，在外存日志中登记一个检查点记录；

接下来，将数据库缓冲区的内容写入外存数据库；

最后，把外存日志中检查点的地址写入重启动文件。

③确定重做和反做的事务集合

④协调者、参与者场地故障和通信故障如何恢复

⑤undo和redo的作用

反做（undo），是将一个数据项的值恢复到其修改之前的值，即取消一个事务所完成的操作结果。因为缓冲区的更新策略，可能导致废弃事务的修改可能被写入外存，所以如果此时发生故障，那么就需要进行反做，以保证数据库的原子性。

重做（redo），是将一个数据项的值恢复到其修改后的值，即恢复一个事务的操作结果。因为缓存区的更新策略，可能导致已经提交的事务的修改没有被写入外存，所以如果此时发生故障，那么就需要进行重做，保证数据库的持久性。

⑥根据日志写出重做和反做的详细步骤

需要undo的数据记录为：D11， D22

需要redo的数据记录为：D33，D44

八、并发控制

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。