課件廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系

1、分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 2011年新版E-mail: 專題一專題一 分布式數(shù)據(jù)庫介紹分布式數(shù)據(jù)庫介紹 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15專題一 分布式數(shù)據(jù)庫介紹第第0章章 數(shù)據(jù)庫研究內(nèi)容與本課程設(shè)置數(shù)據(jù)庫研究內(nèi)容與本課程設(shè)置第第1章章 分布式數(shù)據(jù)庫基本知識分布式數(shù)據(jù)庫基本知識第第2章章 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15第0章 數(shù)據(jù)庫研究內(nèi)容與本課程設(shè)置0.1 數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究方向綜述數(shù)據(jù)庫理

2、論與技術(shù)研究方向綜述0.2 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)討論要點討論要點0.3 學(xué)習(xí)安排學(xué)習(xí)安排0.4 參考書籍參考書籍分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.1 數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究方向綜述埃德加科德Edgar Frank Codd關(guān)系數(shù)據(jù)庫之父 1981年圖靈獎獲得者 詹姆斯格雷James Gray 1998年圖靈獎獲得者數(shù)據(jù)庫事務(wù)處理專家查爾斯巴赫曼 Charles W.Bachman網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫之父1973年圖靈獎獲得者 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.1 數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究方向綜述薩師煊(1922.12-2010.7)

3、中國數(shù)據(jù)庫學(xué)科的奠基人之一薩師煊，1922年12月27日出生于福州。福建閩侯薩氏家族，源于山西雁門薩氏先祖，已有六七百年的歷史。1941年9月考入廈門大學(xué)數(shù)理系。1950年中國人民大學(xué)成立,薩師煊隨著華北大學(xué)的全體教員一起成為中國人民大學(xué)教師。薩師煊是中國人民大學(xué)經(jīng)濟(jì)信息管理系的創(chuàng)建人，是我國數(shù)據(jù)庫學(xué)科的奠基人之一，數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)活動的積極倡導(dǎo)者和組織者。薩師煊以他的人格魅力和淵博學(xué)識，團(tuán)結(jié)了全國數(shù)據(jù)庫工作者，成為我國數(shù)據(jù)庫界有口皆碑的組織者和帶頭人，為我國數(shù)據(jù)庫學(xué)科的人才培養(yǎng)和技術(shù)發(fā)展作出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.1 數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究方

4、向綜述 VLDBSIGMOD ICDEEDBTICKM DASFAAERPAKDD WAIMAPWEB NDBC 參見PPT“數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議”本領(lǐng)域?qū)W術(shù)會議本領(lǐng)域?qū)W術(shù)會議分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.1 數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)研究方向綜述分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.2分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)討論要點n第一專題：分布式數(shù)據(jù)庫概述第一專題：分布式數(shù)據(jù)庫概述介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義、類型、特點和體系結(jié)構(gòu)；n第二專題：數(shù)據(jù)分布第二專題：數(shù)據(jù)分布介紹分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)分布理論，包括數(shù)據(jù)分片、數(shù)據(jù)分配、數(shù)據(jù)分布模式定義和分布透明性等內(nèi)容；n第三

5、專題：分布式查詢處理第三專題：分布式查詢處理介紹如何在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中實現(xiàn)查詢操作，包括分布式查詢特點、全局查詢轉(zhuǎn)換、聯(lián)接操作和綜合性查詢等內(nèi)容；n第四專題：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論第四專題：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)理論介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心理論，包括分布式事務(wù)管理、分布式并發(fā)控制、分布式恢復(fù)、分布式數(shù)據(jù)庫完整性和安全性、分布式數(shù)據(jù)庫的目錄系統(tǒng)等內(nèi)容；n第五專題：分布式數(shù)據(jù)庫相關(guān)技術(shù)第五專題：分布式數(shù)據(jù)庫相關(guān)技術(shù)介紹分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)緊密相關(guān)的一些其他技術(shù)。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.3 學(xué)習(xí)安排n 聽課n 讀參考書n 檢索相關(guān)的研究論文n 期中作業(yè)n 學(xué)期考分

6、布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-150.4 參考書籍n 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理（第二版），清華大學(xué)出版社（外文影印版）n 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用，科學(xué)出版社， 邵佩英 n 分布式數(shù)據(jù)庫，科學(xué)出版社，鄭振楣 于戈 郭敏n 分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)，國防工業(yè)出版社，賈焰 等n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論，高等教育出版社，薩師煊 王珊n 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)教程，高等教育出版社，施伯樂等n 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)，科學(xué)出版社，周龍驤等n 分布式系統(tǒng)設(shè)計，機(jī)械工業(yè)出版社，高傳善等譯n 多層分布式數(shù)據(jù)庫實戰(zhàn)，清華大學(xué)出版社，王濤n 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15第1章 分

7、布式數(shù)據(jù)庫基本知識1.1 1.1 什么是分布式數(shù)據(jù)庫什么是分布式數(shù)據(jù)庫1.2 1.2 分布式數(shù)據(jù)庫的分類分布式數(shù)據(jù)庫的分類1.3 1.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點分布式數(shù)據(jù)庫的特點1.4 1.4 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的問題分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的問題分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.1 什么是分布式數(shù)據(jù)庫（1）分布式數(shù)據(jù)庫）分布式數(shù)據(jù)庫（2）分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（3）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.1 什么是分布式數(shù)據(jù)庫（1）分布式數(shù)據(jù)庫）分布式數(shù)據(jù)庫 n 分布式數(shù)據(jù)庫是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各

8、場地（Site）或節(jié)點（Node）上的數(shù)據(jù)庫的邏輯集合。邏輯上它們屬于同一系統(tǒng)，而物理上它們分散在用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的多個節(jié)點場地，并統(tǒng)一由一個分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理n 分布式數(shù)據(jù)庫是一組數(shù)據(jù)集n 針對全體用戶的數(shù)據(jù)庫稱全局?jǐn)?shù)據(jù)庫n 各節(jié)點場地的數(shù)據(jù)庫稱局部數(shù)據(jù)庫 結(jié)論結(jié)論：分布式數(shù)據(jù)庫是虛擬的、邏輯的，只有局部數(shù)據(jù)庫才是物理的數(shù)據(jù)庫。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.1 什么是分布式數(shù)據(jù)庫（2）分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)）分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) n 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一組軟件n 負(fù)責(zé)管理分布環(huán)境下邏輯集成數(shù)據(jù)的存取、一致性、有效性、完整性等n

9、 由于分布性，在管理機(jī)制上必須具有計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議上的分布管理特性n 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)比集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)更加復(fù)雜n 可能由于各個局部數(shù)據(jù)庫有不同的模型，涉及模型轉(zhuǎn)換分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.1 什么是分布式數(shù)據(jù)庫（3）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是為地理上分散、而管理上又需要不同程度集中管理的企、事業(yè)單位提供數(shù)據(jù)管理的信息系統(tǒng)。DB1服務(wù)器1網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器2服務(wù)器3DB2DB3客戶客 戶客 戶分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多處理機(jī)系統(tǒng)（非多處理機(jī)系統(tǒng)（非DDBS）分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-

10、151.2 分布式數(shù)據(jù)庫的分類 目前對分布式數(shù)據(jù)庫的分類還沒有標(biāo)準(zhǔn)的定義，但有些提議也得到一定的認(rèn)同，即從局部數(shù)據(jù)庫的異同上加以劃分： 同構(gòu)異質(zhì)同構(gòu)異質(zhì) 以構(gòu)造相同、性質(zhì)不同的局部數(shù)據(jù)庫組成的分布式數(shù)據(jù)庫。所謂構(gòu)造相同，指的是構(gòu)成局部數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型；即使構(gòu)造相同，但不同公司的產(chǎn)品，其性質(zhì)不盡相同，則稱為異質(zhì)。 同構(gòu)同質(zhì)同構(gòu)同質(zhì) 異構(gòu)異構(gòu) 構(gòu)造、性質(zhì)等都不同的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（1）共享性與自治性（2）冗余的可控性（3）事務(wù)管理的分布性（4）存取效率（附）回顧數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本知識（5）數(shù)據(jù)模型（6）數(shù)據(jù)獨立性

11、分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（1）共享性和自治性）共享性和自治性共享性共享性：在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，多個場地或節(jié)點的局部數(shù)據(jù)庫在邏輯上集成為：在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，多個場地或節(jié)點的局部數(shù)據(jù)庫在邏輯上集成為一個集體，并為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有用戶使用，這種應(yīng)用稱為分布式數(shù)一個集體，并為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有用戶使用，這種應(yīng)用稱為分布式數(shù)據(jù)庫的全局應(yīng)用，其用戶為全局用戶，亦稱為共享性。據(jù)庫的全局應(yīng)用，其用戶為全局用戶，亦稱為共享性。自治性自治性：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還允許用戶只使用本地的局部數(shù)據(jù)庫，這種應(yīng)用為局：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)還允許用戶只使

12、用本地的局部數(shù)據(jù)庫，這種應(yīng)用為局部應(yīng)用，其用戶即為局部用戶，甚至局部用戶所使用的數(shù)據(jù)可以不參與到全部應(yīng)用，其用戶即為局部用戶，甚至局部用戶所使用的數(shù)據(jù)可以不參與到全局?jǐn)?shù)據(jù)庫中去。這種局部用戶獨立于全局用戶的特性即是局部數(shù)據(jù)庫的自治局?jǐn)?shù)據(jù)庫中去。這種局部用戶獨立于全局用戶的特性即是局部數(shù)據(jù)庫的自治性。性。由于自治性，對于場地來說有兩種數(shù)據(jù)，一種是參與全局?jǐn)?shù)據(jù)的局部由于自治性，對于場地來說有兩種數(shù)據(jù)，一種是參與全局?jǐn)?shù)據(jù)的局部數(shù)據(jù)，而另一種則不參與全局?jǐn)?shù)據(jù)庫但又為本地共享的場地數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)，而另一種則不參與全局?jǐn)?shù)據(jù)庫但又為本地共享的場地數(shù)據(jù)。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-

13、151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（2）冗余的可控性）冗余的可控性 集中式數(shù)據(jù)庫減少冗余集中式數(shù)據(jù)庫減少冗余 分布式數(shù)據(jù)庫適當(dāng)冗余分布式數(shù)據(jù)庫適當(dāng)冗余 節(jié)省開銷 提高系統(tǒng)可用性 提高自治性冗余不利影響冗余不利影響 增加存儲開銷 增加完整性一致性控制代價分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（3）事務(wù)管理的分布性）事務(wù)管理的分布性一個事務(wù)（全局事務(wù)）的執(zhí)行將劃分成在許多場地上執(zhí)行的子事務(wù)（局部事務(wù)），子事務(wù)的執(zhí)行結(jié)果合并而成全局事務(wù)的結(jié)果。例 某銀行對地處不同場地上的兩個帳戶轉(zhuǎn)移資金對集中式數(shù)據(jù)庫，A帳戶的資金100元轉(zhuǎn)移到B帳戶名下，事務(wù)： T A

14、,A A100,B,B B+100則保證了事務(wù)的正確性。 對分布式數(shù)據(jù)庫也是同樣的要求，但A和B不在同一場地，A和B都有多個副本。假設(shè)A在S1、S2各有一副本，B在S3、S4各有一副本，用戶請求在S5發(fā)出，即結(jié)果應(yīng)回送至S5，則分布事務(wù)T： T1,T2:A,A:A-100T3,T4:B,B:B+100T5 返回結(jié)果（或結(jié)束）消息此時T由T1,T2,T3,T4,T5組成。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（3）事務(wù)管理的分布性）事務(wù)管理的分布性分布式事務(wù)處理的復(fù)雜性：（1）由于結(jié)構(gòu)性變化，要保證分布事務(wù)的操作結(jié)果具有語義完整性和全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的

15、一致性（2）與集中式數(shù)據(jù)庫的事務(wù)管理在處理策略上有本質(zhì)上的差別：保證可行性和有效性，以及并行能力 （3）各局部子事務(wù)必須在本場地是可串行化的，同時全局事務(wù)對系統(tǒng)而言也是可串行化的 （4）分布事務(wù)的可恢復(fù)性變得復(fù)雜分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（4）存取效率）存取效率集中式數(shù)據(jù)庫集中式數(shù)據(jù)庫層次模型、網(wǎng)絡(luò)模型數(shù)據(jù)庫，過程性查詢，靠用戶程序優(yōu)化關(guān)系模型，非過程性查詢，靠查詢優(yōu)化處理部件進(jìn)行優(yōu)化分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫全局查詢被分解成等效的子查詢優(yōu)化分兩級進(jìn)行：全局優(yōu)化和局部優(yōu)化分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15（

16、附）回顧數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)基本知識模式外模式2外模式1外模式3應(yīng)用A應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E應(yīng)用B數(shù)據(jù)庫外模式/模式映象內(nèi)模式/模式映象內(nèi)模式數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)庫模式 一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式 是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)在邏輯級上的視圖 以某種數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三級模式結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)獨立性 邏輯數(shù)據(jù)獨立性（外模式模式映像） 物理數(shù)據(jù)獨立性（模式內(nèi)模式映像）1.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（5）數(shù)據(jù)模型）數(shù)據(jù)模型在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，DDB是一個邏輯的、虛擬的數(shù)據(jù)庫（被稱為全局?jǐn)?shù)據(jù)庫（GDB）和實際分布在各場地的局部數(shù)據(jù)庫（LDB）（物理的、實

17、際存儲的數(shù)據(jù)庫）這樣兩級數(shù)據(jù)庫組成。系統(tǒng)將數(shù)據(jù)庫劃分為四層：全局外層（即用戶層）、全局概念層、局部概念層和局部內(nèi)層。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.3 分布式數(shù)據(jù)庫的特點（6）數(shù)據(jù)獨立性）數(shù)據(jù)獨立性數(shù)據(jù)獨立性的基本含意數(shù)據(jù)獨立性的基本含意是應(yīng)用程序與實際的數(shù)據(jù)組織相分離，即所謂的系統(tǒng)透明性。集中式關(guān)系數(shù)據(jù)庫集中式關(guān)系數(shù)據(jù)庫邏輯數(shù)據(jù)獨立性和物理數(shù)據(jù)獨立性分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)透明性：用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)模型位置透明性：用戶不必關(guān)心數(shù)據(jù)的實際存放位置重復(fù)副本透明性：用戶不必了解有多少個副本 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-151.4

18、分布式數(shù)據(jù)庫的問題異構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的問題：不同的模型和語言 解決策略統(tǒng)一為一個公共模型和公用語言 模型轉(zhuǎn)換兩個性質(zhì)：（1）語義等價性 （2）實例的相等性實現(xiàn)技術(shù)問題 (1)全局模式的集成（沖突解決） (2)查詢處理問題（防止數(shù)據(jù)庫性能變差） (3)更新處理問題同構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的問題較少語言轉(zhuǎn)換分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15第2章 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點2.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.3 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)

19、庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點（1 1） 集中式與分布式模式結(jié)構(gòu)圖比較集中式與分布式模式結(jié)構(gòu)圖比較（2 2）四層模式結(jié)構(gòu)分析）四層模式結(jié)構(gòu)分析 全局外層、全局概念層、局部概念層、局部內(nèi)層全局外層、全局概念層、局部概念層、局部內(nèi)層 視圖 視圖 視圖 全局概念模式 分片模式 分配模式 局部概念 模式 局部概念 模式 局部概念 模式 局部內(nèi)概念 局部概念 局部概念 全局外層全局概念層局部概念層局部內(nèi)層局部內(nèi)模式局部內(nèi)模式局部內(nèi)模式全局概念模式模式外模式2外模式1外模式3應(yīng)用A應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E應(yīng)用B數(shù)據(jù)庫外模式/模式映象內(nèi)模式/模式映象內(nèi)模式

20、集集中中式式三三層層模模式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖分分布布式式四四層層模模式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖圖分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點全局外層由多個用戶視圖組成，是分布式數(shù)據(jù)庫特定的全局用戶對分布式數(shù)據(jù)庫的最高層抽象。與集中式數(shù)據(jù)庫不同，它不是從某個具體場地上的局部數(shù)據(jù)庫中抽取，而是從一個虛擬的、由各局部數(shù)據(jù)庫組成的邏輯集合中抽取。對全局用戶而言，在所有分布式數(shù)據(jù)庫的各個場地上，都可以認(rèn)為所有的數(shù)據(jù)庫都在本場地，而且他們只關(guān)心自己所使用的那部分?jǐn)?shù)據(jù)。如果是對完全透明的關(guān)系模型的分布式數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，則視圖和集中式數(shù)據(jù)庫的視圖一樣，其定義方式也基本相同，因此

21、，全局用戶在使用視圖時，不必關(guān)心數(shù)據(jù)的分片和具體的物理分配細(xì)節(jié)。若為非完全透明的分布式數(shù)據(jù)庫，則在視圖定義中，根據(jù)透明性支持的程度給出各自所需的指定條件，如所需數(shù)據(jù)的細(xì)節(jié)，物理存取的細(xì)節(jié)等。 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點全局概念層（1）是分布式數(shù)據(jù)庫的整體抽象，包含了全部數(shù)據(jù)特性和邏輯結(jié)構(gòu)。就像集中式數(shù)據(jù)庫中的概念視圖一樣，是對數(shù)據(jù)庫的全體的描述。對于全局用戶具有分布透明特性的分布式數(shù)據(jù)庫而言，它的全局概念層應(yīng)具有三種模式描述信息：（1）全局概念模式：描述分布式數(shù)據(jù)庫全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)，是分布式數(shù)據(jù)庫的全局概念視圖。與集中式

22、數(shù)據(jù)庫的概念視圖定義相似，該模式包含全局概念模式名、屬性名、每種屬性的數(shù)據(jù)類型定義和長度等。（2）分片模式：描述全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯劃分視圖。它是全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)某種條件的劃分，即成為局部的邏輯結(jié)構(gòu)，每個邏輯劃分即是一個片段。（3）分配模式：描述局部邏輯的局部物理結(jié)構(gòu)，是劃分后的片段（或分片）的物理分配視圖。它與集中式數(shù)據(jù)庫物理存儲結(jié)構(gòu)的概念不同，是全局概念層的內(nèi)容。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點全局概念層（2）分布式數(shù)據(jù)庫的定義語言，除了提供概念模式的定義語句外，還必須提供分片模式和分配模式的定義語句。從全局模式到分片模式，再

23、到分配模式，它們之間存在著映射。全局概念模式/分片模式映射：一對多映射，即一個全局概念模式有若干個分片模式與之對應(yīng)，而一個分片模式只能對應(yīng)一個全局概念模式。分片模式/分配模式映射：可以是一對多映射，也可以是一對一映射，由數(shù)據(jù)分布的冗余策略決定。當(dāng)一對多映射時，表明分片數(shù)據(jù)有多個副本存儲在不同的場地上，且同一場地一般情況下不允許有相同的副本存在。當(dāng)一對一映射時，則是非冗余的，即分片數(shù)據(jù)只有一個副本。從全局概念層觀察分布式數(shù)據(jù)庫，它定義了全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)、邏輯分布性和物理分布性，但并不涉及全局?jǐn)?shù)據(jù)在每個局部物理場地上的物理存儲細(xì)節(jié)。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152

24、.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點局部概念層是局部概念模式描述，它是全局概念模式的子集（特殊情況下可能是全集）。全局概念模式經(jīng)邏輯劃分后，被分配在各局部場地上。在分布式數(shù)據(jù)庫局部場地上，對每個全局關(guān)系有該全局關(guān)系的若干個邏輯片段的物理片段的集合，該集合是一個全局關(guān)系在某個局部場地上的物理映像，其全部則組成局部概念模式。如果兩個場地上的所有物理映像相同，則其中一個場地上的物理映像必是另一個場地的副本，因此，兩個場地的局部概念模式也必相同。當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)模型和局部數(shù)據(jù)模型不同時，則物理映像與各局部數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型之間還必須有數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-15

25、2.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點局部內(nèi)層是分布式數(shù)據(jù)庫中關(guān)于物理數(shù)據(jù)庫的描述，相當(dāng)于集中式數(shù)據(jù)庫的內(nèi)層。分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.1 分布式數(shù)據(jù)庫的模式結(jié)構(gòu)及特點分布式數(shù)據(jù)庫四層結(jié)構(gòu)及其模式定義和映射關(guān)系, 體現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)庫是一組用網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)的局部數(shù)據(jù)庫的邏輯集合。它具有如下的特點(前面已經(jīng)討論了六個特點，這里再補充四點) ：n 將全局?jǐn)?shù)據(jù)庫與局部數(shù)據(jù)庫分開將全局?jǐn)?shù)據(jù)庫與局部數(shù)據(jù)庫分開全局虛擬、獨立于局部局部概念層和局部內(nèi)層是局部數(shù)據(jù)庫用戶只需使用全局?jǐn)?shù)據(jù)庫操作語言n 把數(shù)據(jù)庫抽象成邏輯數(shù)據(jù)庫和物理數(shù)據(jù)庫把數(shù)據(jù)庫抽象成邏輯數(shù)據(jù)庫和物理數(shù)據(jù)庫全局概念層

26、是全局整體邏輯數(shù)據(jù)的抽象局部概念層是局部整體邏輯數(shù)據(jù)的抽象n 把分布透明中的分片透明和分配透明相分離把分布透明中的分片透明和分配透明相分離 n 系統(tǒng)還可提供比位置透明更低一級的透明性管理，即數(shù)據(jù)冗系統(tǒng)還可提供比位置透明更低一級的透明性管理，即數(shù)據(jù)冗余控制余控制 分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.2.1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖2.2.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)邏輯圖2.2.3 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的環(huán)境分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) GDBM SSSSS LDB L D

27、B M S G D B M S C M G D /D C om m .N etw ork C M GDBM SSSSS L D B M S LD B G D /D G D /D C M L D B M S LD B 2.2.1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖 計算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)通訊軟件 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 分布式數(shù)據(jù)庫 分布式數(shù)據(jù)庫管理者分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.2.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)邏輯圖DB1服務(wù)器1網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)器2服務(wù)器3DB2DB3客戶客 戶客 戶分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.2 分布

28、式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 2.2.3 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的環(huán)境 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的環(huán)境是一個分布式環(huán)境，即由多個計算機(jī)設(shè)備彼此用通訊設(shè)施連接成的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，并且把數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的內(nèi)容滲透到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中p 節(jié)點（node）/場地（site）p 通訊設(shè)施：包括連接節(jié)點的物理鏈路和一組通訊協(xié)議網(wǎng)絡(luò)開銷網(wǎng)絡(luò)延遲網(wǎng)絡(luò)可靠性p 網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議：ISO/OSI標(biāo)準(zhǔn)，可自行設(shè)計分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.3 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.3.1 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2.3.1.1 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的四個基本功能2.3.1.2分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)三個主要成分2.3.2 典型的DDBMS 體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3-152.3 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)2.3.1.1 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的四個基本功能分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的四個基本功能 * 應(yīng)用程序的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫操作（包括查詢和更新操作） * 支持分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)完全的或部分的透明性 * 對分布式數(shù)據(jù)庫的管理和控制具有集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能 * 支持分布事務(wù)的并發(fā)和恢復(fù)分布式數(shù)據(jù)庫 廈門大學(xué)計算機(jī)科學(xué)系 林子雨 2022-3