數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概論數(shù)據(jù)庫新技術(shù)

數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用概論數(shù)據(jù)庫新技術(shù)第一頁，共五十頁，2022年，8月28日第七章數(shù)據(jù)庫新技術(shù)數(shù)據(jù)庫新技術(shù)概述面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘第二頁，共五十頁，2022年，8月28日7.1數(shù)據(jù)庫新技術(shù)概述

1.新一代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點（1）面向?qū)ο蟮姆椒ê图夹g(shù)對數(shù)據(jù)庫發(fā)展的影響最為深遠（2）數(shù)據(jù)庫技術(shù)與多學(xué)科技術(shù)的有機結(jié)合（3）面向應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫技術(shù)的研究第三頁，共五十頁，2022年，8月28日2.第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本特征（1）第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)支持數(shù)據(jù)管理、對象管理和知識管理（2）第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須保持或繼承第二代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的技術(shù)（3）第三代數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)必須對其它系統(tǒng)開放第四頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)

7.2.1面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)（ObjectOrientedDatabaseSystem，簡稱為OODBS）是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計相結(jié)合的產(chǎn)物。

1.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要研究的問題有:對象數(shù)據(jù)模型高效的查詢語言并發(fā)的事務(wù)處理技術(shù)對象的存儲管理版本管理等第五頁，共五十頁，2022年，8月28日2.面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)的功能要求

（1）在數(shù)據(jù)模型方面，引入面向?qū)ο蟮母拍睿簩ο?、類、對象?biāo)識、封裝、繼承、多態(tài)性、類層次結(jié)構(gòu)等。（2）在數(shù)據(jù)庫管理方面，提供對持久對象、長事務(wù)的處理、并發(fā)控制、完整性約束、版本管理和模式演化等能力。（3）在數(shù)據(jù)庫界面方面，支持消息傳遞，提供計算能力完備的數(shù)據(jù)庫語言，解決數(shù)據(jù)庫語言與宿主語言的失配問題，并且數(shù)據(jù)庫語言應(yīng)具有類似SQL的非過程化的查詢功能。除此之外，面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)還要求兼顧對傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)的管理能力第六頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.2面向?qū)ο蟮幕靖拍?/p>

1．面向?qū)ο蟮暮诵母拍?/p>

（1）對象:數(shù)據(jù)庫中的每個事物都看作是一個對象，而且每個對象是惟一可標(biāo)識的。對象可以是有形的或抽象的，簡單的或復(fù)雜的。（2）對象標(biāo)識:每個對象有一個唯一的標(biāo)識，稱為對象標(biāo)識（OID）。OID是獨立于屬性值的、系統(tǒng)全局惟一的。OID用來標(biāo)識兩個不同的對象，常見的OID有以下幾種：①值標(biāo)識：用值來表示標(biāo)識。這是關(guān)系數(shù)據(jù)庫中使用的標(biāo)識形式。②名標(biāo)識：用戶提供一個名字來表示標(biāo)識。這是程序變量標(biāo)識的一種典型表示形式。程序中的每個變量被賦予一個名字，變量名可以唯一地標(biāo)識每個變量，不需要考慮變量的值。③內(nèi)標(biāo)識：標(biāo)識的概念建立在數(shù)據(jù)模型或程序設(shè)計語言中，不要求用戶給出標(biāo)識。這種形式的標(biāo)識是面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)使用的標(biāo)識形式。第七頁，共五十頁，2022年，8月28日（3）類:共享同樣屬性和方法的所有對象構(gòu)成了一個對象類（CLASS），一個對象是某一個類的實例。（4）封裝:每一個對象是其屬性與行為的封裝，其中屬性是該對象一系列屬性值的集合，行為是在對象屬性上操作的集合，操作也被稱為方法。（5）繼承:在OO模型中有兩種繼承：單繼承與多重繼承。若一個子類只能繼承一個超類的特性，這種繼承稱為單繼承；若一個子類繼承多個超類的特性，這種繼承稱為多重繼承。（6）消息:對象是封裝的，對象與外部的通信一般通過顯式的消息傳遞，即消息從外部傳送給對象，存取和調(diào)用對象中的屬性和方法，在內(nèi)部執(zhí)行所要求的操作，而操作的結(jié)果仍以消息的形式返回。第八頁，共五十頁，2022年，8月28日2．對象間的聯(lián)系（1）類層次某學(xué)校數(shù)據(jù)庫的類層次結(jié)構(gòu)圖對一個類來說，它可以有多個超類，也可以繼承類層次中其直接或間接超類的屬性和方法。超類與子類結(jié)構(gòu)在語義上具有泛化與特化的關(guān)系，也即常說的Is-a關(guān)系。第九頁，共五十頁，2022年，8月28日（2）對象包含

類之間的包含關(guān)系表現(xiàn)了事物的局部與整體關(guān)系（組合關(guān)系），即a-part-of關(guān)系。一個包含了其他對象的對象稱為復(fù)合對象。復(fù)合對象主要的三種形式。①具有共享子對象的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)②組合對象層次結(jié)構(gòu)③聚合屬性第十頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.3面向?qū)ο笤O(shè)計方法

面向?qū)ο笫且环N先進的設(shè)計方法學(xué)，也是一種認知方法學(xué)，相應(yīng)的程序設(shè)計語言主要有C++、JAVA等。面向?qū)ο笤O(shè)計就是把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上的操作算法封裝在一個對象之中。在面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計中，操作名列在封裝對象的界面上，當(dāng)其他對象要啟動它的某個操作時，以操作名發(fā)送一條消息，該對象接收消息，執(zhí)行具體的行為動作序列，完成對成員數(shù)據(jù)的加工。當(dāng)一個面向?qū)ο蟮某绦蜻\行完畢時，各對象也就達到了各自的終態(tài)。輸入、輸出也由對象自己完成。面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法所支持的封裝、繼承等特性提供了同時表示、同時管理程序和數(shù)據(jù)的統(tǒng)一框架。第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.4面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)支持面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型，是一個持久的、可共享的對象庫的存儲和管理者；而一個對象庫是由一個OO模型所定義的對象集合體。1．持久性

持久性是指一個對象在超過其生存周期后的保存，就是將臨時對象存儲到磁盤上，轉(zhuǎn)換為永久對象，使對象的存活期與創(chuàng)建它的進程無關(guān)，以解決對象的重用問題。一個標(biāo)識的持久性主要有以下幾種情況：（1）過程內(nèi)持久標(biāo)識（IntraprocedureIdentity）（2）程序內(nèi)持久標(biāo)識（IntraprogramIdentity）標(biāo)識只在一個程序或查詢的執(zhí)行中持久有效。例如，對于一個程序中全局變量的標(biāo)識，在該程序的運行中有效。（3）程序間持久標(biāo)識（InterprogramIdentity）（4）持久標(biāo)識（PersistentIdentity）

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)要求存儲永久對象。

第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日2．面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式是類的集合。面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型提供了類層次結(jié)構(gòu)。在面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式中，一組類可形成一個類層次。一個面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫可能有多個類層次。3．面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的特性（1）滯后聯(lián)編（2）對象的嵌套第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.5面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫語言

OODB語言用于描述面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式，說明并操縱類定義與對象實例。OODB語言主要包括對象定義語言（ODL）和對象操縱語言（OML），對象操縱語言中一個重要子集是對象查詢語言。

OODB語言一般應(yīng)具備下列功能:

（1）類的定義與操縱（2）操作/方法的定義（3）對象的操縱第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.6面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的模式演進

面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的模式是類的集合。模式為適應(yīng)需求變化而隨著時間變化稱為模式演進。模式演進包括建立新的類、刪除舊的類、修改類的屬性和操作等。面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫模式的修改要比關(guān)系模式的修改復(fù)雜，其主要原因有兩點：（1）模式改變頻繁。OODB應(yīng)用通常需要頻繁地改變OODB數(shù)據(jù)庫模式。（2）模式修改復(fù)雜。OO模型具有很強的建模能力和豐富的語義，包括類自身的語義、類屬性之間和類之間豐富的語義聯(lián)系，可能使模式修改操作復(fù)雜多樣。在OODB中，模式演進往往是動態(tài)的。第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日1．模式一致性模式一致性是指模式自身內(nèi)部不能出現(xiàn)矛盾和錯誤，它由模式一致性約束來刻畫。模式的演進必須要保持模式的一致性。模式一致性約束可分為:（1）惟一性約束：這一類約束條件要求名字惟一性。例如，在同一模式中所有類的名字必須惟一；類中屬性名和方法名必須惟一，包括從超類中繼承的屬性和方法。但模式的不同種類的成分可以同名，如屬性的名字和方法可以同名。（2）存在性約束：顯式引用的某些成分必須存在。例如，不能引用一個沒有在模式中定義的類。（3）子類型約束：例如，不允許有從多繼承帶來的任何沖突等。第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日2．模式演進的操作與實現(xiàn)模式演進操作主要有：（1）類集的改變，包括創(chuàng)建新的類,刪除已有類,改變已有類等等。（2）已有類的成分的改變，包括增加新的屬性或新的操作/方法，刪除已有的屬性或操作，改變已有屬性的名字或類型，改變一個操作的名稱或操作的實現(xiàn)。（3）子類/超類之間聯(lián)系的改變，包括增加一個新的超類、刪除一個已有超類。所謂轉(zhuǎn)換方法是指在OO數(shù)據(jù)庫中，已有的對象將要根據(jù)新的模式結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)新的模式。根據(jù)轉(zhuǎn)換發(fā)生的時間有以下轉(zhuǎn)換方式：①立即轉(zhuǎn)換方式。一旦模式變化立即執(zhí)行所有變換，缺點是系統(tǒng)為了執(zhí)行轉(zhuǎn)換需要消耗一些時間。②延遲轉(zhuǎn)換方式。模式變化后不是立即執(zhí)行，而是延遲到低層數(shù)據(jù)庫載入時，或者延遲到該對象被存取時才執(zhí)行變換。缺點是應(yīng)用程序存取一個對象時，要把它的結(jié)構(gòu)與其所屬類的定義比較，完成必須的修改，處理效率較低。③多模式版本方式。第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日7.2.7面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫的事務(wù)管理

1．長事務(wù)2．嵌套的事務(wù)3．合作事務(wù)

第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日7.3分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

20世紀70年代，由于計算機網(wǎng)絡(luò)通信的迅速發(fā)展，以及地理上分散的公司、團體和組織對數(shù)據(jù)庫更為廣泛應(yīng)用的需求，在集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上誕生和發(fā)展了分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DistributedDatabaseSystem，DDBS）。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩者相互滲透和有機組合的結(jié)果。經(jīng)過20多年的發(fā)展，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)已發(fā)展得相當(dāng)成熟，并產(chǎn)生了一些產(chǎn)品，如Ingres公司的Ingres/Star，IBMSanJose實驗室開發(fā)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SystemR*，Oracle公司的SQL*Star等。第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

7.3.1分布式數(shù)據(jù)庫概述1．分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的概念一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)強調(diào)數(shù)據(jù)的分布性，數(shù)據(jù)分布存儲在網(wǎng)絡(luò)的不同計算機（又稱結(jié)點或場地）上，各個場地既具有高度的自治性，同時又強調(diào)各場地系統(tǒng)之間的協(xié)作性。對使用數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的用戶來說，一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在邏輯上看就如同一個集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，用戶可以在任何一個場地執(zhí)行全局應(yīng)用和（或）局部應(yīng)用。一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的示意圖第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日2．分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的特點下面來概括一下分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的三個主要特點：（1）數(shù)據(jù)的物理分布性。。（2）數(shù)據(jù)的邏輯整體性。（3）結(jié)點的自主性。3．分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的透明性（1）位置透明性（2）復(fù)制透明性4．分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類（1）同構(gòu)同質(zhì)型DDBS。（2）同構(gòu)異質(zhì)型DDBS。（3）異構(gòu)型DDBS。第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日

7.3.2分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)1．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)

第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日2．?dāng)?shù)據(jù)分配集中式分割式復(fù)制式混合式進行數(shù)據(jù)分配時注意把握以下一些原則：盡量把本地需要的數(shù)據(jù)存儲在本地，減少遠程通信操作的開銷；保證數(shù)據(jù)的可用性和系統(tǒng)的可靠性；盡量平衡各個場地的負載，提高整個系統(tǒng)的并行處理能力等第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日7.3.3分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

1．分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的組成LDBMS（LocalDBMS）：即局部場地上的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其功能是建立和管理局部數(shù)據(jù)庫，提供場地自治能力，執(zhí)行局部應(yīng)用及全局查詢的子查詢。GDBMS（GlobalDBMS）：即全局數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，主要功能是提供分布透明性，協(xié)調(diào)全局事務(wù)的執(zhí)行，協(xié)調(diào)各局部DBMS以完成全局應(yīng)用，保證數(shù)據(jù)庫的全局一致性，執(zhí)行并發(fā)控制，實現(xiàn)更新同步，提供全局恢復(fù)功能等。全局數(shù)據(jù)字典（GlobalDataDirectory，簡稱GDD）：用來存放全局概念模式、分片模式、分布模式的定義以及各模式之間映像的定義，存放用戶存取權(quán)限的定義，以保證全部用戶的合法權(quán)限和數(shù)據(jù)庫的安全性；另外,還存放數(shù)據(jù)完整性約束條件的定義，其功能與集中式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)字典類似。通信管理（CommunicationManagement，簡稱CM）：負責(zé)在分布式數(shù)據(jù)庫的各場地之間傳送消息和數(shù)據(jù)，完成通信功能。第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日2．分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的分類其按全局控制方式可以分為以下3種:（1）全局控制集中的DDBMS（2）全局控制分散的DDBMS（3）全局控制部分分散的DDBMS按局部DBMS的類型分類它區(qū)分不同DDBMS的一個重要特性是：局部DBMS是同構(gòu)的還是異構(gòu)的。同構(gòu)和異構(gòu)的級別可以有三級：硬件、操作系統(tǒng)和局部DBMS。

第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日7.3.4分布式數(shù)據(jù)庫查詢處理和優(yōu)化

1．查詢優(yōu)化的意義2．查詢優(yōu)化要做的工作（1）全局查詢分解（2）確定操作執(zhí)行的次序（3）確定執(zhí)行操作的方法

3．分布式查詢處理的層次結(jié)構(gòu)分布式查詢處理的層次模式

第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日7.3.5分布事務(wù)管理

1．分布事務(wù)的恢復(fù)為了執(zhí)行分布事務(wù)，通常在每個場地上都設(shè)立一個局部事務(wù)管理器，用來管理局部子事務(wù)的執(zhí)行，保證子事務(wù)的完整性。同時，這些局部管理器之間還必須相互協(xié)調(diào)，保證所有場地對它們所處理的子事務(wù)采取同樣的策略：要么都提交，要么都回滾。為了保證這一策略，最常用的技術(shù)是兩段提交協(xié)議（簡稱2PC）。兩段提交協(xié)議把一個分布事務(wù)的事務(wù)管理分為兩類：協(xié)調(diào)者，所有其他的是參與者。只有協(xié)調(diào)者才有掌握提交或撤消事務(wù)的決定權(quán)，而所有參與者各自負責(zé)在其本地數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行寫操作，并向協(xié)調(diào)者提出撤消或提交子事務(wù)的意向。第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日兩段提交協(xié)議的內(nèi)容如下：（1）第一階段：開始時，協(xié)調(diào)者在它的日志中寫入一條開始提交的記錄，再向所有參與者發(fā)出“準(zhǔn)備提交”信息，并進入等待狀態(tài)。當(dāng)參與者收到“準(zhǔn)備”消息后，它檢查是否能夠提交本地事務(wù)。如果某個參與者準(zhǔn)備提交，就在日志中寫入一條就緒記錄，并向協(xié)調(diào)者發(fā)送“建議提交”信息，然后進入就緒狀態(tài)；否則，參與者寫入撤消記錄，并向協(xié)調(diào)者發(fā)送“撤銷”信息。如果在規(guī)定時間內(nèi)協(xié)調(diào)者收到了所有參與者“建議提交”的信息，則將做出提交的決定，否則將做出撤銷的決定。（2）第二階段：協(xié)調(diào)者將有關(guān)決定的信息先寫入日志，然后把這個決定發(fā)送給所有的參與者。所有參與者收到命令之后，首先往日志中寫入“收到提交(或撤銷)”決定的信息，并向協(xié)調(diào)者發(fā)送“應(yīng)答”消息，最后執(zhí)行有關(guān)決定。協(xié)調(diào)者收到所有參與者的應(yīng)答消息后，一個事務(wù)的執(zhí)行到此結(jié)束，有關(guān)日志信息可以脫機保存。第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日2．并發(fā)控制在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，并發(fā)控制也可采用封鎖技術(shù)，不過與集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)要支持多副本以及因事務(wù)的分布執(zhí)行其封鎖的方法可能會引起全局死鎖這兩個原因，使得并發(fā)控制更為復(fù)雜。為了解決多副本問題，分布事務(wù)管理就要把“事務(wù)Tl對d的X封鎖”這件事讓d副本所在場地上的事務(wù)管理器都知道，一個簡單的方法是向這些場地的事務(wù)管理器發(fā)出局部封鎖請求，這個辦法是有效的；但封鎖的冗余度很大，局部封鎖的數(shù)目和副本數(shù)相同。第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日

為了減少系統(tǒng)開銷，處理多副本的封鎖可采取如下幾種方法：（1）對寫操作，要申請對所有副本的X鎖。對于讀操作，只要申請對某個副本的S鎖。（2）無論是寫操作，還是讀操作都要對多數(shù)（大于半數(shù)）副本申請X鎖或S鎖。（3）規(guī)定某個場地上的副本為主副本，所有的讀寫操作均申請對主副本的封鎖。第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日7.4并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是新一代高性能的數(shù)據(jù)庫技術(shù)和并行計算機技術(shù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，主要致力于開發(fā)數(shù)據(jù)操作的時間并行性和空間并行性，基于對象模型的并行數(shù)據(jù)庫也是一個重要的研究方向。

一個并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)該實現(xiàn)如下目標(biāo)：（1）高性能：并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)通過將數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)與并行處理技術(shù)有機結(jié)合，發(fā)揮多處理機結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，從而提供比相應(yīng)的大型機系統(tǒng)要高得多的性能價格比和可用性。（2）高可用性：并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可通過數(shù)據(jù)復(fù)制來增強數(shù)據(jù)庫的可用性。（3）可擴充性：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的可擴充性指系統(tǒng)通過增加處理和存儲能力而平滑地擴展性能的能力。第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日7.4.1并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

1．共享內(nèi)存型（SM結(jié)構(gòu)）2．共享磁盤型（SD結(jié)構(gòu)）3．無共享型（SharedNothing）4．混合型結(jié)構(gòu)并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日7.4.2并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)并行處理技術(shù)簡介

1．并行處理的基本概念（1）并行執(zhí)行計劃在并行處理環(huán)境中的執(zhí)行計劃稱為并行執(zhí)行計劃（ParallelPlan，簡稱PP）。它對應(yīng)于傳統(tǒng)的順序執(zhí)行計劃（SequentialPlan，簡稱SP）。（2）并行化方案如果一個查詢Q的某個并行執(zhí)行計劃PP與Q的一個順序執(zhí)行計劃SP對應(yīng)于相同的操作樹，則稱PP為SP的一個并行化方案。（3）并行化由順序執(zhí)行計劃SP得到某個并行執(zhí)行計劃PP的過程稱為并行化。（4）并行粒度執(zhí)行的并行程度稱為并行粒度。一般來講，并行粒度越細，并行化程度就越高，實現(xiàn)起來就越復(fù)雜。并行數(shù)據(jù)庫通過開發(fā)事務(wù)間、查詢間、操作間以及操作內(nèi)四個不同粒度的并行性來滿足數(shù)據(jù)庫應(yīng)用環(huán)境中對事務(wù)吞吐量和響應(yīng)時間的要求。第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日2．并行粒度（1）事務(wù)間并行（2）查詢內(nèi)并行（3）操作內(nèi)并行（4）操作間并行流水線并行獨立并行3．并行化形式并行化形式

第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日4．并行操作算法并行連接算法并行掃描算法并行排序算法

5.并行數(shù)據(jù)庫的物理組織并行數(shù)據(jù)庫的物理組織的核心問題是如何在多個處理結(jié)點之間分布每個數(shù)據(jù)庫關(guān)系，使查詢處理時間最小化。（1）并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)劃分（2）并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)復(fù)制（3）并行數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)重組第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日7.5數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫的急劇增長，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的規(guī)模、范圍和深度不斷擴大。一般的事務(wù)處理已不能滿足應(yīng)用的需求，企業(yè)需要能充分利用已有的數(shù)據(jù)資源，獲得有價值的信息，挖掘企業(yè)的競爭優(yōu)勢，提高企業(yè)運作效率和指導(dǎo)企業(yè)決策。數(shù)據(jù)倉庫（DataWarehouse，簡稱DW）技術(shù)的興起滿足了這一要求。

數(shù)據(jù)倉庫是在數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它通常包括三個部分：數(shù)據(jù)庫技術(shù)、聯(lián)機分析處理技術(shù)（OnlineAnalyticalProcessing，簡稱OLAP）及數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（DataMining，簡稱DM），它們之間具有極強的互補關(guān)系。第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日7.5.1數(shù)據(jù)倉庫概念與結(jié)構(gòu)

1．?dāng)?shù)據(jù)倉庫概念

WilliamH.Inmonn在《建立數(shù)據(jù)倉庫》（BuildingtheDataWarehouse）一書中對數(shù)據(jù)倉庫作了如下定義：“數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的、集成的、穩(wěn)定的、隨時間變化的數(shù)據(jù)集合，用以支持經(jīng)營管理中的決策分析過程?！彼€對數(shù)據(jù)倉庫作了進一步的描述：數(shù)據(jù)倉庫提供集成化的和歷史化的數(shù)據(jù)；它集成種類不同的應(yīng)用系統(tǒng)，并從事物發(fā)展和歷史的角度來組織和存儲數(shù)據(jù)，以供信息化和分析處理之用。數(shù)據(jù)倉庫有以下幾個特征：（1）數(shù)據(jù)倉庫是面向主題的。（2）數(shù)據(jù)倉庫是集成的。（3）數(shù)據(jù)倉庫是穩(wěn)定的。（4）數(shù)據(jù)倉庫是隨時間變化的。第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日2．?dāng)?shù)據(jù)倉庫的結(jié)構(gòu)（1）數(shù)據(jù)倉庫的體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)倉庫系統(tǒng)的基本體系結(jié)構(gòu)第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日（2）數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)倉庫中數(shù)據(jù)的層次結(jié)構(gòu)

第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日3．?dāng)?shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)組織（1）數(shù)據(jù)倉庫的概念模型

數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)概念模型是多維數(shù)據(jù)模型，它直接影響到前端工具、數(shù)據(jù)存儲的設(shè)計和OLAP的查詢引擎。在多維數(shù)據(jù)模型中，一部分數(shù)據(jù)是數(shù)字測量值，它們是依賴于一組“維”的，這些維提供了測量值的關(guān)聯(lián)關(guān)系。多維數(shù)據(jù)模型就是把測量的值放在這樣一些有層次的維構(gòu)成的多維空間中。（2）數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)組織虛擬存儲方式

基于關(guān)系表的存儲方式星型模型雪花模型星網(wǎng)模型

多維數(shù)據(jù)庫組織存儲方式第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日星型模型

第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日

雪花模型第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日7.5.2數(shù)據(jù)倉庫設(shè)計和實現(xiàn)

1．?dāng)?shù)據(jù)倉庫設(shè)計自頂向下模式：對分散在企業(yè)各處的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)集成建立全局性的數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)集市中的數(shù)據(jù)是為某部門DSS應(yīng)用而從數(shù)據(jù)倉庫中抽取的。數(shù)據(jù)集市中的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)倉庫數(shù)據(jù)的一個子集。數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)倉庫流向數(shù)據(jù)集市。自底向上模式：從建立各部門或特定商業(yè)問題的數(shù)據(jù)集市開始，全局性數(shù)據(jù)倉庫建立在數(shù)據(jù)集市的基礎(chǔ)上。即數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)集市流向數(shù)據(jù)倉庫。特點是投資少、見效快。平行開發(fā)模式：在一個全局性數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)模型的指導(dǎo)下，數(shù)據(jù)集市和全局性數(shù)據(jù)倉庫的建立同時進行。第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日2．?dāng)?shù)據(jù)倉庫的實現(xiàn)（1）數(shù)據(jù)倉庫的設(shè)計與建模（2）數(shù)據(jù)集成（3）數(shù)據(jù)的存儲與管理（4）數(shù)據(jù)分析與展現(xiàn)第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日7.5.3聯(lián)機分析處理（OLAP）

1．聯(lián)機分析處理的概念聯(lián)機分析處理是針對特定問題的聯(lián)機數(shù)據(jù)訪問和分析的軟件技術(shù)。它使分析人員、經(jīng)理、管理人員通過對信息（這些信息從原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換而來，反映了用戶所能理解的企業(yè)的真實的“維”）的多種可能的觀察角度進行快速、一致和交互性的存取以獲得對信息的深入理解。2．多維數(shù)