高级数据库技术分布式数据库系统设计ppt课件.ppt

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1、分布式数据库系统设计概述分布式数据库设计过程数据库分片设计数据库的片段位置分配设计第8章分布式数据库系统设计1D-DBS创建方法组合法（集成法）：利用计算机网络和数据库系统构造一个分布式协调管理系统。重构法：根据系统的实现环境和用户要求，按照DDBS的设计思想和方法，从设计起（包括各站点上的数据库系统），重新建立一个DDBS。§8.1D-DBS设计概述2D-DBS设计内容数据库系统设计：对于一个给定的应用环境，构造最优的数据库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储数据，满足各种用户的应用需求。集中式DB

2、S设计：数据库设计和围绕数据库而展开的应用设计。D-DBS设计：分布式数据库设计和围绕分布式数据库而展开的应用设计。§8.1D-DBS设计概述3§8.1D-DBS设计概述D-DBS设计内容数据库设计主要问题是模式和内模式设计。分布式数据库设计主要问题是数据库全局模式设计和每个站点的局部数据库设计问题，其中关键是数据库全局模式应如何划分，并映射到合适站点上。数据分片设计：研究的是全局模式分片的“逻辑准则”，而片段的位置分配设计研究的是处理数据在各站点上的“物理布局”。4§8.1D-DBS设计概述D-DBS设计的目标

3、分布式数据库的本地性或近地性：通过尽可能地使数据靠近使用该数据的应用进行分配，从而提高处理的本地性，减少通信费用。控制数据的适当冗余:分布式数据库的可用性和可靠性：多副本工作负荷分布：充分利用每个站点计算机能力和资源，提高应用并行处理能力。存储能力和费用：数据分布,考虑各站点存储空间限制5§8.1D-DBS设计概述D-DBS设计的方法(自顶向下)6§8.1D-DBS设计概述D-DBS设计的方法(自底向上)7§8.1D-DBS设计概述自下而上的设计方法是将已有的数据库系统组织起来，形成一个分布式数据库系统。开始于已

4、有的数据模式（本地模式），然后采用一个方案将这些数据描述集中从而产生全局模式产生的全局模式是一个折中方案，甚至在结果设计中不存在全局模式，因此，他们多是联邦数据库或多数据库系统8§8.1D-DBS设计概述数据集成是此方法使用的重要步骤，它是指将分布式环境中各组成数据库的数据模式集中在一起形成全局概念模式的过程，主要包括：模式的翻译，不同站点的数据库模式可能使用不同的定义语言，此过程将各个模式翻译成统一模式定义语言。模式集成，将以上翻译好的模式集成并生成全局模式9§8.2D-DBS设计过程集中式数据库设计步骤需求分

5、析概念设计逻辑设计确定存储哪些数据，建立哪些应用，常用的操作及对象有哪些等对需求分析所得到数据的更高层的抽象描述将概念模型所描述的数据映射为某个特定的DBMS模式数据ER模型ODL物理设计10分布式数据库设计步骤增加分布设计：逻辑设计和物理设计之间分布设计要求确定数据的分片和分配，分片是指把一个全局关系划分成若干逻辑片段的过程，分配是指按一定的策略将这些数据片段分配到网络中的各个结点上,这时逻辑片段就成为具体的物理片段,这就是数据片段的分配问题§8.2D-DBS设计过程11§8.2D-DBS设计过程R1R2R3R

6、4RR11R21S1(场地1)R12R22S2(场地2)R23R33R43S3(场地3)全局关系逻辑片段物理映象图全局关系R的逻辑片段与物理映射12数据库的分片设计产生一个对全局数据合适的划分方案片段作为DDB中数据的分配和存储单位能减少应用中的操作量对应用具有最大可能的本地性分片设计，是从分配的观点来看，根据具有“相同性质（如访问频率相同）”的元组或属性进行分组，每组构成一个片段。数据分片方式有：水平分片、垂直分片、导出分片和混合分片§8.3数据库的分片设计13数据分片原则假若有全局关系R被分段为子关系(片段)

7、集合F={F1,F2,…,Fn},则F满足完整性xR,FiF有xFi不相交性xFi,Fj使得xFj,ij重构性存在函数g使得R=g(F1,F2,…,Fn)§8.3数据库的分片设计14水平分片：若RF={F1,F2,…,Fn}完整性：对于每一个元组tR,FiF使得tFi不相交性：对tFi,Fj使得tFj,ij要求限定语之间互斥可重构性：操作是并R={F1,F2,…,Fn}§8.3数据库的分片设计15能够正确有效分段的谓词P必须是“完整的”和“最小的”.其判定条件若P={

8、P1,P2,…,Pn}则仅当属于同一分片中的任意两个元组一同等概率访问时,称P是完整的若P的全部谓词与应用密切相关,称P是最小的§8.3数据库的分片设计16例子EMP(E#,NAME,DEPT,JOB,SAL,TEL,…)DEPT={1,2}JOB={‘P’,‘-P’}假定，应用经常查询的内容是属于部门1且是程序员的职员。§8.3数据库的分片设计17则可能有的水平分段限定