分布式数据库.doc

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1、分布式数据库由于分布式数据库克服了集中式数据库的许多缺点，并且自然地适应于许多单位地理上分散而逻辑上统一的组织结构，因此，20多年以来从理论到实践都得到了迅速发展，并取得了决定性成果。　　分布式数据库结构　　分布式数据库的典型定义是:分布式数据库是一个数据集合，这些数据在逻辑上属于同一个系统，但物理上却分散在计算机网络的若干站点上，并且要求网络的每个站点具有自治的处理能力，能执行本地的应用。每个站点的计算机还至少参与一个全局应用的执行。　　所谓全局应用，要求使用通讯子系统在几个站点存取数据。这个定义强调了分布式数据库的两个重要特点:分布性和逻辑相关性

2、。　　图1给出了典型的分布式数据库系统(DDBS)的物理结构。其中在不同地域的3台计算机分别控制本地数据库及各终端用户T;每台计算机及其本地数据库组成了此分布式数据库的一个站点，各站点用通讯网络连接起来，可以是局域网或广域网。图1DDBS的物理结构图　　图2给出了分布式数据库的逻辑结构。其中，DDBMS是分布式数据库管理系统，用来支持分布式数据库的建立和维护。LDBMS是局部数据库管理系统，也就是通常的集中式数据库管理系统，用来管理本站的数据。图2DDBS的逻辑结构DDBS的工作原理　　DDBMS是分布式数据库系统的核心部分，就其性质可分为匀质和异质

3、两种。若每个站点的LDBMS相同，则是匀质的;若至少有两个LDBMS不同，则是异质的。　　异质DDBMS要在不同LDBMS的不同数据模型间进行转换，因而比匀质DDBMS更复杂。一般来说，若从头开始研制一个DDBS，则选择匀质较方便，且通常都选用关系模型。这是由于关系模型易于分布管理，但若DDBS是建立在已有的若干数据库之上，则这些数据库很可能有的是基于关系模型的，有的是基于层次或网络模型的，即它们是不同质的，因此要建立异质的DDBMS。　　图3给出了分布式数据库管理系统DDBMS的工作原理的参考模型。图3DDBMS工作原理参考模型　　用户处理器根据外

4、模式和概念模式把用户命令翻译成格式更适合于机器的规范化命令，并实施完整性约束，同时它负责将规范化格式的数据转换成用户结果格式。　　数据处理器根据概念模式和内模式选择通向物理数据的最优或近乎最优的访问路径，用规范化命令翻译成物理命令，并发执行物理命令，并送回结果。它还负责将物理数据转换成规范化数据。这一部分功能通常由LDBMS完成。　　全局数据库控制和通讯系统的组成如图4所示。分解器根据分布模式负责将来自用户处理器的规范化命令翻译成一个分布执行策略，指明各数据处理器应完成的命令。分布式执行监测器负责分布策略的正确执行以及保证分布环境中事务的原子性。通讯

5、子系统负责在网络的各计算面站点问传输命令和数据。局部执行监视器负责监视执行分布策略中的本地部分。合并器把来自几个数据处理器的结果组合起来，形成最终结果。图4DDB控制和通讯系统的组成　　此参考模型支持了DDBMS的4个特性:响应时间快和费用低，结构独立性，位置独立性以及并发和重复的独立性。各站点计算机的自治程度也是分布式数据库系统的一个重要特性。它与分解器和分布执行监视器所处的位置密切相关。若分解器和分布式执行监视器处在外部模式以上，这时分布模式实际只存在于程序员的脑海之中，是一种由程序员来联系的系统。若它们处在外部模式以下概念模式以上，则是联邦式D

6、BMS。若它们处在概念模式以下内部模式以上(如图3)，则称为紧耦合的分布式DBMS。若它们在内模式以下，则是集中式DBMS的体系结构。分解器和分布式执行监视器所处的位置越往下，站点的自治能力越弱。　　DDBMS技术　　图5给出了DDB的参考体系结构。分布式数据库设计包括外模式、全局模式、分段模式、分配模式和各站点内模式的定义。图5DDB的参考体系结构　　设计应考虑到下述目标:提高处理的本地性以提高响应速度和降低处理成本;提高数据的可用性和可靠性;合理地分布工作负荷以提高并行处理的能力等。　　将关系分段的方法有水平分段(叉分简单水平分段和诱导水平分段)

7、，垂直分段和混合分段。设计分段时应该遵守完整性约束规则，重构性条件规则和不相交性条件规则。　　复制副本的方法可以提高数据的可用性和可靠性以及处理的局部性。但对副本要加以控制，使得对用户是透明的，即对用户来说好象只存在一个副本一样。一般来说，查询只需对一个副本进行;而更新则要对所有副本进行，这使得更新的算法变得复杂。　　目录管理　　分布式数据库的目录中存放了系统为保证正确而有效地访问数据而要使用的全部信息。一般应包括各级模式的描述、访问方法的描述、关于数据库的统计数据和一致性信息等。系统根据这些信息将用户查询转换为物理数据库上的查询，并进行查询优化选择

8、一条最佳的存取路径，进行事务管理，进行安全性和完整性检查等。　　目录的管理有多种方式。最基本的3种方式是:集