第十六章5.ppt

* 第十六章 分布式数据库系统 考虑计算机网络环境下的数据库系统。如果全体数据存放在某个 结点，则称该系统为集中式数据库系统。前边各章讨论的数据库 系统都属于集中式数据库系统。集中式数据库系统有一些优点， 例如人员易于管理、数据冗余较低、符合某种安全性，以及应用 程序和数据之间有较高的独立性等。但随着数据库应用的不断发 展，人们发现，在许多应用场合，如果把数据库的数据适当地分 散在若干个网络结点上，用户作局部应用时存取本地结点的数据， 作全局应用时存取多个结点的数据，这样安排更能提高系统能力 和满足需求。这种在物理上具有分布性而在逻辑上具有整体性的 数据库系统就是本章要讨论的分布式数据库系统(DDBS)。DDBS 是数据库技术和计算机网络技术相结合的产物。Oracle、Sybase、 Informix及DB2等关系数据库管理系统均具有一定的分布式数据库 管理系统(DDBMS)的功能，可用来建立DDBS. 第一节 概述 第二节 分布式数据库设计 第三节 分布式数据库查询处理 第四节 分布式数据库系统的事务处理 P 第一节 概述 一 计算机网络 计算机网络由多个计算机通过通信网络相互连接组 成。每个计算机称为一个结点。结点之间的连接方 式称为拓扑结构。下图列出了常用的拓扑结构。 A B C D A B C D A B C D E F A O C B A B C D 完全连接 部分连接 树型连接 环型连接 P1 若网络中的结点分布范围较大，例如 全国，则称之为广域网。广域网一般 由电话线、微波、卫星和光纤等通信 媒体实现连接。若结点分布范围较小， 例如大楼内，则称为局域网。局域网 一般由双绞线、同轴电缆和光纤等媒 体连接。相对于广域网，局域网的速 度较高，可靠性较好。 星型连接 接下页 二 分布式数据库和分布式数据库系统 分布式数据库(DDB)是分布在计算机网络上的多个逻辑 相关的数据集合。分布式数据库系统(DDBS)是建立在计 算机网络基础上管理DDB的数据库系统。DDB有两特点： P11 接下页 1)逻辑整体性 分布在各结点上 的数据文件具有逻辑联系和相 关结构，可通过公共界面访问。 支持多结点存取的全局应用。 2)分布性 系统中的文件分布在 多个结点上，各结点具有独立的 数据库处理能力(称为结点自治或 局部自治)。支持本结点局部应用 DDBS由多个局部数据库系统组成，每结点有其局部数据库系统。各 结点既可处理只对本结点存取的局部事务，也可参与全局事务的处 理，利用通信存取多个结点的数据。例如，由多个支行组成的银行 系统，各支行可处理本地业务，但跨支行的业务则是需要访问多个 支行数据的全局事务。 计算机 DB T T T 计算机 DB T T T 计算机 DB T T T 通 信 网 络 计算机 DB T T T 结点1 结点2 结点3 结点4 分布式数据库系统DDBS有下述五个特点： 1)网络透明性 用户不必知道分布位置就可访问数据。 2)数据冗余和冗余透明性 适当的数据冗余可降低通信开销和增加系统可靠性。但数 据一致性的维护由系统负责，用户不必知道冗余的细节。 3)数据片段透明性 关系以某种方式分割为若干个片段，分布在不同结点上。 用户无须知道分割的细节。 4)局部自治性 各结点能独立处理本地存取的局部数据库事务。 5)数据库的安全性、完整性和并行事务的可串行性 不仅要保证各个局部数据库数据的安全性和完整性， 还要保证全局数据库的安全性和完整性。此外还要保 证并发事物的可串行性。 DDBS有下述主要优点： 分布式控制：常用数据存储在本地。支持本地事务和全局事务; 增强数据共享性：本地共享和全局共享是数据共享的两个层次。 扩充性能好：容易扩充。扩充不影响原有的用户程序。 P12 接下页 现实世界 外 模 式 概 念 模 式 内模式 现实世界 外 模 式 全局概念模式GCS LCS1 LCS2 LCS3 LIS1 LIS2 LIS3 局部概念模式 局部内模式 用户视图 数据视图 (逻辑结构) 物理结构 四层模式之间有三个映射。 各层映射带来了不同的数据独立性。 三层模式间 有两个映射 三 分布式数据库的结构 集中式数据库系统的结构是三级抽象模式结构，由外模 式、概念模式和内模式组成。由于有地域映射的概念， DDBS多增加了一级抽象，即把概念模式分解为全局和 局部两级概念模式。因此DDBS的结构是四级模式结构。 逻辑映射 地域映射 物理映射 P13 集中式数据库结构 分布式数据库结构 第二节 分布式数据库设计