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

第二章分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) 主要內(nèi)容 2 1體系結(jié)構(gòu) 2 2系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2 3模式結(jié)構(gòu) 2 4功能結(jié)構(gòu) 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 2 6MDBS體系結(jié)構(gòu) 2 7字典信息的組織 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) Architecture 指按組件 組件功能以及它們的交互作用定義系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) structure 參考體系結(jié)構(gòu)的目的討論的框架標(biāo)準(zhǔn)DBMS標(biāo)準(zhǔn)化基于組件基于功能基于數(shù)據(jù)最早的是基于數(shù)據(jù)組織的ANSI SPARCArchitecture externalview conceptualview internalview 的三級模式結(jié)構(gòu) 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) DBMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 其中 AP 應(yīng)用處理器DP 數(shù)據(jù)處理器CM 通信處理器 應(yīng)用處理器 AP 用于完成分布數(shù)據(jù)處理的軟件 如 處理訪問多個場地的請求 查詢?nèi)肿值渲蟹植夹畔⒌?數(shù)據(jù)處理器 DP 負(fù)責(zé)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的軟件 類似于一個集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) DBMS 通信管理器 CM 負(fù)責(zé)為AP和DP在多個場地之間傳送命令和數(shù)據(jù) 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 b 多客戶 單服務(wù)器 c s 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 b 多客戶 單服務(wù)器 c s 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 c 多客戶 多服務(wù)器 mc ms AP AP DP DP 2 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 不同系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 d 服務(wù)器結(jié)構(gòu) 2 4組件結(jié)構(gòu) 用戶接口 語義數(shù)據(jù)控制器 全局查詢處理器 全局執(zhí)行監(jiān)控器monitor 局部查詢處理器 局部恢復(fù)管理器 存儲管理器 外模式 全局概念模式 全局日志 局部概念模式 系統(tǒng)日志 局部內(nèi)模式 數(shù)據(jù)庫 用戶 用戶請求 系統(tǒng)響應(yīng) 應(yīng)用處理器 數(shù)據(jù)處理器 2 2組件結(jié)構(gòu) 應(yīng)用處理器 AP 功能 用戶接口 檢查用戶身份 接受用戶命令 如 SQL命令 語義數(shù)據(jù)控制器 視圖管理 安全控制 語義完整性控制 全局概念模式 這些約束定義在字典中 全局查詢處理器 將用戶命令翻譯成數(shù)據(jù)庫命令 生成全局查詢的分布執(zhí)行計(jì)劃 收集局部執(zhí)行結(jié)果并返回給用戶 全局執(zhí)行監(jiān)控器 全局事務(wù)管理器 調(diào)度協(xié)調(diào)和監(jiān)視AP和DP之間的分布執(zhí)行 保證復(fù)制數(shù)據(jù)的一致性 保證全局事務(wù)的原子性 2 2組件結(jié)構(gòu) DP功能局部查詢處理 實(shí)現(xiàn)全局命令到局部命令的轉(zhuǎn)換 訪問路徑選擇器 選擇最好的路徑執(zhí)行 局部恢復(fù)管理器 維護(hù)本地?cái)?shù)據(jù)庫一致性的故障恢復(fù) 運(yùn)行支持處理器 存儲管理器 按調(diào)度命令訪問數(shù)據(jù)庫 控制數(shù)據(jù)庫緩存管理器 返回局部執(zhí)行結(jié)果 保證子事務(wù)執(zhí)行的正確性 2 3模式結(jié)構(gòu) 我國分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)草案中給定的抽象為四層的模式結(jié)構(gòu) 全局外層 全局概念層 局部概念層和局部內(nèi)層 模式與模式之間是映射關(guān)系 2 3模式結(jié)構(gòu) 全局模式 ES 全局模式定義全局用戶視圖 是分布式數(shù)據(jù)庫的全局用戶對分布式數(shù)據(jù)庫的最高層抽象 全局用戶使用視圖時 不必關(guān)心數(shù)據(jù)的分片和具體的物理分配細(xì)節(jié) 全局概念模式 GCS 全局概念模式定義全局概念視圖 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) 像集中式數(shù)據(jù)庫中的概念模式一樣 是對數(shù)據(jù)庫全體的描述 全局概念模式再經(jīng)過分片模式和分配模式映射到局部模式 分片模式是描述全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯劃分視圖 即全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)根據(jù)某種條件的劃分 將全局?jǐn)?shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)劃分為局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu) 每一個邏輯劃分成一個分片 在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中 一個關(guān)系中的一個子關(guān)系稱該關(guān)系的一個分片 分配模式是描述局部數(shù)據(jù)邏輯的局部物理結(jié)構(gòu) 即劃分后的分片的物理分配視圖 2 3模式結(jié)構(gòu) 局部概念視圖 LCS 局部概念模式定義局部概念視圖 是全局概念模式的子集 局部概念模式用于描述局部場地上的局部數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu) 當(dāng)全局?jǐn)?shù)據(jù)模型與局部數(shù)據(jù)模型不同時 還涉及數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換等內(nèi)容 局部內(nèi)模式定義局部物理視圖 是對物理數(shù)據(jù)庫的描述 類似集中數(shù)據(jù)庫的內(nèi)層 分布式數(shù)據(jù)庫的四層結(jié)構(gòu)及模式定義描述了分布式數(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 它將數(shù)據(jù)庫分為全局?jǐn)?shù)據(jù)庫和局部數(shù)據(jù)庫 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫到局部數(shù)據(jù)庫由映射 1 N 模式描述 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫是虛擬的 由全局概念層描述 局部數(shù)據(jù)庫是全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的內(nèi)層 由局部概念層和局部內(nèi)層描述 全局用戶只關(guān)心全局外層定義的數(shù)據(jù)庫用戶視圖 其內(nèi)部數(shù)據(jù)模型的轉(zhuǎn)換 場地分配節(jié)等由系統(tǒng)自動實(shí)現(xiàn) 2 4功能結(jié)構(gòu) GlobalDBAdministrator ApplicationSystemAdministrator GCSProcessor ESProcessor GD D LocalDataManager LocalDataManager LocalDBA GCSProcessor 1 LD D LocalISProcessor InternalDBConceptualTransformation Int StorageInt DBTransformation EnterpriseAdministrator 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類很多 為全面 系統(tǒng)地對分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行分類 采用分布式數(shù)據(jù)庫的三個特性 分布性 異構(gòu)性 自治性 組成的三維空間圖來描述分布式數(shù)據(jù)庫的類型 三個基本特性分布性是指系統(tǒng)的各組成單元是否位于同一場地上 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是物理上分散 邏輯上統(tǒng)一的系統(tǒng) 即具有分布性 而集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集中在一個場地上 所以不具有分布性 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 異構(gòu)性是指系統(tǒng)的各組成單元是否相同 不同為異構(gòu) 相同為同構(gòu) 異構(gòu)主要 數(shù)據(jù)異構(gòu)性 指數(shù)據(jù)在格式上 語法和語義上存在不同 數(shù)據(jù)系統(tǒng)異構(gòu)性 指各個場地上的局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是否相同 如 均采用ORACLE數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的同構(gòu)數(shù)據(jù)系統(tǒng) 或某些場地采用SYBASE數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 某些場地采用INFORMIX系統(tǒng)的異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 平臺異構(gòu)性 指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否相同 如 均為微機(jī)系統(tǒng)組成的平臺同構(gòu)系統(tǒng)或由VAX或ALPHA系統(tǒng)等異構(gòu)平臺組成的系統(tǒng) 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 自治性是指每個場地的獨(dú)立自主能力 自治性通常由設(shè)計(jì)自治性 通訊自治性和執(zhí)行自治性三方面來描述 根據(jù)系統(tǒng)的自治性 可分為集中式系統(tǒng) 聯(lián)邦式系統(tǒng) FederatedDB 和多庫系統(tǒng) MultiDB 集中式系統(tǒng)即為傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 聯(lián)邦式系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)需要交互的所有數(shù)據(jù)庫對之間的一對一連接 多庫系統(tǒng) 是指若干相關(guān)數(shù)據(jù)庫的集合 各個數(shù)據(jù)庫可以存在同一場地 也可分布多個場地 對多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行管理的軟件稱多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 多數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是對一組自治的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理 并提供透明訪問 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布圖 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分布圖如下所示 Multiprocessor 本書討論 不區(qū)分 較多需求 2 5分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類 DDB和MDB的不同MDB 本地?cái)?shù)據(jù)管理器 datamanager 都是完備的DBMS 具有它自己的DDL DML和TM DDB 只有一個數(shù)據(jù)管理器 和依賴于該管理器的 存在于各局部場地上組件數(shù)據(jù)管理器 component data manager 2 6MDBS體系結(jié)構(gòu) 具有全局概念模式的模型 沒有全局概念模式的模型 2 6MDBS體系結(jié)構(gòu) MDBS的組件結(jié)構(gòu) 2 6MDBS體系結(jié)構(gòu) 2 7字典信息的組織 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中采用數(shù)據(jù)字典存儲數(shù)據(jù)庫定義 管理等信息 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中字典信息分全局字典和局部字典 其的組織分兩種方式 集中式字典和分布式字典 集中式字典是系統(tǒng)中的字典信息集中存儲在某個場地存放 進(jìn)行統(tǒng)一管理 對集中式字典維護(hù)方便 但會成為系統(tǒng)