分布式數(shù)據(jù)庫第一章--概論

1、START -分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論1 1. .分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展促使分布式數(shù)據(jù)庫的研究提上日程的因素： * 技術(shù)因素-計算機(jī)相關(guān)的各種技術(shù)飛速發(fā)展（計網(wǎng)和數(shù)字通信） 技術(shù)發(fā)展方向： * 衛(wèi)星系統(tǒng) * Internet/Intranet * 移動通信/蜂窩通信 * 局域網(wǎng)/廣域網(wǎng) * * 客觀因素-數(shù)據(jù)庫應(yīng)用需求的拓展 * 地理上分散，管理上集中的企業(yè)越來越多 * 既要實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)管理，也要存取異地的數(shù)據(jù) * 既有各部門的局部控制和分散管理，也有整個組織的全局控制和高層次的協(xié)同管理 1. 1.分布式

2、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展面對DDBS的產(chǎn)生提出一個問題- 為什么以前的DBS不能滿足當(dāng)今應(yīng)用系統(tǒng)的要求呢？ 集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)1. 1.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) *優(yōu)點：費用低，不易感染病毒 數(shù)據(jù)處理 *缺點：處理速度慢，客戶的不同需要 數(shù)據(jù)傳輸 （不做任何處理） 大型中央系統(tǒng) 客戶機(jī) 客戶機(jī) 客戶機(jī) 數(shù)據(jù)庫 ATM1. 1.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展1. 1.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的起源和發(fā)展12條規(guī)則： * 不是相互獨立，也不是同等重要，完全實現(xiàn)的難

3、度很大 * 幫助理解DDBS，幫助規(guī)劃一個DDBS的功能，區(qū)分一個真正的、普遍意義上的DDBS與一個只能提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取的系統(tǒng)一個只能提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)存取的系統(tǒng)：* 用戶可以操作遠(yuǎn)程站點上的數(shù)據(jù)，甚至可以同時操作多個遠(yuǎn)程站點上的數(shù)據(jù)，但遠(yuǎn)程與本地不是無縫連接的。如，客戶機(jī)/服務(wù)器模式，瀏覽器/Web服務(wù)器/數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層模式的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫：分布式數(shù)據(jù)庫：分布式數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)分布在由計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來的若干節(jié)點上，每個節(jié)點可以管理本地的數(shù)據(jù)應(yīng)用，也可以參與全局?jǐn)?shù)據(jù)應(yīng)用。同時這些數(shù)據(jù)在邏輯上形成一個整體，

4、由統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)進(jìn)行管理。站點：站點：被計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的每個邏輯單位是能夠獨立工作的計算機(jī)，這些計算機(jī)成為站點或節(jié)點。本地用戶本地用戶/ /應(yīng)用：應(yīng)用：一個用戶/應(yīng)用只訪問他所注冊的那個站點。全局用戶全局用戶/ /應(yīng)用：應(yīng)用：一個用戶訪問涉及兩個或兩個以上的站點中的數(shù)據(jù)。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，局部數(shù)據(jù)庫：從全局的角度和各個場地的角度全局?jǐn)?shù)據(jù)庫，局部數(shù)據(jù)庫：從全局的角度和各個場地的角度2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義： 物理上分散而邏輯上集中的系統(tǒng)，它使用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理位置分散而管理和控制有需要不同程度集中地多個邏輯單位（通常是集中式數(shù)據(jù)庫系

5、統(tǒng)）連接起來，共同組成一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。每一個站點都具有自治能力，每一個站點都至少參與一個全局應(yīng)用?？梢钥闯墒怯嬎銠C(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)包括：分布式數(shù)據(jù)庫 + 分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分分布布式式數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫系系統(tǒng)統(tǒng)的的特特點：點：* 物物理理分分布布性：性：數(shù)據(jù)不是存儲在一個站點上，而是存儲在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多個站點上。* 邏邏輯輯整整體體性：性：數(shù)據(jù)物理分布在各個站點，但邏輯上是一個整體， 它們被所有用戶（全局用戶）共享，并由一個DDBMS統(tǒng)一管理。* 站站點點自自治治性：性：各站點上的數(shù)據(jù)由本地的DBM

6、S管理，具有自治處 理能力，完成本場地的應(yīng)用（局部應(yīng)用）。2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類其其他他特特點：點：* * 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)分分布布透透明明性：性：數(shù)據(jù)的邏輯分片、數(shù)據(jù)的物理位置分布、數(shù)據(jù)的復(fù)制，對用戶透明。用戶也不必關(guān)心局部站點數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型。* * 集集中中與與自自治治相相結(jié)結(jié)合合的的控控制制機(jī)機(jī)制：制：數(shù)據(jù)共享的兩個層次-局部共享（本站點數(shù)據(jù)）、全局共享（各個站點數(shù)據(jù)）。相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)有兩個層-集中和自治。* * 存存在在適適當(dāng)當(dāng)?shù)牡臄?shù)數(shù)據(jù)據(jù)冗冗余余度：度：利用數(shù)據(jù)冗余提高系統(tǒng)可靠性、可用性和系統(tǒng)性能* * 事事務(wù)務(wù)管管理理的的分分布布性：性：一個全

7、局事務(wù)可以分解為若干個站點上的子事務(wù)來分別執(zhí)行，以并行的方式來實現(xiàn)網(wǎng)間查詢和網(wǎng)內(nèi)查詢，使執(zhí)行性能得以改進(jìn)。2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類2. 2.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的定義與分類分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分類： 按按LDBMS的的 同構(gòu)同質(zhì)型同構(gòu)同質(zhì)型DDBS（同（同DM&同同DBMS） 數(shù)據(jù)模型數(shù)據(jù)模型 同構(gòu)異質(zhì)型同構(gòu)異質(zhì)型DDBS（同（同DM&異異DBMS） 異構(gòu)型異構(gòu)型DDBS（異（異DM） 全控集中型（全控全控集中型（全控&GDD位于一個中心位于一個中心S） 按全局控制系統(tǒng)按全局控制系統(tǒng) 全控分散型（全控全控分

8、散型（全控&GDD分散各個站點）分散各個站點） 類型類型 全控可變型（根據(jù)需要，分為兩組站點）全控可變型（根據(jù)需要，分為兩組站點）3. 3.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)3.1 基于三層模式的基于三層模式的DDBS的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu) 六層模式結(jié)構(gòu)六層模式結(jié)構(gòu) 5級映像級映像 三級獨立性三級獨立性 3. 3.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)數(shù)據(jù)庫的組成：數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)目錄數(shù)據(jù)：全局?jǐn)?shù)據(jù)，局部數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)目錄：全局?jǐn)?shù)據(jù)目錄，局部數(shù)據(jù)目錄數(shù)據(jù)存儲：先數(shù)據(jù)分片，再數(shù)據(jù)分配數(shù)據(jù)分片：對全局?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯劃分。DDBS中的數(shù)據(jù)可以被分割和復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)場地的各個物理數(shù)據(jù)庫中。

9、數(shù)據(jù)存放的單位不是關(guān)系而是片段，一個片段是邏輯數(shù)據(jù)庫中某個全局關(guān)系的一部分。數(shù)據(jù)分配：根據(jù)選定的分配策略，對各個數(shù)據(jù)片段的物理存放站點進(jìn)行分配。即定義片段映像的類型。3. 3.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)全局外模式：全局應(yīng)用的用戶視圖。全局概念模式：描述全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特性。分片模式：描述全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯劃分。定義全局關(guān)系與片段之間的映像。一對多，一個全局關(guān)系可對應(yīng)多個片段。分配模式：定義各個片段的物理存放站點，定義片段映像的類型。確定分布式數(shù)據(jù)庫是冗余的還是非冗余的，以及冗余程度。如果一個片段分配在多個站點上，則此映像是一對多的，也就是冗余的，有副本。局部概念模

10、式：所有全局關(guān)系在該站點上的物理映像集合局部內(nèi)模式：關(guān)于物理數(shù)據(jù)庫的描述3. 3.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)3. 3.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)例例:全局關(guān)系全局關(guān)系R R的分片與分配情況：的分片與分配情況：R R劃分成四個邏輯片劃分成四個邏輯片R1,R2,R3,R4,R1,R2,R3,R4,并以冗余方式將這些片段分配到網(wǎng)絡(luò)的三個場地上生成了三個物理并以冗余方式將這些片段分配到網(wǎng)絡(luò)的三個場地上生成了三個物理映象：映象：S1,S2,S3S1,S2,S3。 R1在站點1和2上重復(fù)存儲： 得到映像R11,R12 R2在站點1,2,3上重復(fù)存儲： 得

11、到映像R21，R22，R23 R3在站點3得到映像R33 R4在站點3得到映像R34 是否存在 副本 3. 3.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)三級獨立性三級獨立性* 映象1和映象5是類似于集中式數(shù)據(jù)庫的邏輯獨立性和物理獨立性。* 分布獨立（透明）性：位于中間三個級別的映象體現(xiàn)的獨立性分別稱為分片透明性、位置透明性和局部透明性。這三個透明性合起來統(tǒng)稱為“分布透明性”。使用戶或應(yīng)用程序不必關(guān)心數(shù)據(jù)的邏輯分片，不必關(guān)心數(shù)據(jù)物理位置分配的細(xì)節(jié)，也不必關(guān)心各個場地上數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型是哪種類型，可以像集中式數(shù)據(jù)庫一樣來操作物理上分布的數(shù)據(jù)庫。3. 3.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)分布式

12、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)5級級映映像像和和3級級獨獨立立3. 3.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)3.2 基于組件模式的基于組件模式的DDBS體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 應(yīng)用處理器（AP） 數(shù)據(jù)處理器（DP） 通信管理器（CM）3. 3.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)組件結(jié)構(gòu)： 4. 4.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與C/SC/S模式模式客戶機(jī)/服務(wù)器模式 :* 某些站點是客戶機(jī)站點而另一些站點是服務(wù)器站點* 所有的數(shù)據(jù)都駐留在服務(wù)器站點* 所有的應(yīng)用都在客戶機(jī)站點進(jìn)行* 應(yīng)用請求是通過客戶機(jī)請求和服務(wù)器響應(yīng)的協(xié)作方式來完成的* 一般不提供完全的位置透明性，即

13、“存在接縫” 4. 4.分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與C/SC/S模式模式* 集中式客戶機(jī)/服務(wù)器模式：只有一個服務(wù)器和一個應(yīng)用，即只有一個應(yīng)用處理器和數(shù)據(jù)處理器。* 多客戶機(jī)/單服務(wù)器模式：多個應(yīng)用處理器和一個數(shù)據(jù)處理器，減少了應(yīng)用處理器的負(fù)載，不同用戶可以在同一時間完成其所要完成的工作。* 多客戶機(jī)/多服務(wù)器模式：多個應(yīng)用處理器和多個數(shù)據(jù)處理器，提高了系統(tǒng)的吞吐率，減少了數(shù)據(jù)處理器的負(fù)載。* 服務(wù)器/服務(wù)器模式：多個應(yīng)用處理器和多個數(shù)據(jù)處理器，增加了數(shù)據(jù)處理器之間的交互，是查詢處理工作更加靈活。* 對等客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng)：C/S系統(tǒng)的最終歸宿，分布式處理的極限，網(wǎng)絡(luò)上每個站點既是服務(wù)

14、器也是客戶機(jī)。P175. 5.分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)定義：定義：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫的建立、查詢、更新、復(fù)制和維護(hù)等功能，同時還包括提供透明性，查詢優(yōu)化、協(xié)調(diào)全局事務(wù)的執(zhí)行，協(xié)調(diào)各局部DBMS共同完成全局應(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)更新同步和全局恢復(fù)等功能。與集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不同的功能：與集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)不同的功能：* 數(shù)據(jù)跟蹤：能夠通過擴(kuò)展DDBMS日志來記錄數(shù)據(jù)分布、分片和復(fù)制* 分布式查詢處理：能夠通過通信網(wǎng)絡(luò)存取遠(yuǎn)程站點的數(shù)據(jù)，以及在不同站點間傳輸請求和數(shù)據(jù)* 分布式事務(wù)管理：能夠為需要從多個站點存取數(shù)據(jù)的查詢和事務(wù)

15、設(shè)計執(zhí)行策略，將分布式數(shù)據(jù)的存取和整個數(shù)據(jù)庫完備性的維持保持同步* 復(fù)制數(shù)據(jù)的管理：能夠把數(shù)據(jù)庫從單個站點故障和新類型故障中恢復(fù)* 安全性：數(shù)據(jù)安全管理以及用戶授權(quán)/存取權(quán)限的安全管理*分布式目錄管理：包含了數(shù)據(jù)庫中有關(guān)數(shù)據(jù)的信息5. 5.分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 分布式數(shù)據(jù)庫的組成5. 5.分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DDBMS的四個基本功能模塊：* 查詢處理模塊：包括查詢分析和優(yōu)化處理兩部分。* 完整性處理模塊：負(fù)責(zé)維護(hù)數(shù)據(jù)庫的完整性和一致性，檢查完整性規(guī)則，處理多副本數(shù)據(jù)的同步更新等。與查詢處理模塊一起制定查詢處理策略。* 調(diào)度處理模塊：進(jìn)行一些局部處理和數(shù)據(jù)

16、傳輸時向有關(guān)的站點發(fā)出命令，使各站點的通信管理軟件相互配合，完成查詢并把結(jié)果傳回發(fā)出該查詢的站點。* 可靠性處理模塊：負(fù)責(zé)不斷地監(jiān)視系統(tǒng)的各個部分是否有故障出現(xiàn)，當(dāng)故障修復(fù)后，負(fù)責(zé)將該部分重新寫入系統(tǒng)，保持?jǐn)?shù)據(jù)庫一致5. 5.分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)定義:存放與分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有關(guān)的對象和各種控制信息的場所,包括： * 全局模式描述：數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)，即所有的全局關(guān)系及其屬性描述 * 分片模式描述：對全局關(guān)系的邏輯分片方法，片段定義的描述 * 分布模式描述：建立邏輯片段和物理映像之間的對應(yīng)，即定義片段的物

17、理存放站點 * 局部名映射：映射到本地站點的數(shù)據(jù)名，即把物理映像名與站點上的數(shù)據(jù)名聯(lián)系起來 * 存取方法描述：給出每一站點上可使用的存取方法，如關(guān)系數(shù)據(jù)庫中索引結(jié)構(gòu)、數(shù)目和類型 * 數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)計信息：記錄著有關(guān)數(shù)據(jù)庫的特征參數(shù)，如關(guān)系的記錄個數(shù)等 * 一致性約束：用戶存取數(shù)據(jù)的權(quán)限和權(quán)限轉(zhuǎn)移，以及數(shù)據(jù)的完整性約束 * 狀態(tài)信息：記錄站點及事物的運動狀態(tài)，為死鎖檢測和預(yù)防及恢復(fù)提供信息 * 數(shù)據(jù)表示：提供異種語言、協(xié)議或命令的格式轉(zhuǎn)換信息 * 數(shù)據(jù)命令：定義數(shù)據(jù)命令格式，是指規(guī)范化 * 系統(tǒng)描述：提供各站點的軟、硬件配置及處理能力等信息6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)

18、庫目錄系統(tǒng)的主要用途： * 設(shè)計應(yīng)用：系統(tǒng)設(shè)計人員根據(jù)目錄系統(tǒng)中提供的系統(tǒng)需求信息、站點配置信息和數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計信息來定義各級模式、導(dǎo)出數(shù)據(jù)分布、數(shù)據(jù)處理的來源和去向，以及設(shè)計評價。 * 翻譯應(yīng)用：存取映射，將用戶的數(shù)據(jù)請求按不同的透明度映射為單一的物理數(shù)據(jù)。 * 優(yōu)化處理：為產(chǎn)生一個優(yōu)化的訪問策略，需要知道數(shù)據(jù)分片、分布、存取路徑與訪問方法等提供可用信息或統(tǒng)計數(shù)據(jù)。 * 運行監(jiān)督：提供分布式事務(wù)分析、分解、處理所需要的必要信息，并為檢查各種程序存取數(shù)據(jù)的合法性、有效性和權(quán)限提供必要的信息。 * 系統(tǒng)維護(hù)：記錄和統(tǒng)計系統(tǒng)運行時的各種性能因素，為維護(hù)和調(diào)整系統(tǒng)各種參數(shù)，提高系統(tǒng)運行效率提供有關(guān)信息。

19、6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)的組織方式： * 獨立式：利用操作系統(tǒng)提供的文件管理功能來建立和維護(hù)目錄信息，這時目錄系統(tǒng)具有獨立的數(shù)據(jù)定義、裝入、查詢、修改和報告生成功能。 * 分離式：利用DBMS建立和維護(hù)目錄信息，但它的用戶界面與功能均獨立于DBMS。 * 嵌入式：DBMS與目錄一體化，即目錄系統(tǒng)作為DBMS的子集而存在，在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通常采用這種方法。 6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)目錄全局外模式目錄局部外模式目錄全局概念模式目錄局部概念模式目錄內(nèi)模式目錄局部數(shù)據(jù)庫6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫

20、目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)* 網(wǎng)絡(luò)目錄：含有運行、優(yōu)化分布式數(shù)據(jù)庫信息，包括線路的有關(guān)參數(shù)、各站點CPU的工作負(fù)載、磁盤空間占有狀態(tài)、語言配置和處理功能等* 全局外模式目錄：存取全局外模式有關(guān)信息，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、存儲位置、劃分準(zhǔn)則、數(shù)據(jù)完整性、安全性控制、數(shù)據(jù)映像及存取路徑和各站點軟硬件特征等。* 全局概念模式目錄：提供全局?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)系、公共過程等信息，以反映分布式數(shù)據(jù)庫的整體觀念，提供唯一的系統(tǒng)映像。* 局部外模式目錄與局部概念模式目錄：包含的信息僅涉及各自站點的處理對象，與其他站點無關(guān)，與集中式系統(tǒng)的目錄基本相同* 內(nèi)模式目錄：是DDBS的局部數(shù)據(jù)庫存儲描述，與集中式系統(tǒng)完全相同。目的在于合

21、理地進(jìn)行物理數(shù)據(jù)庫組織，以便提高運行效率。6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)目錄系統(tǒng)的功能模塊： * 目錄定義：描述目錄信息的邏輯結(jié)構(gòu)和模式 * 目錄裝入：負(fù)責(zé)目錄信息的裝入和存儲 * 目錄查詢：負(fù)責(zé)解釋用戶對目錄信息的查詢請求，處理各種查詢要求 * 目錄更新：用于更新目錄信息 * 目錄維護(hù)：用于在不破壞目錄模式定義的前提下，對目錄信息進(jìn)行分類、歸并、重構(gòu)與鏈接 * 報告生成：將目錄信息以文本格式輸出6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，目錄的分布方式： 1. 集中式目錄（全局系統(tǒng)目錄） (1)單一主目錄方式：系統(tǒng)將全局系統(tǒng)目錄只存放在某一個站點

22、上。缺點是系統(tǒng)過分依賴存放主目錄的站點，容易形成瓶頸。 (2)分組主目錄方式：將系統(tǒng)站點分為若干組，每一組稱為一個聚簇，在每一個聚簇中設(shè)置一個主目錄。 2.全復(fù)制式目錄：每個站點上存放一個完整的全局目錄，但目錄的更新必須傳播到每一個站點。不存在目錄查詢的通信開銷，查詢的響應(yīng)速度最高，但目錄冗余太多，目錄更新開銷大。 3.局部式目錄：每個站點只為存放在本站點的數(shù)據(jù)保留一份目錄，系統(tǒng)的整體目錄是所有這些不相交的局部目錄的集合，有利于自治，容易更新，較高的通信代價和較長的目錄查詢響應(yīng)時間6. 6.分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫目錄系統(tǒng) 4.混合式目錄 (1)集中式目錄與局部式目錄相混合 (2)全復(fù)

23、制式目錄與局部式目錄相混合 關(guān)鍵在于目錄的劃分，對查詢機(jī)率高而更新幾率低的目錄按全復(fù)制式存放，對更新幾率高而查詢幾率低的目錄則要適當(dāng)?shù)胤植嫉礁抡埱蟾叩恼军c。 5.目錄的高速緩存：當(dāng)目錄信息分布在不同站點上時，各站點常常要訪問其他站點上的目錄內(nèi)容。這種遠(yuǎn)程目錄訪問開銷很大，一些分布式系統(tǒng)中采用對非局部的目錄信息進(jìn)行周期性緩存的辦法來減少訪問遠(yuǎn)程目錄次數(shù)。 7. 7.其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)對等數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（P2P）：網(wǎng)絡(luò)中的各個計算機(jī)之間通過直接交換信息共享計算機(jī)資源和服務(wù)。每個對等計算機(jī)地位相同，可直接互連實現(xiàn)各種資源共享，不需要依賴集中式服務(wù)器的支持。P2P的主要特點：

24、* 每個節(jié)點均可貢獻(xiàn)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)資源具有豐富性、多樣性 * 可直接訪問數(shù)據(jù)源中的數(shù)據(jù)資源，即時得到最新鮮的數(shù)據(jù) * 采用自組織原則，具有健壯性 * 每個節(jié)點可隨時加入和退出，系統(tǒng)具有分散性和可擴(kuò)展性 * 通常以Web上的資源為節(jié)點，系統(tǒng)部署簡單，不需要復(fù)雜的框架部署實現(xiàn)7. 7.其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實現(xiàn)P2P需要考慮的主要問題： * P2P應(yīng)用是針對互聯(lián)網(wǎng)上眾多計算機(jī)的，所以要考慮哪些低端的不具備服務(wù)器強大聯(lián)網(wǎng)能力的普通的個人電腦 * 在P2P技術(shù)中需要關(guān)于數(shù)據(jù)描述和交換的協(xié)議 * 構(gòu)造一個合適的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能快速準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)對等點 * 數(shù)據(jù)庫的管理機(jī)制、數(shù)據(jù)庫的安全性等問

25、題7. 7.其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)P2P數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與DDBS的典型區(qū)別：* DDBS中，節(jié)點通常比較穩(wěn)定，以受控的方式加入和退出網(wǎng)絡(luò)；而在P2P系統(tǒng)中，節(jié)點隨時可以加入和離開。* DDBS中，節(jié)點通常知道一個共享的全局模式；而在P2P系統(tǒng)中，節(jié)點間通常沒有預(yù)定的全局模式。* DDBS中，可檢索到滿足查詢的全部回答；而在P2P系統(tǒng)中，可能脫機(jī)，通常不能檢索到滿足查詢的全部回答。* DDBS中，通常能夠確切的知道可回答查詢的節(jié)點的位置；而在P2P系統(tǒng)中，節(jié)點通過將查詢轉(zhuǎn)發(fā)到鄰居節(jié)點，逐步定位內(nèi)容。* DDBS中，擴(kuò)展性主要是存儲的字節(jié)數(shù)；P2P系統(tǒng)的規(guī)模指標(biāo)中參加 的主機(jī)數(shù)比

26、存儲的字節(jié)數(shù)更重要。P237. 7.其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（MDBS）：是多個已經(jīng)存在的、自治的、異構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的聯(lián)合。是在已經(jīng)存在的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之上為用戶提供一個統(tǒng)一的存取數(shù)據(jù)的環(huán)境。 全局用戶 多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)局部用戶 1局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 1局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 2局部用戶 2DB1DB27. 7.其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)其他非集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要區(qū)別：在多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中每個局部數(shù)據(jù)處理器都是一個完整的分布式數(shù)據(jù)庫，有獨立的數(shù)據(jù)庫定義語言（DDL）和數(shù)據(jù)操縱語言（DML）。多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在所有局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)之傷構(gòu)成全局系統(tǒng)管理層，提供外部用戶接口，使用戶能實現(xiàn)對異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的透明訪問。多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究的目的：解決多個成員之間數(shù)據(jù)共享和集成的問題。為了給多數(shù)據(jù)庫用戶提供透明的訪問接口，需