第四章 分布透明性

1、第四章 分布透明性的級(jí)別 所謂分布透明性級(jí)別就是應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)分布相關(guān)程度的一種度量，很類似于集中式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)獨(dú)立性，數(shù)據(jù)分布透明性分為四個(gè)級(jí)別。首先通過(guò)例子考慮什么是分段及分段種類。4.1 數(shù)據(jù)分段及分段種類設(shè)有如下關(guān)系數(shù)據(jù)模型：S (學(xué)號(hào),姓名,年令,性別,系號(hào)，獎(jiǎng)學(xué)金, 班長(zhǎng)學(xué)號(hào)，民族)D（系號(hào)，系名，系主任）C(課號(hào),課名,學(xué)時(shí),任課教師)SC(學(xué)號(hào), 課號(hào),成績(jī)) （1）水平分段-通過(guò)選擇運(yùn)算實(shí)現(xiàn)例：把表S分為2個(gè)段，男、女各一段選擇的條件稱為限定語(yǔ)，用q表示S1=SL性別=男SS2=SL性別=女S（2） 垂直分段-通過(guò)投影運(yùn)算實(shí)現(xiàn)例：根據(jù)學(xué)習(xí)與生活的不同用途把S按屬性分為2個(gè)段

2、。 S3=PJ學(xué)號(hào)，姓名，系名，班長(zhǎng)學(xué)號(hào)S S4=PJ學(xué)號(hào)，性別，獎(jiǎng)學(xué)金，民族S注意：學(xué)號(hào)必須重復(fù),用于結(jié)合還原（3） 導(dǎo)出式水平分段-通過(guò)半結(jié)合運(yùn)算實(shí)現(xiàn)例：把成績(jī)表SC按男、女分為2個(gè)段 SC1=SC NSJ S1 (男) SC2=SC NSJ S2 (女)（4） 混合式分段（含水平和垂直）例：把S分成4段，男、女及學(xué)習(xí)與生活信息分開(kāi)S11=PJ學(xué)號(hào)，姓名，系別，班長(zhǎng)學(xué)號(hào)SL性別=男SS12=PJ學(xué)號(hào)，姓名，系別，班長(zhǎng)學(xué)號(hào)SL性別=女SS21=PJ學(xué)號(hào)，性別,獎(jiǎng)學(xué)金，民族SL性別=男S S22=PJ學(xué)號(hào)，性別,獎(jiǎng)學(xué)金，民族SL性別=女S 分段原則與分段透明性級(jí)別分段原則：（1）數(shù)據(jù)完整性（不

3、丟數(shù)據(jù)），任一數(shù)據(jù)必屬某段。（2）可重構(gòu)性 水平分段、或?qū)С鏊椒侄斡煤喜⑦\(yùn)算重構(gòu)， 垂直分段用結(jié)合運(yùn)算重構(gòu)混合分段用合并和結(jié)合運(yùn)算重構(gòu)（3）不相交性水平分段、或?qū)С鏊椒侄尉鶠閯澐?，即任意一個(gè)元組只屬某一個(gè)段。分段透明性級(jí)別：(1) 分段透明應(yīng)用程序與段無(wú)關(guān)（與集中數(shù)據(jù)庫(kù)相同）(2) 位置透明應(yīng)用程序與段有關(guān)，但與段所在位置無(wú)關(guān)(3) 本地映射透明應(yīng)用程序與段及段所在位置都有關(guān)，但與本地的DBMS無(wú)關(guān)(4) 無(wú)透明性應(yīng)用程序與段、段的位置、本地DBMS都有關(guān) 只讀應(yīng)用的分布透明性 (1) 最簡(jiǎn)單的讀應(yīng)用（單表讀）例子:設(shè)有全局據(jù)庫(kù)模型：EMP(EMPNUM,NAME,SAL,TAX,MGRN

4、UM,DEPTNUM) DEPT(DEPTNUM, NAME, AREA, MGRNUM)SUPPLIER(SNUM, NAME, CITY)SUPPLY(SNUM, PNUM, DEPTNUM, QUAN)分段模式：EMP1=SLDEPTNUM<=10PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)EMP2=SL10<DEPTNUM<=20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)EMP3=SLDEPTNUM>20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP) EMP4=PJEMPNUM,NAME,SAL,

5、TAX(EMP)DEPT1=SLDEPTNUM<=10(DEPT)DEPT2=SL10<DEPTNUM<=20(DEPT)DEPT3=SLDEPTNUM>20(DEPT) SUPPLIER1=SLCITY=SF(SUPPLIER)SUPPLIER2=SLCITY=LA(SUPPLIER)SUPPLY1=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER2也可寫成：SUPPLY1=SUPPLY NSJ SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY NSJ SUPPLIER2例子：Q1：任意給

6、一個(gè)供應(yīng)商號(hào)，求供應(yīng)商名。 （1）系統(tǒng)具有分段透明性 Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER where SNUM = $SNUM； Write(terminal, $NAME)；SUPPLIER1 DDBNS 站點(diǎn)1SUPPLIER2 DDBMS 站點(diǎn)2SUPPLIER2 站點(diǎn)3 （a） 分段透明性（級(jí)別1）查詢Q1：任意給一個(gè)供應(yīng)商號(hào)，求供應(yīng)商名。 （2）系統(tǒng)具有位置透明性：Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER1 where SNUM

7、 = $SNUM；if not # FOUND then select NAME into $NAME from SUPPLIER2 where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);SUPPLIER1 DDBNS 站點(diǎn)1SUPPLIER2 DDBMS 站點(diǎn)2SUPPLIER2 或 站點(diǎn)3 （b） 位置透明性（級(jí)別2）（3）系統(tǒng)具有本地映射透明性：（加站點(diǎn)）Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER1 AT SITE1 where SNUM = $SNUM；if not # FOUND

8、then select NAME into $NAME from SUPPLIER2 AT SITE3 where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);SUPPLIER1 DDBNS 站點(diǎn)1SUPPLIER2 DDBMS 站點(diǎn)2SUPPLIER2 站點(diǎn)3 （c） 本地映射透明性（級(jí)別3）圖4.1 分布透明性不同級(jí)別下的只讀應(yīng)用 SUPINQUIRY（4）無(wú)透明性（2）較復(fù)雜的讀應(yīng)用（多表讀）查詢Q2：任意給一個(gè)零件號(hào)，求供應(yīng)商名。設(shè)分配模式為：SUPPLIER1 為站點(diǎn)1 SUPPLY1 為站點(diǎn)3 SUPPLIER2 為站點(diǎn)2 SUPPLY2 為站點(diǎn)4（1）

9、系統(tǒng)具有分段透明性 Read(terminal，$PNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER，SUPPLYwhere SUPPLIER . SNUM = SUPPLY.SNUM and SUPPLY.PNUM=$PNUM; Write(terminal, $NAME); （a） 分段透明性（級(jí)別1）查詢Q2：任意給一個(gè)零件號(hào)，求供應(yīng)商名。 設(shè)分配模式為：SUPPLIER1 為站點(diǎn)1 SUPPLY1 為站點(diǎn)3 SUPPLIER2 為站點(diǎn)2 SUPPLY2 為站點(diǎn)4（2）系統(tǒng)具有位置透明性Read(terminal，$PNUM)； select NAME

10、 into $NAME from SUPPLIER1，SUPPLY1where SUPPLIER1 . SNUM = SUPPLY1.SNUM； and SUPPLY1.PNUM=$PNUM;if not # FOUND thenselect NAME into $NAME from SUPPLIER2，SUPPLY2where SUPPLIER2 . SNUM = SUPPLY2.SNUM； and SUPPLY2.PNUM=$PNUM; Write(terminal, $NAME); （b） 位置透明性（級(jí)別2）思考：SUPPLIER 與 SUPPLY 都有更多的段？SUPPLIER1 與

11、 SUPPLY2 或SUPPLIER1 與 SUPPLY2 的結(jié)合不為空呢？查詢Q2：任意給一個(gè)零件號(hào)，求供應(yīng)商名。并設(shè)分配模式為：SUPPLIER1 為站點(diǎn)1 SUPPLY1 為站點(diǎn)3 SUPPLIER2 為站點(diǎn)2 SUPPLY2 為站點(diǎn)4（3）系統(tǒng)具有本地映射透明性Read(terminal，$PNUM)； select SNUM into $SNUM from SUPPLY1 at site3where PNUM = $PNUM;if # FOUND thenbegin send $SNUM from site3 to site1；select NAME into $NAMEfrom S

12、UPPLIER1 at site1 （程序員很聰明）where SNUM = $SNUMendelse beginselect SNUM into $SNUMfrom SUPPLIER2 at site4where PNUM = $PNUM；send $SNUM from site4 to site2；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2 at site2where SNUM = $SNUM endWrite(terminal, $NAME);（d） 本地映射透明性（級(jí)別3） 分布透明性不同級(jí)別下的只讀應(yīng)用 SUPOFPART4.4 更新應(yīng)用的分布透明性設(shè)有

13、全局?jǐn)?shù)據(jù)模型：S(學(xué)號(hào),姓名,年令,性別,系號(hào)，獎(jiǎng)學(xué)金,民族)C(課號(hào),課名,學(xué)時(shí),任課教師)SC(學(xué)號(hào), 課號(hào),成績(jī)) D(系號(hào)，系名，系主任)分段與分配模式為：S1=SL系號(hào)=2S 站點(diǎn)1S2=SL系號(hào)=5S 站點(diǎn)2S3=SL系號(hào)¹2 AND 系號(hào)¹5S 站點(diǎn)3SC1 = SC NSJ S1 站點(diǎn)1SC2 = SC NSJ S2 站點(diǎn)2SC3 = SC NSJ S3 站點(diǎn)3模式C與D不分段，且重復(fù)地存放在2個(gè)站點(diǎn)上。請(qǐng)分別在分段透明、位置透明、本地映射透明下完成：（1）把100號(hào)學(xué)生的獎(jiǎng)學(xué)金增加50元。（2）把6號(hào)與2號(hào)系學(xué)生的獎(jiǎng)學(xué)金都加50元。（3）學(xué)號(hào)為100的學(xué)生

14、由2號(hào)系調(diào)入5號(hào)系的程序。的程序。分段透明：UPDATE SSET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；位置透明：SELECT * FROM S1 WHERE 學(xué)號(hào)=100； IF # FOUND THEN UPDATE S1SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；ELSE BEGIN SELECT * FROM S2 WHERE 學(xué)號(hào)=100； IF # FOUND THENUPDATE S2SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100； ELSEUPDATE S3SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；END；本地映射透明：SELECT * F

15、ROM S1 AT SITE1 WHERE 學(xué)號(hào)=100；IF # FOUND THEN UPDATE S1 AT SITE1SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；ELSE BEGIN SELECT * FROM S2 AT SITE2 WHERE 學(xué)號(hào)=100； IF # FOUND THENUPDATE S2 AT SITE2SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；ELSEUPDATE S3 AT SITE3SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 學(xué)號(hào)=100；END；（2）把6號(hào)與2號(hào)系學(xué)生的獎(jiǎng)學(xué)金都加50元。分段透明：UPDATE SSET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金

16、+50WHERE 系號(hào)=2 OR系號(hào)=6；位置透明：UPDATE S2SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50；UPDATE S3SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 系號(hào)=6；本地映射透明：UPDATE S2 AT SITE2SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50；UPDATE S3 AT SITE3SET 獎(jiǎng)學(xué)金=獎(jiǎng)學(xué)金+50WHERE 系號(hào)=6；（3）學(xué)號(hào)為100的學(xué)生由2號(hào)系調(diào)入5號(hào)系的程序。分段透明：UPDATE SSET 系號(hào)=5WHERE 學(xué)號(hào)=100；位置透明：SELECT 姓名,年令,性別,獎(jiǎng)學(xué)金,班長(zhǎng)學(xué)號(hào)，民族INTO 姓名，年令，性別, 獎(jiǎng)學(xué)金, 民族FROM S1WHERE 學(xué)號(hào)=100；

17、SELECT 學(xué)號(hào), 課號(hào),成績(jī) INTO SC（學(xué)號(hào), 課號(hào),成績(jī)）FROM SC1WHERE 學(xué)號(hào)=100； DELETE SC1 WHERE 學(xué)號(hào)=100；（先刪SC1，因?yàn)閷W(xué)號(hào)在該表中為外鍵）DELETE S1 WHERE 學(xué)號(hào)=100；（再刪S1）INSERT INTO S2 （100，姓名，年令，性別, 獎(jiǎng)學(xué)金, 民族）INSERT INTO SC2 AS SELECT * FROM SC本地映射透明：SELECT 姓名,年令,性別,獎(jiǎng)學(xué)金,班長(zhǎng)學(xué)號(hào)，民族INTO 姓名，年令，性別, 獎(jiǎng)學(xué)金, 民族FROM S1 AT SITE1WHERE 學(xué)號(hào)=100；SELECT 學(xué)號(hào), 課號(hào)

18、,成績(jī) INTO SC（學(xué)號(hào), 課號(hào),成績(jī)）FROM SC1 AT SITE1WHERE 學(xué)號(hào)=100； DELETE SC1 AT SITE1 WHERE 學(xué)號(hào)=100；DELETE S1 AT SITE1 WHERE 學(xué)號(hào)=100；INSERT INTO S2 AT SITE2（100，姓名，年令，性別, 獎(jiǎng)學(xué)金, 民族）INSERT INTO SC2 AT SITE2 AS SELECT * FROM SC設(shè)EMP有如下分段：EMP1=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAXSLDEPTNUM<=10(EMP) EMP2=PJEMPNUM,MGRNUM,DEPTNUMSLDEPT

19、NUM<=10(EMP) EMP3=PJEMPNUM,NAME,DEPTNUM SLDEPTNUM>10(EMP) EMP4=PJEMPNUM,SAL,TAX MGRNUM SLDEPTNUM>10 (EMP)Q3 100號(hào)雇員從3號(hào)部門調(diào)至15號(hào)部門。分段透明：（注意：部門變了部門經(jīng)理號(hào)也得變） SELECT MGRNUM INTO $MGRNUM FROM DEPT WHERE DEPTNUM = 15;UPDATE EMPSET DEPTNUM = 15, MGRNUM=$MGRNUMWHERE EMPNUM = 100；（a） 分段透明性（級(jí)別1）位置透明：SELECT NAME，SAL，TAX INTO $NAME，$SAL，$TAXFROM EMP1WHERE EMPNUM = 100 ；SELECT MGRNUM INTO $MGRNUMFROM DEPT2WHERE DEPTNUM = 15 ；DELETE EMP1 WHERE EMPNUM = 100; DELETE EMP2 WHERE EMPNUM = 100;INSERT INTO EMP3（EMPNUM，SAL，TAX，DEPTNUM）； （100，$NAME，15 ）；INSERT INTO EMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGR