第一章分布庫概述

1、分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫教師：申德榮教師：申德榮電話：電話：83691218辦公室：主樓辦公室：主樓 407 e_mail:S分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程介紹分布式數(shù)據(jù)庫1.課程名稱課程名稱分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)2.學(xué)時(shí)學(xué)時(shí):323.教材教材:PrinciplesofDistributedDatabaseSystems M. Tame Ozsu & Patrick Valduriez Prentice-Hall, 1999 2002.6 影印版（清華大學(xué)出版社）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程介紹分布式數(shù)據(jù)庫4.參考教材參考教材分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其應(yīng)用分布式數(shù)據(jù)庫

2、系統(tǒng)及其應(yīng)用科學(xué)出版社科學(xué)出版社邵佩英邵佩英分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫科學(xué)出版社科學(xué)出版社鄭振楣鄭振楣于戈于戈5.先修課先修課本科數(shù)據(jù)庫原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)本科數(shù)據(jù)庫原理、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 6. 考試考試 40% : 作業(yè)+測驗(yàn) 60% : 考試主要內(nèi)容主要內(nèi)容分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章概論概論第二章第二章分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)第三章第三章分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)第四章第四章全局查詢處理和優(yōu)化全局查詢處理和優(yōu)化第五章第五章分布查詢的存取優(yōu)化分布查詢的存取優(yōu)化第六章第六章分布式事務(wù)管理分布式事務(wù)管理第七章第七章分布式恢復(fù)分布式恢復(fù)第八章第八章分布式并發(fā)控制分布式并發(fā)控制第

3、九章第九章典型的分布式系統(tǒng)介紹典型的分布式系統(tǒng)介紹引言及準(zhǔn)備知識分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)主要問題系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能結(jié)構(gòu)模式結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類字典信息的組織分片的定義水平分片的設(shè)計(jì)垂直分片的設(shè)計(jì)分片的表示方法分配設(shè)計(jì)基于復(fù)制技術(shù)的數(shù)據(jù)分片基本概念查詢優(yōu)化的基礎(chǔ)全局優(yōu)化的一般規(guī)則全局查詢的分解和變換片段查詢的優(yōu)化 基本概念存取優(yōu)化的理論基礎(chǔ)半聯(lián)接優(yōu)化方法SDD-1系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)枚舉法優(yōu)化技術(shù)事務(wù)的基本概念分布式事務(wù)分布式事務(wù)的提交協(xié)議分布式事務(wù)管理的實(shí)現(xiàn)兩段提交協(xié)議（2PC）的分類基本概念集中式數(shù)據(jù)庫的故障恢復(fù)方法分布式事務(wù)的恢復(fù)非阻塞分布式事務(wù)提交協(xié)議基本概念基于鎖的并發(fā)

4、控制方法兩段封鎖協(xié)議（2PL）并發(fā)控制理論基礎(chǔ)分布庫并發(fā)控制方法其它典型的并發(fā)控制方法第一章第一章 概論概論 分布式數(shù)據(jù)庫引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)主要問題主要問題分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹第一章第一章 概論概論 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布式數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程 1960s -IBM IMS(層次模型的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)) -DBTG(美國數(shù)據(jù)庫任務(wù)組) 提議的network data model 1970s -E. F. Codd RDB model Pionee

5、ring systems: INGRES, System R 1980s -Booming of RDBs -Federated, Multi-databse -DDB -OODB第一章第一章 概論概論 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布式數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程 1990s -Merge of RDB and OODB -Internet Fame -P2P model 2000s -XML DB -Web data processing -Semantic Web -Data Integration第一章第一章 概論概論1.1引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布式數(shù)據(jù)庫

6、數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的發(fā)展歷程 Status of Commercial DDB -Server side P2P Support Horizontal fragmentation and 2PC Trend for Data Processing -data intensive scalable computing -cloud computing -non-relational data model，et al. 分布式數(shù)據(jù)庫的基本原理是分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的基本原理是分布式系統(tǒng)的基礎(chǔ)了解：基本概念、問題描述、關(guān)鍵技術(shù)問題、算法、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了解：基本概念、問題描述、關(guān)鍵技

7、術(shù)問題、算法、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第一章第一章 概論概論 1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布式數(shù)據(jù)庫 分布數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)興起于分布數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)興起于70年代中期，推動其發(fā)展年代中期，推動其發(fā)展來自兩方面：一方面是來自兩方面：一方面是應(yīng)用需求應(yīng)用需求，另一方面是，另一方面是硬件環(huán)境硬件環(huán)境的的發(fā)展。如：全球及全國范圍內(nèi)的航空發(fā)展。如：全球及全國范圍內(nèi)的航空/鐵路鐵路/旅游訂票系統(tǒng)、旅游訂票系統(tǒng)、銀行通存通兌系統(tǒng)、水陸空聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)、跨國公司管理系統(tǒng)、銀行通存通兌系統(tǒng)、水陸空聯(lián)運(yùn)系統(tǒng)、跨國公司管理系統(tǒng)、連鎖配送管理系統(tǒng)等等。連鎖配送管理系統(tǒng)等等。 這些應(yīng)用都涉及這些應(yīng)用都涉及地理上分布的團(tuán)體地理上

8、分布的團(tuán)體、組織的局部業(yè)務(wù)組織的局部業(yè)務(wù)管理管理和和系統(tǒng)全局管理系統(tǒng)全局管理，采用成熟的集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，采用成熟的集中式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)已無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需求。在硬件環(huán)境上提供了功能強(qiáng)大的計(jì)已無法實(shí)現(xiàn)應(yīng)用需求。在硬件環(huán)境上提供了功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)和成熟的廣域范圍公用數(shù)據(jù)網(wǎng)及局域范圍局域網(wǎng)的硬算機(jī)和成熟的廣域范圍公用數(shù)據(jù)網(wǎng)及局域范圍局域網(wǎng)的硬件環(huán)境支持。件環(huán)境支持。第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DistributedDatabaseManagementSystem，DDBMS）是地理上分散而邏輯上是地理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。

9、即通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理上分散的集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。即通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理上分散的各局域結(jié)點(diǎn)連接起來共同組成一個(gè)邏輯上統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)各局域結(jié)點(diǎn)連接起來共同組成一個(gè)邏輯上統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。因此可以說：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)庫系統(tǒng)。因此可以說：分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的結(jié)合的產(chǎn)物。技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的結(jié)合的產(chǎn)物。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，包含兩個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)一樣，包含兩個(gè)重要部分：分布式數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)重要部分：分布式數(shù)據(jù)庫和分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫 基本概念基本概念 數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（DB） 從用戶使用數(shù)據(jù)庫的角度出發(fā)，可定

10、義如從用戶使用數(shù)據(jù)庫的角度出發(fā)，可定義如下：下：數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組是長期存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)、有組織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)織的、可共享的數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述、存儲，據(jù)按一定的數(shù)據(jù)模型組織、描述、存儲，具有具有較小的冗余度較小的冗余度、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和、較高的數(shù)據(jù)獨(dú)立性和易于擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。易于擴(kuò)展性，并可為各種用戶共享。數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是對一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境（現(xiàn)是對一個(gè)給定的應(yīng)用環(huán)境（現(xiàn)實(shí)世界）設(shè)計(jì)最優(yōu)的數(shù)據(jù)模型，然后，按實(shí)世界）設(shè)計(jì)最優(yōu)的數(shù)據(jù)模型，然后，按模型建立數(shù)據(jù)庫。模型建立數(shù)據(jù)庫。見圖見圖1.11.1。 分布式數(shù)

11、據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識現(xiàn)實(shí)世界模型DB圖1.1 數(shù)據(jù)庫模型 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是人們用于管理和操是人們用于管理和操作數(shù)據(jù)庫的軟件產(chǎn)品。為有效地管理和操作數(shù)據(jù)作數(shù)據(jù)庫的軟件產(chǎn)品。為有效地管理和操作數(shù)據(jù)庫，研制出數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（庫，研制出數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（Database Management System），使用戶不必涉及數(shù)據(jù)），使用戶不必涉及數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)描述及實(shí)際存儲，方便、最優(yōu)地操作數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)描述及實(shí)際存儲，方便、最優(yōu)地操作數(shù)據(jù)庫。其模型見圖庫。其模型見圖1.2。 分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章

12、概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可描述為描述為用戶接口用戶接口、查詢處理查詢處理、查詢優(yōu)查詢優(yōu)化化、存儲管理存儲管理四個(gè)四個(gè)基本模塊和基本模塊和事務(wù)管事務(wù)管理理、并發(fā)控制并發(fā)控制、恢恢復(fù)管理復(fù)管理三個(gè)輔助模三個(gè)輔助模塊組成。塊組成。應(yīng)用DBMSDB查詢處理查詢優(yōu)化用戶接口并發(fā)控制事務(wù)管理恢復(fù)管理存儲管理DB基本模塊輔助模塊圖1.2 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)模型 分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)=DB+DBMS模式模式現(xiàn)實(shí)世界的信息抽象到數(shù)據(jù)庫

13、存儲的數(shù)據(jù)是一個(gè)現(xiàn)實(shí)世界的信息抽象到數(shù)據(jù)庫存儲的數(shù)據(jù)是一個(gè)逐步抽象的過程。美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會逐步抽象的過程。美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（ANSI）和標(biāo)準(zhǔn)需求計(jì)劃委員會和標(biāo)準(zhǔn)需求計(jì)劃委員會（SPARC）根據(jù)數(shù)據(jù)的根據(jù)數(shù)據(jù)的抽象級別定義了三層模式參考模型。抽象級別定義了三層模式參考模型。 分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識 三層模式三層模式 分布式數(shù)據(jù)庫外模式1外模式2外模式n模式內(nèi)模式數(shù)據(jù)庫應(yīng)用A應(yīng)用B應(yīng)用C應(yīng)用D應(yīng)用E外模式/模式模式/內(nèi)模式外模式/模式第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識模式模式-概念模式：概念模式：RELATION EMP KE

14、Y=ENO ATTRIBUTE=ENO：CHAR(9)ENAME：CHAR(15)TITLE：CHAR(10) RELATION PAY KEY=TITLE ATTRIBUTE= TITLE：CHAR(10) SAL：NUMBER(5) 分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識INTERNAL_RELA EMPLINDEX ON E# CALL EMINXFIELD=HEADER:BYTE(1)E#：BYTE（9）ENAME：BYTE（15）TITLE：BYTE（10）分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識模式模式-內(nèi)部模式：內(nèi)部模

15、式：CREATE VIEW PAYROLL（EMP_ENO, EMP_NAME, SAL)AS SELECT EMP.ENO，EMP.NAME，PAY.SALFROM EMP，PAYWHERE EMP.TITLE=PAY.TITLE 分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識模式模式-外部模式：外部模式： 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識 介紹關(guān)系模型、關(guān)系代數(shù)和介紹關(guān)系模型、關(guān)系代數(shù)和SQLSQL語言知識。語言知識。關(guān)系模型關(guān)系模型是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型的三種模型（是數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)模型的三種模型（層次數(shù)據(jù)模層次數(shù)據(jù)模型型、網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型網(wǎng)狀數(shù)據(jù)模型和和關(guān)系數(shù)據(jù)模型關(guān)系數(shù)據(jù)模型）之一。關(guān)系是二

16、維）之一。關(guān)系是二維表，關(guān)系也稱表。表中的一行稱關(guān)系的一個(gè)元組，表中表，關(guān)系也稱表。表中的一行稱關(guān)系的一個(gè)元組，表中的一列稱關(guān)系的一個(gè)屬性。的一列稱關(guān)系的一個(gè)屬性。關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)關(guān)系是一個(gè)集合，關(guān)系的元組是集合的元素。關(guān)系代數(shù)關(guān)系是一個(gè)集合，關(guān)系的元組是集合的元素。關(guān)系代數(shù)包括包括5個(gè)集合運(yùn)算個(gè)集合運(yùn)算和和3個(gè)特殊關(guān)系運(yùn)算個(gè)特殊關(guān)系運(yùn)算。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù) 假設(shè)關(guān)系假設(shè)關(guān)系R和和S，則集合運(yùn)算為：，則集合運(yùn)算為：并（并（UNION）運(yùn)算）運(yùn)算：表示：表示RUSRUS或或R+SR+S。兩個(gè)關(guān)系的并運(yùn)算是將兩個(gè)。兩個(gè)關(guān)系的并運(yùn)

17、算是將兩個(gè)關(guān)系中的所有元組構(gòu)成一個(gè)新關(guān)系。關(guān)系中的所有元組構(gòu)成一個(gè)新關(guān)系。交（交（INTERSECT）運(yùn)算）運(yùn)算：表示：表示RSRS。兩個(gè)關(guān)系的交運(yùn)算的結(jié)果是。兩個(gè)關(guān)系的交運(yùn)算的結(jié)果是由兩個(gè)關(guān)系中公共元組組成一個(gè)新的關(guān)系。由兩個(gè)關(guān)系中公共元組組成一個(gè)新的關(guān)系。差（差（DIFFERENCE）運(yùn)算：表示運(yùn)算：表示R-S。兩個(gè)關(guān)系的差運(yùn)算結(jié)果是。兩個(gè)關(guān)系的差運(yùn)算結(jié)果是由屬于一個(gè)關(guān)系由屬于一個(gè)關(guān)系R，且不屬于另一個(gè)關(guān)系，且不屬于另一個(gè)關(guān)系S的元組構(gòu)成的新關(guān)系。的元組構(gòu)成的新關(guān)系。乘（乘（PRODUCT）運(yùn)算）運(yùn)算：表示：表示RS。結(jié)果是兩個(gè)關(guān)系中所有元組。結(jié)果是兩個(gè)關(guān)系中所有元組組成一個(gè)乘積關(guān)系。若組

18、成一個(gè)乘積關(guān)系。若R有有m個(gè)屬性，個(gè)屬性，S有有n個(gè)屬性，則個(gè)屬性，則RS由由（m+n）個(gè)屬性組成關(guān)系；若）個(gè)屬性組成關(guān)系；若R有有i個(gè)元組，個(gè)元組，S有有j個(gè)元組，則個(gè)元組，則RS由（由（ij）個(gè)元組組成關(guān)系。）個(gè)元組組成關(guān)系。除（除（DIVIDE）運(yùn)算）運(yùn)算：表示：表示RS。兩個(gè)關(guān)系的除運(yùn)算結(jié)果是滿足關(guān)。兩個(gè)關(guān)系的除運(yùn)算結(jié)果是滿足關(guān)系系S的的R關(guān)系的子集。關(guān)系的子集。第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識 關(guān)系代數(shù)關(guān)系代數(shù)關(guān)系運(yùn)算為：選擇（選擇（SELECTSELECT）運(yùn)算）運(yùn)算：表示(R)。選擇是從指定的關(guān)系中選擇滿足條件的元組構(gòu)成一個(gè)新的關(guān)系。投影（投影（PROJ

19、ECT）運(yùn)算）運(yùn)算：表示A (R)。投影是從指定的關(guān)系中選擇某些屬性的所有值組成的新關(guān)系。連接（連接（JOIN）運(yùn)算）運(yùn)算：表示RS。連接是將兩個(gè)關(guān)系按條件連接在一起，形成一個(gè)新關(guān)系。也可多個(gè)關(guān)系連接在一起。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識關(guān)系代數(shù)舉例關(guān)系代數(shù)舉例分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識關(guān)系代數(shù)舉例關(guān)系代數(shù)舉例第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識關(guān)系代數(shù)舉例關(guān)系代數(shù)舉例第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識關(guān)系代

20、數(shù)舉例關(guān)系代數(shù)舉例是一種非過程性語言。提供了是一種非過程性語言。提供了數(shù)據(jù)定義數(shù)據(jù)定義（建立數(shù)據(jù)（建立數(shù)據(jù)庫和表結(jié)構(gòu)）、庫和表結(jié)構(gòu)）、數(shù)據(jù)操縱數(shù)據(jù)操縱（輸入、修改、刪除和更（輸入、修改、刪除和更新、數(shù)據(jù)查詢）、新、數(shù)據(jù)查詢）、數(shù)據(jù)控制數(shù)據(jù)控制等數(shù)據(jù)庫操作命令，較等數(shù)據(jù)庫操作命令，較好地滿足數(shù)據(jù)庫語言的要求。由于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織好地滿足數(shù)據(jù)庫語言的要求。由于國際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定了指定了SQLSQL標(biāo)準(zhǔn)，具有可移植性，標(biāo)準(zhǔn)，具有可移植性， SQLSQL又提供了靈又提供了靈活而強(qiáng)大的查詢功能方便復(fù)雜的查詢操作，使活而強(qiáng)大的查詢功能方便復(fù)雜的查詢操作，使SQLSQL為廣大用戶所采用。具體為廣大用戶所采用。

21、具體SQLSQL命令略。命令略。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論1.1 引言及準(zhǔn)備知識引言及準(zhǔn)備知識SQL （Structured Query Language）第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)/場地場地分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是地理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。管理分布式數(shù)據(jù)庫的軟件稱分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。分布式系統(tǒng)分布式系統(tǒng)通常是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將各地理上分散的邏輯單位連接起來。被連接的邏輯單位稱為節(jié)點(diǎn)（節(jié)點(diǎn)（node）或場地）或場地(site)。節(jié)點(diǎn)/場地可是單獨(dú)一臺計(jì)算機(jī)也可是局域網(wǎng)組成。分布式數(shù)據(jù)庫集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)所有

22、數(shù)據(jù)駐留在同一場地上。如圖所有數(shù)據(jù)駐留在同一場地上。如圖1.4：我們稱傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為集中式數(shù)據(jù)我們稱傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（庫系統(tǒng)（DB）。）。 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)DBMSDB圖1.4 集中數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念網(wǎng)絡(luò)場地1場地4場地3場地2DBDB分布式數(shù)據(jù)庫（分布式數(shù)據(jù)庫（DDB）分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫是分布在一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)邏輯相關(guān)的數(shù)據(jù)庫的集合。也就是說，分布式數(shù)據(jù)庫是一組結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)集合，邏輯上屬于同一系統(tǒng)，物理上分布在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)不同節(jié)點(diǎn)上。如圖1.5所

23、示。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念網(wǎng)絡(luò)場地1場地4場地3場地2DBDBDBDBDBDB圖1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(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)（DDBMS）分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)由分布式數(shù)據(jù)庫（分布式數(shù)據(jù)庫（DDB）和和分分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DDBMS）組成。組成。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)是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的一組軟件。負(fù)責(zé)管理分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理和操組軟件。負(fù)責(zé)管理分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)管理和操作。由于分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)基于分布環(huán)境下作。由于分布式數(shù)據(jù)庫管理系

24、統(tǒng)基于分布環(huán)境下實(shí)現(xiàn)，必保證邏輯數(shù)據(jù)的一致性、完整性等，因?qū)崿F(xiàn)，必保證邏輯數(shù)據(jù)的一致性、完整性等，因此，其復(fù)雜度遠(yuǎn)高于集中數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。此，其復(fù)雜度遠(yuǎn)高于集中數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫 用戶視圖用戶視圖分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫 舉例舉例分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫 舉例舉

25、例分布式數(shù)據(jù)庫的特性分布式數(shù)據(jù)庫的特性數(shù)據(jù)透明性數(shù)據(jù)透明性場地自治性場地自治性 數(shù)據(jù)透明性數(shù)據(jù)透明性 ： 基于分布庫的劃分層次：基于分布庫的劃分層次：全局外層（用戶層）全局外層（用戶層）、全局全局 概念層、局部概念層概念層、局部概念層和和局部內(nèi)層局部內(nèi)層。 可知：應(yīng)用程序與系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)組織相分離，即數(shù)據(jù)可知：應(yīng)用程序與系統(tǒng)實(shí)際數(shù)據(jù)組織相分離，即數(shù)據(jù)具有獨(dú)立性或透明性。具體體現(xiàn)為具有獨(dú)立性或透明性。具體體現(xiàn)為分布透明性分布透明性、復(fù)制透復(fù)制透明性明性和和分片透明性分片透明性。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)透明性數(shù)據(jù)透明性分布透明性分布透明性

26、：全局用戶看到的是全局?jǐn)?shù)據(jù)模型的描述，用：全局用戶看到的是全局?jǐn)?shù)據(jù)模型的描述，用戶象使用集中數(shù)據(jù)庫一樣，不需考慮數(shù)據(jù)的存儲場地和操戶象使用集中數(shù)據(jù)庫一樣，不需考慮數(shù)據(jù)的存儲場地和操作的執(zhí)行場地。作的執(zhí)行場地。復(fù)制透明性復(fù)制透明性：分布數(shù)據(jù)庫支持：分布數(shù)據(jù)庫支持有控制的數(shù)據(jù)冗余有控制的數(shù)據(jù)冗余，即數(shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)可重復(fù)存儲在不同的場地上，提高系統(tǒng)的可用性和可靠性，可重復(fù)存儲在不同的場地上，提高系統(tǒng)的可用性和可靠性，加強(qiáng)系統(tǒng)處理的并行性。加強(qiáng)系統(tǒng)處理的并行性。分片透明性分片透明性：分片分片是將一個(gè)關(guān)系分成幾個(gè)子關(guān)系之中的一是將一個(gè)關(guān)系分成幾個(gè)子關(guān)系之中的一個(gè)子關(guān)系。根據(jù)實(shí)際需求，一個(gè)分片可能存儲在不同

27、的場個(gè)子關(guān)系。根據(jù)實(shí)際需求，一個(gè)分片可能存儲在不同的場地上（實(shí)際存儲在場地上稱分段）。地上（實(shí)際存儲在場地上稱分段）。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)透明性數(shù)據(jù)透明性邏輯層邏輯層是用戶語義層，是用戶語義層，物理層物理層是具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。邏輯層的語義與物理是具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。邏輯層的語義與物理層的實(shí)現(xiàn)分離開來，對高層系統(tǒng)和用戶隱蔽了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。即應(yīng)用程序?qū)拥膶?shí)現(xiàn)分離開來，對高層系統(tǒng)和用戶隱蔽了實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。即應(yīng)用程序無須考慮數(shù)據(jù)分片細(xì)節(jié)，對分片的調(diào)用（分片到分段的映射）由系統(tǒng)無須考慮數(shù)據(jù)分片細(xì)節(jié)，對分片的調(diào)用（分片到分段的映射）由系統(tǒng)自動完成。自動完成。

28、分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念數(shù)據(jù)集合數(shù)據(jù)集合片段片段片段片段場地n邏輯層物理層分片分片分片分片場地1圖1.6 數(shù)據(jù)分片、分段示意圖場地自治性場地自治性在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為保證局部場地獨(dú)立自主能力，在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為保證局部場地獨(dú)立自主能力，分布場地具有自治性。多個(gè)場地或結(jié)點(diǎn)的局部數(shù)據(jù)庫在邏分布場地具有自治性。多個(gè)場地或結(jié)點(diǎn)的局部數(shù)據(jù)庫在邏輯上集成為一個(gè)整體，并為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有用戶輯上集成為一個(gè)整體，并為分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有用戶使用，這種應(yīng)用稱使用，這種應(yīng)用稱全局應(yīng)用全局應(yīng)用，其用戶稱，其用戶稱全局用戶全局用戶。分布式。分

29、布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也允許用戶只使用本地的局部數(shù)據(jù)庫，該應(yīng)用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也允許用戶只使用本地的局部數(shù)據(jù)庫，該應(yīng)用稱稱局部應(yīng)用局部應(yīng)用，其用戶為，其用戶為局部用戶局部用戶。這種局部用戶獨(dú)立于全。這種局部用戶獨(dú)立于全局用戶的特性稱局用戶的特性稱局部數(shù)據(jù)庫的自治性局部數(shù)據(jù)庫的自治性，也稱，也稱場地自治性場地自治性。具體體現(xiàn)為：具體體現(xiàn)為：設(shè)計(jì)自治性設(shè)計(jì)自治性：局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）能獨(dú)立決定它自己局部庫的設(shè)計(jì)。通信自治性通信自治性：局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）能獨(dú)立決定是否和如何與其他場地的DBMSs通信。執(zhí)行自治性執(zhí)行自治性：局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）能獨(dú)立決定以何種方式執(zhí)行局部操作。分布式

30、數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念什么什么不是不是分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)松耦合/緊耦合的多處理器系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上的集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫？數(shù)據(jù)庫網(wǎng)格？多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫？數(shù)據(jù)庫網(wǎng)格？P2P數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng)？聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng)？聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)？分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念分布式的多處理器系統(tǒng)分布式的多處理器系統(tǒng)集中式管理系統(tǒng)集中式管理系統(tǒng)存在一個(gè)場地上；存在一個(gè)場地上

31、；分布式管理系分布式管理系統(tǒng)統(tǒng)分布在網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)場地上。分布在網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)場地上。并行系統(tǒng)并行系統(tǒng)根據(jù)三要素根據(jù)三要素P P（處理機(jī)）、（處理機(jī)）、M M（內(nèi)存）、（內(nèi)存）、D D（磁盤）組成方式不同，有三種體系結(jié)構(gòu)，其（磁盤）組成方式不同，有三種體系結(jié)構(gòu)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所示。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念共享內(nèi)存系統(tǒng)（共享內(nèi)存系統(tǒng)（Shared-MemeryArchitecture）P1PnMDBUS分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念共享磁盤系統(tǒng)（共享磁盤系統(tǒng)（Shared-

32、DiskArchitecture）P1PnM1DMnDBUS無共享系統(tǒng)（無共享系統(tǒng)（Shared-Nothing Architecture）分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念P1PnM1D1MnDnBUS與分布環(huán)境相似，但不同，分布系統(tǒng)是松散互操作。最基本不同是操作模式。最基本不同是操作模式。多處理器系統(tǒng)多處理器系統(tǒng)是對稱的，由一是對稱的，由一定數(shù)量的處理器、內(nèi)存組件組成，由一個(gè)或多個(gè)同樣的定數(shù)量的處理器、內(nèi)存組件組成，由一個(gè)或多個(gè)同樣的操作系統(tǒng)嚴(yán)格控制每一個(gè)處理器的任務(wù)。操作系統(tǒng)嚴(yán)格控制每一個(gè)處理器的任務(wù)。而而分布計(jì)算系統(tǒng)分布計(jì)算系統(tǒng)是異構(gòu)操作

33、系統(tǒng)以及硬件環(huán)境。是異構(gòu)操作系統(tǒng)以及硬件環(huán)境。第一章第一章 概論概論 -1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)既不是既不是多處理機(jī)系統(tǒng)多處理機(jī)系統(tǒng)也不是也不是基于基于服務(wù)器的系統(tǒng)服務(wù)器的系統(tǒng)例例:一個(gè)全國范圍的加工制造公司的分布系統(tǒng)一個(gè)全國范圍的加工制造公司的分布系統(tǒng)( 1 ) 每 一 地 域 的 分 公 司 保 存 自 己 公 司 的 雇 員 信 息每 一 地 域 的 分 公 司 保 存 自 己 公 司 的 雇 員 信 息（employees）。）。(2)研發(fā)部門（研發(fā)部門（R&Dfacility）維護(hù)其研發(fā)項(xiàng)目信息。）維護(hù)其研發(fā)項(xiàng)目信息。(

34、3)加工工廠保存工程信息并可訪問研發(fā)場地的研發(fā)信息和倉加工工廠保存工程信息并可訪問研發(fā)場地的研發(fā)信息和倉庫數(shù)據(jù)（庫數(shù)據(jù)（warehouse）。）。(4). 總部保存區(qū)域的市場銷售信息，并可訪問工廠和倉庫的總部保存區(qū)域的市場銷售信息，并可訪問工廠和倉庫的帳目數(shù)據(jù)（帳目數(shù)據(jù)（ inventory ）。）。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 -1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念 例例: 一個(gè)全國范圍的加工制造公司的分布系統(tǒng)一個(gè)全國范圍的加工制造公司的分布系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)：特點(diǎn)：數(shù)據(jù)分布在各個(gè)場地上，如公司的雇員（數(shù)據(jù)分布在各個(gè)場地上，如公司的雇員（employee）和庫房和庫房的帳目

35、信息的帳目信息（inventory）。）。查詢涉及多個(gè)場地，如查詢年齡小于查詢涉及多個(gè)場地，如查詢年齡小于45歲的雇員，涉及所有歲的雇員，涉及所有的場地雇員信息。的場地雇員信息。第一章第一章 概論概論 -1.2分布庫系統(tǒng)的基本概念分布庫系統(tǒng)的基本概念DDB與與C/SDB的區(qū)別的區(qū)別分布數(shù)據(jù)與集中數(shù)據(jù)（分布數(shù)據(jù)與集中數(shù)據(jù)（Distributeddataversuscentralizeddata）集中的功能和分布的功能（集中的功能和分布的功能（Centralizedfunctionversusdistributedfunction）分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.3分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分

36、布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn) 作用作用分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是地理上（或物理上）分散而邏輯上集是地理上（或物理上）分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。適合于分散型組織結(jié)構(gòu)的任何信息系統(tǒng)。中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。適合于分散型組織結(jié)構(gòu)的任何信息系統(tǒng)。如：航空公司訂票系統(tǒng)、陸、海、空軍事指揮系統(tǒng)、如：航空公司訂票系統(tǒng)、陸、海、空軍事指揮系統(tǒng)、CIMS制造業(yè)、銀行通存通兌系統(tǒng)和連鎖配送系統(tǒng)等等。制造業(yè)、銀行通存通兌系統(tǒng)和連鎖配送系統(tǒng)等等。以上每一系統(tǒng)都涉及分散在不同地理位置上數(shù)據(jù)的一致性、以上每一系統(tǒng)都涉及分散在不同地理位置上數(shù)據(jù)的一致性、完整性及有效性，是集中式數(shù)據(jù)庫無法滿足的。在此推動完整性及有效性，是集中式

37、數(shù)據(jù)庫無法滿足的。在此推動下，研制出分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，有效地適應(yīng)了下，研制出分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，有效地適應(yīng)了地理上分散地理上分散的的、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的、邏輯上統(tǒng)一的邏輯上統(tǒng)一的分布式系統(tǒng)的需求。分布式系統(tǒng)的需求。 特點(diǎn)特點(diǎn) 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是在集中式數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是在集中式數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同時(shí)提出了許多基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，同時(shí)提出了許多新觀點(diǎn)新觀點(diǎn)、新方法新方法和和實(shí)現(xiàn)的實(shí)現(xiàn)的新技術(shù)新技術(shù)，有效地提高了分布系統(tǒng)的性能。因此，有效地提高了分布系統(tǒng)的性能。因此，分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有許多集中庫系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有許多集中庫系統(tǒng)所

38、不具備的優(yōu)點(diǎn)。但由于分布庫系統(tǒng)復(fù)雜，有些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還不完善，如：但由于分布庫系統(tǒng)復(fù)雜，有些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)還不完善，如：恢復(fù)開銷龐大，導(dǎo)致系統(tǒng)效率嚴(yán)重下降；難于達(dá)到完全恢復(fù)開銷龐大，導(dǎo)致系統(tǒng)效率嚴(yán)重下降；難于達(dá)到完全透明等。透明等。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.3分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 提高系統(tǒng)性能，如：吞吐率和響應(yīng)速度提高。提高系統(tǒng)性能，如：吞吐率和響應(yīng)速度提高。 可利用現(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)，降低投資?？衫矛F(xiàn)有設(shè)備和系統(tǒng)，降低投資。 系統(tǒng)允許存儲副本，提高可靠性、可用性和并系統(tǒng)允許存儲副本，提高可靠性、可用性和并行執(zhí)行度。行執(zhí)行度。 根據(jù)實(shí)際需要，可增加或減少

39、某一場地。系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際需要，可增加或減少某一場地。系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性。具有可擴(kuò)展性。 系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)分布在物理上不同場地上，為系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)分布在物理上不同場地上，為系統(tǒng)所有用戶共享。系統(tǒng)所有用戶共享。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.3分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn) 不足不足 經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)不很完善。經(jīng)驗(yàn)不足，系統(tǒng)不很完善。 系統(tǒng)復(fù)雜。系統(tǒng)復(fù)雜。 維護(hù)開銷大。維護(hù)開銷大。 需分布控制。需分布控制。 安全問題。安全問題。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.3分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn) 分布庫系統(tǒng)復(fù)雜因素分布庫系統(tǒng)復(fù)雜因素 數(shù)據(jù)復(fù)制場地故障場地故障分布式事

40、務(wù)處理分布式事務(wù)處理分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.3分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn)分布庫系統(tǒng)的作用和特點(diǎn) 分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中需要考慮下面幾個(gè)問題：分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中需要考慮下面幾個(gè)問題：如何合理分布數(shù)據(jù)于各個(gè)場地上；如何合理分布數(shù)據(jù)于各個(gè)場地上；如何設(shè)定復(fù)制型和非復(fù)制型數(shù)據(jù)；如何設(shè)定復(fù)制型和非復(fù)制型數(shù)據(jù)；如何實(shí)現(xiàn)目錄管理。如何實(shí)現(xiàn)目錄管理。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.4主要問題主要問題查詢處理查詢處理 事務(wù)到數(shù)據(jù)操作命令的轉(zhuǎn)換問題；事務(wù)到數(shù)據(jù)操作命令的轉(zhuǎn)換問題；以最小代價(jià)（訪問時(shí)間）執(zhí)行查詢策略的優(yōu)化問題。以最小代價(jià)（訪問時(shí)間）執(zhí)行查詢策略的優(yōu)化問

41、題。 并發(fā)控制并發(fā)控制對多個(gè)用戶并發(fā)訪問的同步問題；對多個(gè)用戶并發(fā)訪問的同步問題；事務(wù)的一致性和隔離性問題；事務(wù)的一致性和隔離性問題；解決和預(yù)防死鎖問題。解決和預(yù)防死鎖問題。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.4主要問題主要問題可靠性可靠性系統(tǒng)故障恢復(fù)問題；系統(tǒng)故障恢復(fù)問題；事務(wù)的原子性和耐久性實(shí)現(xiàn)問題。事務(wù)的原子性和耐久性實(shí)現(xiàn)問題。 安全性與完整性安全性與完整性在安全性與完整性方面，要解決：在安全性與完整性方面，要解決：用戶授權(quán)和認(rèn)證問題；用戶授權(quán)和認(rèn)證問題；訪問權(quán)限控制問題；訪問權(quán)限控制問題；數(shù)據(jù)完整性約束問題。數(shù)據(jù)完整性約束問題。分布式數(shù)據(jù)庫第一章第一章 概論概論 1.4主要問題主要

42、問題相互關(guān)系相互關(guān)系分布式數(shù)據(jù)庫目錄管理目錄管理分布式分布式DB設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)并發(fā)控制可靠性查詢處理死鎖管理第一章第一章 概論概論 1.4主要問題主要問題早期的一些早期的一些DDBS原型原型SDD-1系統(tǒng)系統(tǒng)：70年代后期到年代后期到80年代初完成，由美國國年代初完成，由美國國防部委托美國計(jì)算機(jī)公司（防部委托美國計(jì)算機(jī)公司（CCA）研制的第一個(gè)原型）研制的第一個(gè)原型同構(gòu)型的關(guān)系數(shù)據(jù)模型（時(shí)間戳并發(fā)控制），同構(gòu)型的關(guān)系數(shù)據(jù)模型（時(shí)間戳并發(fā)控制），ARPANET網(wǎng)運(yùn)行。網(wǎng)運(yùn)行。R*系統(tǒng)系統(tǒng)：80年代初，由美國年代初，由美國IBM公司的公司的SanJose研究研究室設(shè)計(jì)開發(fā)的原型。是室設(shè)計(jì)開發(fā)的原型。是S

43、ystemR關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在分布關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在分布環(huán)境中的擴(kuò)充。環(huán)境中的擴(kuò)充。采用兩段鎖和兩階段提交技術(shù)，不支持采用兩段鎖和兩階段提交技術(shù)，不支持分片和副本。分片和副本。支持水平、垂直分片，以及數(shù)據(jù)復(fù)制；時(shí)戳、半聯(lián)接等的提出；第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹Distributed INGRES分布式INGRES是是INGRES系統(tǒng)的進(jìn)一步研究成果，由美國系統(tǒng)的進(jìn)一步研究成果，由美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校研發(fā)。該系統(tǒng)支持加利福尼亞大學(xué)伯克利分校研發(fā)。該系統(tǒng)支持QUEL查詢語查詢語言。支持對關(guān)系水平分片，但不支持?jǐn)?shù)據(jù)副本。采用基于鎖言。支持對關(guān)系水平分片

44、，但不支持?jǐn)?shù)據(jù)副本。采用基于鎖的并發(fā)控制方法。目錄分為全局目錄和局部目錄。的并發(fā)控制方法。目錄分為全局目錄和局部目錄。 法國法國SIRIUS計(jì)劃開發(fā)的幾個(gè)計(jì)劃開發(fā)的幾個(gè)DDBS原型：計(jì)劃原型：計(jì)劃1976年創(chuàng)建年創(chuàng)建 SIRIUS-DELTASIRIUS-DELTA系統(tǒng)系統(tǒng)，法國信息與自動化技術(shù)研究所，法國信息與自動化技術(shù)研究所（INRIAINRIA）19771977研制的同型的研制的同型的DDBS,DDBS,于于19811981年提出異構(gòu)型版本年提出異構(gòu)型版本（封鎖與死鎖預(yù)測，有完善的恢復(fù)機(jī)制）。是當(dāng)時(shí)世界上著（封鎖與死鎖預(yù)測，有完善的恢復(fù)機(jī)制）。是當(dāng)時(shí)世界上著名的四大分布式數(shù)據(jù)庫樣板系統(tǒng)之

45、一。名的四大分布式數(shù)據(jù)庫樣板系統(tǒng)之一。支持關(guān)系模型，支持水平、垂直分片。第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹法國法國SIRIUS計(jì)劃開發(fā)的幾個(gè)計(jì)劃開發(fā)的幾個(gè)DDBS原型：計(jì)劃原型：計(jì)劃1976年創(chuàng)建年創(chuàng)建MICROBEMICROBE系統(tǒng)系統(tǒng)是在是在SIRIUS-DELTASIRIUS-DELTA系統(tǒng)基礎(chǔ)上，吸收其他系統(tǒng)基礎(chǔ)上，吸收其他系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，于系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，于2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代初推出的在微機(jī)局域網(wǎng)上的年代初推出的在微機(jī)局域網(wǎng)上的DDBSDDBS，采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型，同型的，采用關(guān)系數(shù)據(jù)模型，同型的DDBS, DDBS, 是高級的分布是高級的分布執(zhí)行系統(tǒng)

46、。是世界上最先對請求進(jìn)行動態(tài)分布式的分解執(zhí)行系統(tǒng)。是世界上最先對請求進(jìn)行動態(tài)分布式的分解定位與并行處理的算法。即分布式查詢優(yōu)化是動態(tài)執(zhí)行定位與并行處理的算法。即分布式查詢優(yōu)化是動態(tài)執(zhí)行的。的。POLYPHEME系統(tǒng)系統(tǒng)，1979年公布的異構(gòu)型版本。是年公布的異構(gòu)型版本。是利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和存在于各節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布利用現(xiàn)有計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和存在于各節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的杰出代表，是歐洲第一個(gè)投入運(yùn)行的式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的杰出代表，是歐洲第一個(gè)投入運(yùn)行的DDBS。（。（無并發(fā)控制無并發(fā)控制）。）。第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹VDN系統(tǒng)系統(tǒng)。德國柏林

47、大學(xué)。德國柏林大學(xué)1977-1979開發(fā)的開發(fā)的關(guān)關(guān)系數(shù)據(jù)模型，同型的系數(shù)據(jù)模型，同型的DDBSDDBS。支持關(guān)系的水平分片。支持關(guān)系的水平分片和副本，采用封鎖和預(yù)防死鎖。和副本，采用封鎖和預(yù)防死鎖。POREL系統(tǒng)系統(tǒng)。德國斯圖加特大學(xué)。德國斯圖加特大學(xué)1975-1981開開發(fā)的發(fā)的關(guān)系數(shù)據(jù)模型，同型的關(guān)系數(shù)據(jù)模型，同型的DDBSDDBS。支持關(guān)系的水。支持關(guān)系的水平分片和副本，采用封鎖和預(yù)防死鎖，共用系統(tǒng)平分片和副本，采用封鎖和預(yù)防死鎖，共用系統(tǒng)的并發(fā)控制、恢復(fù)及存取機(jī)制。未真正在網(wǎng)上運(yùn)的并發(fā)控制、恢復(fù)及存取機(jī)制。未真正在網(wǎng)上運(yùn)行。行。第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布

48、式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來：相繼推出了擴(kuò)充的分布式年代以來：相繼推出了擴(kuò)充的分布式DBMS。標(biāo)志著分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)步入標(biāo)志著分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)步入實(shí)用階段實(shí)用階段。這一時(shí)期商品化的產(chǎn)品如下：這一時(shí)期商品化的產(chǎn)品如下：分布式分布式Ingres(D-Ingres)。加州大學(xué)伯克利分校。加州大學(xué)伯克利分校1986年推出的，是年推出的，是Ingres關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分布式版本。關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的分布式版本。支持關(guān)系的水平分片，但不支持副本，采用封鎖機(jī)制。支持關(guān)系的水平分片，但不支持副本，采用封鎖機(jī)制。SQL*Star。ORACLE公司公司1986推

49、出的，是異質(zhì)型的推出的，是異質(zhì)型的DDBS.1993年公布了年公布了OracleV7.1,1997年推出商品化軟年推出商品化軟件件V8.0。第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的發(fā)展20世紀(jì)世紀(jì)80年代以來年代以來,這一時(shí)期商品化的產(chǎn)品如下：這一時(shí)期商品化的產(chǎn)品如下：SybaseSQLServer。SYSBASE1987年推出的。年推出的。Informix-Online.INFORMIX公司公司20世紀(jì)世紀(jì)90年代推出。年代推出。C-POREL.1990年由中國科學(xué)院數(shù)學(xué)所等單位開發(fā)集年由中國科學(xué)院數(shù)學(xué)所等單位開發(fā)集成的

50、。成的。仍未推出真正完全透明的仍未推出真正完全透明的DDBMS第一章第一章 概論概論 1.5 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)介紹Oracle 分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫Oracle支持異構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，即在系統(tǒng)中存在有支持異構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，即在系統(tǒng)中存在有非非Oracle數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過連接于一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過連接于一個(gè)代理（代理（agent）的異構(gòu)服務(wù)（）的異構(gòu)服務(wù)（Heterogeneous Services）來訪問非）來訪問非Oracle數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫。異構(gòu)服務(wù)異構(gòu)服務(wù)（Heterogeneous Services（HS）是集）是集成于成于O

51、racle服務(wù)器內(nèi)的組件，是服務(wù)器內(nèi)的組件，是Oracle 透明網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品套透明網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品套件中的使能技術(shù)。件中的使能技術(shù)。HS為為Oracle網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品以及其它的異構(gòu)網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品以及其它的異構(gòu)訪問工具提供了通用的體系結(jié)構(gòu)和管理機(jī)制。訪問工具提供了通用的體系結(jié)構(gòu)和管理機(jī)制。 數(shù)據(jù)庫鏈數(shù)據(jù)庫鏈（database links）是一個(gè)指針，定義從一個(gè)）是一個(gè)指針，定義從一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器到另一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器到另一個(gè)Oracle數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的單數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的單向通信路徑。向通信路徑。第一章第一章 概論概論 1.6 現(xiàn)代分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品分布特性現(xiàn)代分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品分布特性DB2分布式數(shù)據(jù)庫分布式數(shù)據(jù)庫

52、數(shù)據(jù)分區(qū)特性數(shù)據(jù)分區(qū)特性(DataPartitioningFeature，DPF)，用于將，用于將數(shù)據(jù)庫分成多個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)。每個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)有它自己的數(shù)據(jù)庫分成多個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)。每個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)有它自己的一組計(jì)算資源，包括一組計(jì)算資源，包括 CPU 和存儲。和存儲。當(dāng)處理一個(gè)查詢時(shí)，當(dāng)處理一個(gè)查詢時(shí)，請求也相應(yīng)地被劃分成多個(gè)部分，以便讓各個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)請求也相應(yīng)地被劃分成多個(gè)部分，以便讓各個(gè)數(shù)據(jù)庫分區(qū)各自處理其負(fù)責(zé)的那些行。各自處理其負(fù)責(zé)的那些行。DPF可通過增加數(shù)據(jù)庫分區(qū)來可通過增加數(shù)據(jù)庫分區(qū)來提高處理能力。提高處理能力。 DB2 Connect 由編程接口（被實(shí)現(xiàn)為由編程接口（被實(shí)現(xiàn)為 JDBC、SQLJ、ODBC、DB2 CLI、OLE DB、.NET 和和 Embedded SQL 驅(qū)動程序）和一個(gè)通信基礎(chǔ)設(shè)施組成。驅(qū)動程序）和一個(gè)通信基礎(chǔ)設(shè)施組成。DB2 Connect附帶了一個(gè)內(nèi)建的基礎(chǔ)級聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫功能，當(dāng)在附帶了一個(gè)內(nèi)建的基礎(chǔ)級聯(lián)邦數(shù)據(jù)庫功能，當(dāng)在 服務(wù)器上部署了服務(wù)器上部署了 DB2