40第七讲 分布式数据库.ppt

第七章第七章第七章第七章第七章第七章第七章第七章分布式数据库分布式数据库分布式数据库分布式数据库分布式数据库分布式数据库分布式数据库分布式数据库§§§§7.1数据库数据库数据库数据库(DB)和数据库管理系统和数据库管理系统和数据库管理系统和数据库管理系统(DBMS)一一一一、、、、定义定义定义定义““““DB”是供多用户存取的是供多用户存取的是供多用户存取的是供多用户存取的、、、、与应用程序彼此独立的有组织的信息与应用程序彼此独立的有组织的信息与应用程序彼此独立的有组织的信息与应用程序彼此独立的有组织的信息集合集合集合集合(DataBase)。。。。特点特点特点特点：：：：共享性共享性共享性共享性、、、、独立性独立性独立性独立性、、、、完整性完整性完整性完整性、、、、冗余性冗余性冗余性冗余性数据结构数据结构数据结构数据结构：：：：数据的组织方法和形式数据的组织方法和形式数据的组织方法和形式数据的组织方法和形式,是建立数据库的基础是建立数据库的基础是建立数据库的基础是建立数据库的基础。。。。文件系统文件系统文件系统文件系统：：：：简单简单简单简单、、、、低级的数据管理系统低级的数据管理系统低级的数据管理系统低级的数据管理系统。。。。二二二二、、、、数据库的结构数据库的结构数据库的结构数据库的结构：：：：三级结构与两级数据的独立性三级结构与两级数据的独立性三级结构与两级数据的独立性三级结构与两级数据的独立性。。。。变换变换变换变换（（（（映射映射映射映射））））变换变换变换变换用户级用户级用户级用户级(外模式外模式外模式外模式,子模式子模式子模式子模式)：：：：用户面对的数据用户面对的数据用户面对的数据用户面对的数据概念级概念级概念级概念级(概念模式概念模式概念模式概念模式,模式模式模式模式)：：：：DBMS管理的数据管理的数据管理的数据管理的数据数据是独立的（（（（映射映射映射映射））））物理级物理级物理级物理级(内模式内模式内模式内模式,存贮模式存贮模式存贮模式存贮模式):物理装置中存贮物理装置中存贮物理装置中存贮物理装置中存贮的数据的数据的数据的数据DBMS的主要工作之一就是完成三级数据库之间的主要工作之一就是完成三级数据库之间的主要工作之一就是完成三级数据库之间的主要工作之一就是完成三级数据库之间的转换的转换的转换的转换，，，，把用户对数据库的操作转化到物理级去执把用户对数据库的操作转化到物理级去执把用户对数据库的操作转化到物理级去执把用户对数据库的操作转化到物理级去执行行行行。。。。三三三三、、、、分类分类分类分类1、、、、关系数据库关系数据库关系数据库关系数据库：：：：以二维关系框架为基础建立的以二维关系框架为基础建立的以二维关系框架为基础建立的以二维关系框架为基础建立的DB22、、、、层次数据库层次数据库层次数据库层次数据库：：：：反映关系反映关系反映关系反映关系、、、、层次数据库层次数据库层次数据库层次数据库：：：：反映关系反映关系反映关系反映关系框框框框架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构。。。。架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构架间的从属关系层次模型是树状结构。。。。3、、、、网络数据库网络数据库网络数据库网络数据库：：：：以链形网络表示数据库间关系以链形网络表示数据库间关系以链形网络表示数据库间关系以链形网络表示数据库间关系。。。。四四四四、、、、数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统DBMS的功能的功能的功能的功能1、、、、定义定义定义定义2、、、、装入装入装入装入3、、、、建立或生成建立或生成建立或生成建立或生成4、、、、操作操作操作操作5、、、、管理控制管理控制管理控制管理控制6、、、、维护维护维护维护7、、、、通信通信通信通信§§§§7.2分布式分布式分布式分布式DB一一一一、、、、定义定义定义定义分布式计算机系统中所用的数据库分布式计算机系统中所用的数据库分布式计算机系统中所用的数据库分布式计算机系统中所用的数据库，，，，物理上分布在计算机网络不物理上分布在计算机网络不物理上分布在计算机网络不物理上分布在计算机网络不同节点上的数据库同节点上的数据库同节点上的数据库同节点上的数据库,在逻辑上属于同一系统在逻辑上属于同一系统在逻辑上属于同一系统在逻辑上属于同一系统，，，，即一个统一的数据库即一个统一的数据库即一个统一的数据库即一个统一的数据库。。。。全局全局全局全局用户外用户外用户外用户外模型模型模型模型全局用户外模型全局用户外模型…全局全局全局全局逻辑逻辑逻辑逻辑模型模型模型模型局部局部局部局部逻辑逻辑逻辑逻辑模型模型模型模型局部逻辑模型局部逻辑模型局部局部局部局部内模型内模型内模型内模型局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部内模型局部内模型二二二二、、、、分类分类分类分类（（（（1））））同构同质型同构同质型同构同质型同构同质型DDBS：：：：各个场地都采用同一类型的数据模型各个场地都采用同一类型的数据模型各个场地都采用同一类型的数据模型各个场地都采用同一类型的数据模型（（（（譬如都是关系型譬如都是关系型譬如都是关系型譬如都是关系型），），），），并且是同一型号的并且是同一型号的并且是同一型号的并且是同一型号的DBMS。。。。（（（（2））））同构异质型同构异质型同构异质型同构异质型DDBS：：：：各个场地采用同一类型的数据模型各个场地采用同一类型的数据模型各个场地采用同一类型的数据模型各个场地采用同一类型的数据模型，，，，但是但是但是但是DBMS的型号不同的型号不同的型号不同的型号不同，，，，譬如譬如譬如譬如DB2、、、、ORACLE、、、、SYBASE、、、、SQLServer等等等等。。。。（（（（3））））异构型异构型异构型异构型DDBS：：：：（（（（3））））异构型异构型异构型异构型DDBS：：：：各个场地的数据模型的型号不同各个场地的数据模型的型号不同各个场地的数据模型的型号不同各个场地的数据模型的型号不同，，，，甚至类型也不同甚至类型也不同甚至类型也不同甚至类型也不同。。。。随着计随着计随着计随着计算机网络技术的发展算机网络技术的发展算机网络技术的发展算机网络技术的发展，，，，异种机联网问题已经得到较好的解决异种机联网问题已经得到较好的解决异种机联网问题已经得到较好的解决异种机联网问题已经得到较好的解决，，，，此时依靠异构型此时依靠异构型此时依靠异构型此时依靠异构型DDBS就能存取全网中各种异构局部库中的数就能存取全网中各种异构局部库中的数就能存取全网中各种异构局部库中的数就能存取全网中各种异构局部库中的数据据据据。。。。三三三三、、、、特点特点特点特点：：：：1.数据独立性数据独立性数据独立性数据独立性位置透明性位置透明性位置透明性位置透明性：：：：用户不必关心数据所处的位置用户不必关心数据所处的位置用户不必关心数据所处的位置用户不必关心数据所处的位置。。。。副本透明性副本透明性副本透明性副本透明性：：：：用户不必关心副本的数量与位置用户不必关心副本的数量与位置用户不必关心副本的数量与位置用户不必关心副本的数量与位置。。。。2.自治性和共享性自治性和共享性自治性和共享性自治性和共享性3.冗余数据的全局控制冗余数据的全局控制冗余数据的全局控制冗余数据的全局控制4.并行性并行性并行性并行性、、、、一致性和可恢复性一致性和可恢复性一致性和可恢复性一致性和可恢复性5.查询优化特性查询优化特性查询优化特性查询优化特性5.查询优化特性查询优化特性查询优化特性查询优化特性四四四四、、、、结构类型结构类型结构类型结构类型（（（（1））））集中式集中式集中式集中式：：：：所有数据片段都安排在同一个场地上所有数据片段都安排在同一个场地上所有数据片段都安排在同一个场地上所有数据片段都安排在同一个场地上。。。。（（（（2））））分割式分割式分割式分割式：：：：所有数据只有一份所有数据只有一份所有数据只有一份所有数据只有一份，，，，它被分割成若干逻辑片段它被分割成若干逻辑片段它被分割成若干逻辑片段它被分割成若干逻辑片段，，，，每个每个每个每个逻辑片段被指派在一个特定的场地上逻辑片段被指派在一个特定的场地上逻辑片段被指派在一个特定的场地上逻辑片段被指派在一个特定的场地上。。。。（（（（3））））全复制式全复制式全复制式全复制式：：：：数据在每个场地重复存储数据在每个场地重复存储数据在每个场地重复存储数据在每个场地重复存储。。。。也就是每个场地上都有也就是每个场地上都有也就是每个场地上都有也就是每个场地上都有一个完整的数据副本一个完整的数据副本一个完整的数据副本一个完整的数据副本。。。。（（（（4））））混合式混合式混合式混合式：：：：这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式。。。。局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库LDBMSGDBMSCM网络数据目录网络数据目录网络数据目录网络数据目录网络说明网络说明网络说明网络说明用户用户用户用户１１１１通信网络通信网络通信网络通信网络通信网络通信网络通信网络通信网络CMGDBMSLDBMSLDBMSGDBMSCM网络说明网络说明网络说明网络说明网络说明网络说明网络说明网络说明用户用户用户用户２２２２用户用户用户用户３３３３用户用户用户用户４４４４网络数据网络数据网络数据网络数据目录目录目录目录网络数据网络数据网络数据网络数据目录目录目录目录局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库局部数据库五五五五、、、、分布式分布式分布式分布式DB的设计所要解决的问题的设计所要解决的问题的设计所要解决的问题的设计所要解决的问题(一一一一)询问策略询问策略询问策略询问策略：：：：优化目标是速度快优化目标是速度快优化目标是速度快优化目标是速度快、、、、开销小开销小开销小开销小。。。。原则原则原则原则：：：：1.就近处理就近处理就近处理就近处理，，，，减小通信开销减小通信开销减小通信开销减小通信开销。。。。2.只传输查询结果只传输查询结果只传输查询结果只传输查询结果，，，，减小通信开销减小通信开销减小通信开销减小通信开销。。。。3.在空闲机上处理在空闲机上处理在空闲机上处理在空闲机上处理。。。。(二二二二)并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性(二二二二)并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性并发控制与数据一致性1.二阶段锁算法二阶段锁算法二阶段锁算法二阶段锁算法：：：：进程对所处理的数据或副本应进程对所处理的数据或副本应进程对所处理的数据或副本应进程对所处理的数据或副本应““““加锁加锁加锁加锁””””，，，，处理完处理完处理完处理完毕再解锁毕再解锁毕再解锁毕再解锁，，，，进程前部为占用的增长阶段进程前部为占用的增长阶段进程前部为占用的增长阶段进程前部为占用的增长阶段，，，，后部为释放锁后部为释放锁后部为释放锁后部为释放锁收缩收缩收缩收缩阶段阶段阶段阶段。。。。2.主副本的二阶段锁算法主副本的二阶段锁算法主副本的二阶段锁算法主副本的二阶段锁算法:指定一个主副本指定一个主副本指定一个主副本指定一个主副本，，，，只能修改主副本只能修改主副本只能修改主副本只能修改主副本，，，，再再再再复制到其他副本上去复制到其他副本上去复制到其他副本上去复制到其他副本上去3.多数赞成算法多数赞成算法多数赞成算法多数赞成算法:由所有副本表决由所有副本表决由所有副本表决由所有副本表决,决定最新的副本决定最新的副本决定最新的副本决定最新的副本。(三三三三)保密安全性保密安全性保密安全性保密安全性硬件光缆硬件光缆硬件光缆硬件光缆，，，，后端处理处后端处理处后端处理处后端处理处，