分布式数据库系统及其应用

 

分布式数据库系统及其应用

1 一 分布式数据库系统概述

1.1 1.1 分布式数据库的发展与由来

1.1.1 由来

分布式数据库系统 (Distributed DataBase System DDBS ) 的研究始于 20 世纪 70 年，这是由于数据库应用需求的拓展和计算机硬件环境发生的改变，特别是计算机网络与数字通信技术的飞速发展，卫星通信，窝蜂通信，计算机局域网，广域网和激增的 Intranet 及 Internet 得到了广泛的应用，使分布式数据库系统应运而生，并成为计算机技术最活跃的研究领域。

 

分布式数据系统符合当今信息系统应用的需求，符合当今企业组织的管理思想和管理方式。

1.1.2 发展

·          1. 始于 20 世纪 70 年代， 80 年代 Û 入成长阶段。一方面因为计算机功能增强而成本下降，使得各行各业都购置了计算机，从而有利于数据的分散处理。另一方面也因为计算机网络技术的发展，降低了数据传 “ 的费用。特别是微型机和超级微型机的出现和计算机局域网的广泛应用，为分布式数据库技术研究有着深刻的背景。

·          1987 年，关系数据库的最早设计者之一 C.J.Date 在 <<Distributed Database:  A Closer Look>> 提出了完全的真正的分布式数据库系统应遵循的 12 条规则 :Ù12 条规则现已被广泛接受，并作为分布式数据库系统的理想目标或标准定义 .

 

1. 本地自治性

2. 不依赖与中心站点

3. 可连续操作性

4. 位置独立性

5. 数据库分片独立性

6. 分布式查询处理

7. 分布式事务处理

9. 硬件独立性

10. 操作系统独立性

11. 数据库管理系统独立性

12. 网络独立

·          20 世纪 90 年代 分布式数据库系统进入商品化应用阶段。

·          目前，由于新应用领域的出现，如办公自动化系统，计算机辅助设计与制造系统，计算机集成制作系统等，以及计算机相关学科与数据库技术的有机结合，如面向对象程序设计技术，多媒体技术，并行处理技术，人工智能技术等，将促进分布式数据库系统向面对对象分布式数据库系统，分布式智能库和知识库系统，数据仓库系统等广阔的领域发展

1.2 1.2 分布式数据库的定义与分类

1.2.1 定义

分布式数据库系统使用计算机网络将物理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多个逻辑单位 ( 通常是集中式数据库系统 ) 连接起来，共同组成一个统一的数据库系统，因此，分布式数据库系统可以看成是计算机网络与数据库系统的有机结合

1.2.2 特点

物理分布性

逻辑整体性

站点自治性

数据分布透明性

集中与自治结合的控制机制

存在适当的数据冗余度

事务管理的分布性

1.2.3 示意图

1.2.4 分类

分布式数据库系统的分类并没有统一的标准，但较为认同的分类方法有两种。

1. 按照构成分布式数据库系统的局部数据库管理系统的数据模型来进行分类 (

1.1 同构性 DDBS ，包括同构同质性，指各个站点的数据库的数据模型都是同一类型的 ( 例如都是关系型的 ) ，而且是同一种同构异质性 ( 都是同一个生产商的产品 ) ，同构异质性，指各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，但不是同一种 DBMS 例如有 Oracle ， Sql Server)

1.2 异构型

 

指各站点上数据库的数据模型的类型是各不相同的

 

2. 按分布式数据库系统的全局控制系统类进行分类

 

2.1 全局控制集中型 DDBS

DDBS 中的全局控制机制和全局数据字典位于一个中心站点，由中心站点完全全局事务的协调和局部数据库转换等所有控制功能

2.2 全局控制分散型 DDBS

DDBS 中的全局控制机制和全局数据字典分散在网络的各个站点，而且每个站点都能完成全局事务的协调和局部数据库转换，每个站点既是全局事务的参与者又是协调者

 

2.3 全局控制可变性 DDBS

也称主从型 DDBS ，根据应用的需要，将 DDBS 系统中的站点分成两组，其中一组的站点中都包括全局控制机制和全局数据字典，称为主站点组，它的每一个站点都是主站点；另一组中的站点都不包含控制机制和全局数据字典，称为辅站点组，它的每一个站点都是辅站点或从站点。

1.3 1.3 分布式数据库系统的体系结构和组成部分

1.3.1 分布式数据库的体系结构

集中式数据库系统中，除了计算机系统本身的硬件和软件 ( 包括操作系统，语言及语言编译程序，其他应用程序 ) 外，主要组成成分有 : 数据库 DB ，数据库管理系统 DBMS 和数据库管理员 DBA. 分布式数据库系统在此基础上做了扩充 : 数据库分为局部 DB 和全局 DB ；数据库管理系统分为局部 DBMS 和全局 DBMS ；数据库管理员也有局部 DBA 和全局 DBA 之分

1.3.2 分布式数据库的组成成分

分布式数据库 (DDB) 是分布式数据库系统中各站点上数据库的逻辑集合，与集中式数据库一样，分布式数据库也是由两部分组成 : 一部分是关于应用所需要的数据的集合，称为应用数据库，它是分布式数据库的主题；另一部分是关于数据库中数据结构的定义，以及全局数据的分片，分布的描述，称为描述数据库，也称为数据字典，数据目录或元数据

 

在分布式数据库中，数据及描述它数据目录，也有局部和全局之分，及局部数据和全局数据，局部数据目录和全局数据目录。

 

局部数据目录 : 指本站点中的局部数据字典，由局部数据库管理员和全局数据库管理员协调建立和管理

全局数据目录 : 全局数据字典，又称网络数据字典，是提供全局数据的描述和管理的相关信息，如数据的结构定义，数据的分片，分布处理，授权，事务恢复等，由全局数据库管理员建立和管理

1.4 1.4 分布式数据库系统中数据的独立性与分布透明性

1.5 1.5 分布式数据库系统的优点和存在的技术问题