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第十六章 分布式数据库系统 考虑计算机网络环境下的数据库系统。如果全体数据存放在某个 结点，则称该系统为集中式数据库系统。前边各章讨论的数据库 系统都属于集中式数据库系统。集中式数据库系统有一些优点， 例如人员易于管理、数据冗余较低、符合某种安全性，以及应用 程序和数据之间有较高的独立性等。但随着数据库应用的不断发 展，人们发现，在许多应用场合，如果把数据库的数据适当地分 散在若干个网络结点上，用户作局部应用时存取本地结点的数据， 作全局应用时存取多个结点的数据，这样安排更能提高系统能力 和满足需求。这种在物理上具有分布性而在逻辑上具有整体性的 数据库系统就是本章要讨论的分布式数据库系统(DDBS)。DDBS 是数据库技术和计算机网络技术相结合的产物。Oracle、Sybase、 Informix及DB2等关系数据库管理系统均具有一定的分布式数据库 管理系统(DDBMS)的功能，可用来建立DDBS. 第一节 概述 第二节 分布式数据库设计 第三节 分布式数据库查询处理 第四节 分布式数据库系统的事务处理;第一节 概述 一 计算机网络 计算机网络由多个计算机通过通信网络相互连接组 成。每个计算机称为一个结点。结点之间的连接方 式称为拓扑结构。下图列出了常用的拓扑结构。;二 分布式数据库和分布式数据库系统 分布式数据库(DDB)是分布在计算机网络上的多个逻辑 相关的数据集合。分布式数据库系统(DDBS)是建立在计 算机网络基础上管理DDB的数据库系统。DDB有两特点：;现实世界;第二节 分布式数据库设计 DDBS的设计方法与集中式DBS在总体上是相似的。除 了前边介绍过的数据库一般设计方法之外，DDBS主要 考虑数据库的分布问题，即如何把数据库R的数据合理 地分布在多个结点上。本节介绍三种分布方法和有关的 命名问题和分片透明性问题： 一 重复存储分布方法：每结点存储R的一个副本； 二 分片存储分布方法：将R划分为多个片段，每 个片段存储在一个结点； 三 组合存储分布方法：上述两种方法的组合。 四 命名和局部自治性 五 分布透明性;数据的重复??储 这种分布方法把全部或部分数据库文件重复存储在至 少两个结点上。如果数据库文件R在每个结点都有一个副 本，则R的这种重复存储方式称为完全重复存储方式。 数据库重复存储的优点是： 1.可靠性较高：当用户查询需要访问某结点存储的R，而该结点 恰好出现故障，此时系统可以使用别的结点存储的R副本，继 续进行用户查询。 2.并发性较好：读操作是数据库的主要操作。数据库的多副本存 储允许读操作以并发方式进行，从而降低读操作的时延。 3.通信开销较低：当能在本地的数据库副本中读到所需要的数据 时，就能避免了结点间的通信开销。加快了系统的响应速度。 数据库重复存储也有如下的缺点： 1.数据重复存储带来了数据一致性的维护问题。任何改变数据库 的操作都必须在全体副本进行。于是增加了数据更新的开销。 2.数据重复存储也增加了并发控制的复杂性。若要对一个记录加 锁，则还必须对其所有副本加锁。于是增加了并发控制的开销。;数据的分片存储 这种分布方法把关系划分为若干个片段并把这些片段分布在 不同的结点上。片段的划分必须保证数据库语义不变、信息 的不重复和可重构。划分的粒度要适中，过大不利于数据分 布和并发控制，过小则增加查询的复杂性。粒度的划分取决 于DDBS上运行的各应用程序。 划分片段有如下三种方法： 1)水平划分：把关系的元组作不重叠的分组。可以用选择操作 完成水平划分。例如对总行的客户关系可按所属支行作水平 划分。同一支行的客户划分为同一个片段。 2)垂直划分：对关系模式分解为几个子模式，每个子模式属性 集含有原关系模式的键，或系统专门设置的直接检索元组的 实际地址(元组标识符)。可以用投映操作完成垂直划分。由 于子模式含键，故各片段通过自然连接可正确恢复原关系。 3)混合划分：是上述两种方法的混合方法。 例如先作垂直划分，然后作水平划分。;支行 帐号 姓名 余额 北京 101 陈大 1000 北京 102 赵二 90;数据的组合存储 这种分布方法组合了重复存储和 分片存储两种方法。给定一个数 据库关系R，先对R作片段划分。 任何片段既可以单独存放在某个 结点，也可以重复存储在若干个 结点上。这取决于应用的特点。 例如，总行的客户关系既按所属 支行作水平划分，也按子属性结 构作垂直划分。右边案例把一个 关系划分为四个片段。;命名和局部自治性 数据项的唯一命