分布式数据库系统.
分布式数据库系统的优势与劣势
分布式数据库系统的优势与劣势在当今数字化时代，数据的管理和处理成为了企业和组织运行的关键。
数据库系统作为存储和管理数据的重要工具，也在不断发展和演进。
其中，分布式数据库系统逐渐崭露头角，为处理大规模数据和高并发访问提供了有效的解决方案。
然而，就像任何技术一样，它既有显著的优势，也存在一些不可忽视的劣势。
一、分布式数据库系统的优势1、高可用性和容错性分布式数据库系统通常由多个节点组成，这些节点分布在不同的物理位置。
当其中一个节点出现故障时，其他节点可以继续提供服务，从而确保系统的不间断运行。
这种容错机制大大提高了系统的可用性，减少了因单点故障导致的服务中断风险。
例如，在一个电子商务网站中，如果数据库的某个节点出现故障，其他节点可以迅速接管，用户仍然能够进行购物、下单等操作，不会受到明显的影响。
2、可扩展性强随着业务的增长，数据量和访问量往往会急剧增加。
分布式数据库系统可以通过添加更多的节点来轻松扩展存储容量和处理能力，以满足不断增长的需求。
比如，一家社交媒体公司在用户数量快速增长时，可以快速地添加新的数据库节点，而无需对整个系统进行大规模的重构。
3、高性能和并发处理能力由于数据分布在多个节点上，查询和操作可以并行执行，从而提高了系统的整体性能和响应速度。
多个节点可以同时处理不同的请求，有效地应对高并发访问的场景。
对于像在线游戏这样需要同时处理大量玩家操作的应用，分布式数据库能够快速响应，保证游戏的流畅性。
4、数据分布和本地化数据可以根据地理位置、业务需求或访问模式等因素进行分布。
这样，用户在访问数据时，可以从距离自己较近的节点获取，减少了数据传输的延迟，提高了访问效率。
例如，一家全球性的企业可以将其在不同地区的数据存储在当地的数据库节点中，当地的员工在访问数据时能够获得更快的响应速度。
5、成本效益虽然分布式数据库系统的初始建设成本可能较高，但从长期来看，它可以通过灵活的扩展和资源利用，降低总体拥有成本。
分布式数据库系统标准
分布式数据库系统标准分布式数据库系统是指将数据存储在多个计算机节点上，并通过网络连接进行数据交换和共享的系统。
在当今大数据时代，分布式数据库系统已经成为了大型企业和互联网公司处理海量数据的重要工具。
然而，由于分布式数据库系统涉及到多个节点之间的数据一致性、容错性、性能等方面的问题，因此需要制定一套标准来规范和指导分布式数据库系统的设计与实现。
首先，分布式数据库系统的标准应当包括数据一致性的要求。
在分布式环境下，多个节点之间的数据同步是一个非常重要的问题。
标准应当规定数据更新的一致性策略，确保在数据更新操作时，各个节点的数据能够保持一致。
此外，还需要规定数据的一致性检测与修复机制，以应对数据不一致的情况。
其次，分布式数据库系统的标准还应当包括容错性的要求。
在分布式系统中，任何一个节点的故障都不应该影响整个系统的正常运行。
因此，标准应当规定节点故障检测与恢复机制，确保系统在节点故障时能够自动进行故障转移和恢复操作，保证系统的持续可用性。
另外，分布式数据库系统的标准还应当包括性能的要求。
在处理海量数据的情况下，系统的性能表现直接影响到用户体验和业务效率。
标准应当规定数据分片与分布策略，确保数据能够被均衡地分布在各个节点上，提高系统的并发处理能力和吞吐量。
同时，还需要规定查询优化与索引策略，提高系统的查询性能和响应速度。
最后，分布式数据库系统的标准还应当包括安全性的要求。
在分布式环境下，数据的安全性是一个至关重要的问题。
标准应当规定数据加密与权限控制策略，确保数据在传输和存储过程中不会被泄露或篡改。
同时，还需要规定访问审计与日志记录机制，以便对系统的安全性进行监控和审计。
综上所述，分布式数据库系统标准应当包括数据一致性、容错性、性能和安全性等方面的要求。
这些标准将有助于规范和指导分布式数据库系统的设计与实现，提高系统的可靠性和稳定性，满足大数据时代对于高效数据处理和存储的需求。
《分布式数据库系统》PPT课件
或者产生一个新泵，然后传递连接控制。 (7)数据泵询问导航器下一个去的地址：其它Interchange，或
者其它目的地。 (8)数据泵发送连接到下个协议“共同体”。 注意：如果Interchange作为目的地是在同一个协议“共同体”返回节
是
5 分片独立性
是
6 数据复制独立性
是
7 分布式查询处理
是
8 分布式事务管理
是
9 硬件独立性
是
10 操作系统独立性
是
11 网络独立性
是
12 DBMS独立性
是
返回章
9.2 分布式数据库的连接
图9.3:一个ORACLE分布式数据库实际结构
目录
9.2.1分布式数据库全局名和数据库链 9.2.2 连 接 客 户 （ CLIENTS ） 和 服 务 器
9.5.5 配置LISTENER
1. 配置listener地址 ：将机器上一定的数据库连接要求配置为监控器确 定的地址 listener配置文件listener.ora指定 例9.12：配置一个叫LISTENER的listener,来接受在PORT.7000的“共同 体”.ORACLE和在OBJECT lsnr的.ORACLE“共同体” 上的连接：
2 WHERE ename=’GREEN’; 1 row deleted.
返回节
9.4 事务管理
事务 ：一个原子单位 ，满足ACID准则即原子性、一 致性、隔离性、持久性。 ORACLE的事务管理 由一个可执行的SQL语句开始 ，事务开始时，被赋给 一个可用回滚段，记录该事务的回滚项 事务结束
当COMMIT或ROLLBACK(没有SAVEPOINT子句)语句发出。 一个DDL语句被执行。在DDL语句执行前、后都隐式地提交。 用户撤消对ORACLE的连接(当前事务提交)。 用户进程异常中止（当前事务回滚）。
分布式数据库系统的优缺点
分布式数据库系统的优缺点
分布式数据库系统的优点
分布式数据库系统是在冀中是数据库系统的基础上发展来的，比较分布式数据库系统与集中式数据库系统，可以发现分布是数据库系统具有下列优点：
（1）更适合分布式的管理与控制。
分布式数据库系统的结构更适合具有地理分布特性的组织或机构使用，允许分布在不同区域、不同级别的各个部门对其自身的数据实行局部控制。
例如：实现全局数据在本地录入、查询、维护，这时由于计算机资源靠近用户，可以降低通信代价，提高响应速度，而涉及其他场地数据库中的数据只是少量的，从而可以大大减少网络上的信息传输量；同时，局部数据的安全性也可以做得更好。
（2）具有灵活的体系结构。
集中式数据库系统强调的是集中式控制，物理数据库是存放在一个场地上的，由一个DBMS集中管理。
多个用户只可以通过近程或远程终端在多用户操作系统支持下运行该DBMS来共享集中是数据库中的数据。
而分布式数据库系统的场地局部DBMS的自治性，使得大部分的局部事务管理和控制都能就地解决，只有在涉及其他场地的数据时才需要通过网络作为全局事务来管理。
分布式DBMS可以设计成具有不同程度的自治性，从具有充分的场地自治到几乎是完全集中式的控制。
数据库系统概论第十四章分布式数据库系统
分布式数据库设计
– 组合存储 这种方法是重复存储和分片存储相结合的方 法。关系被划分为几个片段，系统为每个片 段维护几个副本，每个副本存放于不同的结 点上。
分布式数据库设计
命名和局部自治性 – 每个数据项（关系、副本、片段）必须有唯 一的名字，在分布式数据库系统中必须保证 在不同的结点上不会用同一个名字来代表不 同的数据项。 – 途径1：名字服务器
分布式数据库和分布式数据库系统
– 全局的一致性、可串行性和可恢复性
• 分布式数据库系统中各局部数据库应满足集中式 数据库的一致性、并发事务的可串行性和可恢复 性。除此之外还应保证数据库的全局一致性、全 局并发事务的可串行性和系统全局的可恢复性。 这是因为在分布式数据库系统中全局应用要涉及 两个以上结点的数据，全局事务可能由不同结点 上的多个操作组成。
– 逐步扩展处理能力和系统规模
• 相对于集中式数据库系统，分布式数据库系统能 够方便地将一个新结点纳入系统，而不影响现有 系统的结构和系统的正常运行，提供了逐步扩展 系统能力的较好途径。
分布式数据库的体系结构
全局外模式 全局外模式
映像1 映像2
全局概念模式
全局DBMS
分片模式
映像3 分布模式 局部概念模式
• 可用性强 如果某个存储R的结点出了故障，系统仍然可以使用其它 结点上的副本继续处理用户查询，使系统正常运行。 • 增强并行性 由于R的重复存储，可以使更多的用户并行地查询R。
数据的重复存储也会带来一些问题，如增加了更新 操作的开销，加大了并行控制的难度
分布式数据库设计
– 分片存储 关系被划分为几个片段，各个片段存储在不 同的结点上。将数据分片，使数据存放的单 位不是关系而是片段，这既有利于按照用户 的需求较好地组织数据的分布，也有利于控 制数据的冗余度。分片时必须遵循以下原则：
分布式数据库系统
答
P
场地A
场地B
在场地B选出红色零件的元组（10个），然后对每一 个元组逐一检查场地A，看北京供应商的装运单中是否有 这个零件装运单（若有则选出S#），每做这样一次检查 包括2次消息，共问答10次，通信时间为：
T[4]=2*10=20秒
26
查询处理和优化
策略5：
传（S#,P#）
(S)SP
P
场地A
14
分布透明性----包括分片透明性、位置透明性和局部数 据模型透明性。
分片透明性----分布透明性的最高层次。指用户或 应用程序只对全局关系进行操作而不考虑关系的分 片。当分片模式改变了，由于全局到分片模式的映 像、全局模式不变，应用程序不必改写。
位置透明性----分布透明的下一层次。指用户或应用 程序不必了解片段的场地，当存储场地改变了，由于 分片模式到分布模式的映像，应用程序不必改变。 局部数据模型透明性----用户或应用程序不必了解局 部场地上使用哪种数据模型，模型转换以及数据库语 言的转换由映像4完成。
分布式数据库系统中全局应用要涉及到两个以上结点的 数据，全局事务可能由不同场地的多个操作组成。所以应 该保证数据库的全局一致性、全局并发事务的可串行性和 系统的全局可恢复性。 当一个结点发生故障，操作失败后如何使全局事务回滚？ 如何使另一个结点撤销已执行的操作或不必再执行其他操作。
采用的技术比集中式数据库系统更复杂和困难。
•提高系统的可靠性、可用性 当某一场地出现故障时，系统可以对另一场地上的相同 副本进行操作，不至于造成整个系统的瘫痪。
•提高系统性能 系统可选择用户最近的数据副本进行操作，减少通
信代价，改善整个系统性能。
存在的问题： 冗余副本之间存在数据不一致，必须着力解决。
分布式数据库系统(DDBS)概述.
分布式数据库系统(DDBS概述一个远程事务为一个事务,包含一人或多个远程语句,它所引用的全部是在同一个远程结点上.一个分布式事务中一个事务,包含一个或多个语句修改分布式数据库的两个或多个不同结点的数据.在分布式数据库中,事务控制必须在网络上直辖市,保证数据一致性.两阶段提交机制保证参与分布式事务的全部数据库服务器是全部提交或全部回滚事务中的语句.ORACLE分布式数据库系统结构可由ORACLE数据库管理员为终端用户和应用提供位置透明性,利用视图、同义词、过程可提供ORACLE分布式数据库系统中的位置透明性.ORACLE提供两种机制实现分布式数据库中表重复的透明性：表快照提供异步的表重复;触发器实现同步的表的重复。
在两种情况下，都实现了对表重复的透明性。
在单场地或分布式数据库中，所有事务都是用COMMIT或ROLLBACK语句中止。
二、分布式数据库系统的分类：(1 同构同质型DDBS：各个场地都采用同一类型的数据模型(譬如都是关系型，并且是同一型号的DBMS。
(2同构异质型DDBS：各个场地采用同一类型的数据模型，但是DBMS的型号不同，譬如DB2、ORACLE、SYBASE、SQL Server等。
(3异构型DDBS：各个场地的数据模型的型号不同，甚至类型也不同。
随着计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，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据。
三、分布式数据库系统主要特点：DDBS的基本特点：(1物理分布性：数据不是存储在一个场地上，而是存储在计算机网络的多个场地上。
逻辑整体性：数据物理分布在各个场地，但逻辑上是一个整体，它们被所有用户(全局用户共享，并由一个DDBMS统一管理。
(2场地自治性：各场地上的数据由本地的DBMS管理，具有自治处理能力，完成本场地的应用(局部应用。
(3场地之间协作性：各场地虽然具有高度的自治性，但是又相互协作构成一个整体。
DDBS的其他特点(1数据独立性(2集中与自治相结合的控制机制(3适当增加数据冗余度(4事务管理的分布性四、分布式数据库系统的优点：(1更适合分布式的管理与控制。
数据库分布式系统的说明书
数据库分布式系统的说明书一、引言数据库分布式系统是一种基于分布式计算和存储的数据库系统，可以将数据和计算任务分散到多个节点上进行并行处理，从而提高系统的性能与可扩展性。
本文将详细介绍数据库分布式系统的原理、架构以及应用场景。
二、原理与架构1. 分布式数据存储数据库分布式系统中的数据通常被分散存储在多个节点上，每个节点负责管理一部分数据。
这样的分布方式可以提高数据的可用性和容错性，同时也增加了系统的并行处理能力。
2. 分布式数据访问为了实现对分布式存储的数据的高效访问，数据库分布式系统采用了一些常用的技术手段，如数据划分、数据复制、数据分片等。
这些技术可以提高数据的可靠性、查询效率和负载均衡能力。
3. 分布式事务处理在分布式环境下，事务处理变得更加复杂。
数据库分布式系统通过引入分布式事务协调器来协调多个节点上的事务执行，保证数据的一致性和可靠性。
4. 分布式查询与计算数据库分布式系统支持将查询和计算任务分发到多个节点上进行并行处理，从而提高系统的查询性能和计算能力。
常用的分布式查询与计算技术包括MapReduce、Spark等。
三、应用场景数据库分布式系统在许多领域都有广泛的应用，以下是几个典型的应用场景。
1. 大规模数据分析对于大规模的数据分析任务，传统的单机数据库往往无法满足性能要求。
通过将数据分散存储在多个节点上，并使用分布式查询和计算技术，可以大幅提高数据分析的效率和速度。
2. 云计算平台云计算平台需要支持大规模用户的数据存储和查询需求，因此数据库分布式系统是其基础设施之一。
通过将数据库分布在多个物理节点上，可以提供高可用性和扩展性的数据服务。
3. 实时数据处理对于实时数据处理场景，数据库分布式系统可以通过数据的并行处理和分布式计算来实现对实时数据的快速处理和分析。
这在金融、物联网等领域有着重要的应用价值。
四、总结数据库分布式系统是一个基于分布式计算和存储的数据库架构，可以提高系统的性能、可靠性和可扩展性。
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计算机1
重庆 DB1
DB1 北京
计算机1
通讯网络
计算机1
上海 DB1
9.1.2 分布式数据库系统的定义
全局应用：指涉及到两个或两个以上场 地中数据库的应用。
网络的每个站点具有独立处理能力，可 以执行局部应用，同时也能通过网络执 行全局应用。
分布式数据库是由一组数据库组成，这 些数据库分布在计算机网络的不同站点 上，逻辑上是属于同一个系统的。
第九章
分布式数据库系统
本章内容
分布式数据库系统概述 分布式数据库系统的体系结构 分布式查询处理 客户/服务器结构的分布式系统
9.1 分布式数据库系统概述
9.1.1 集中式系统和分布式系统
集中式数据库管理系统的缺点：通信开销大； 系统的坚固性差；性能差；可扩充性差；设计、 管理困难。
分散式系统：将数据库分成多个，建立在多台 计算机上，数据库的管理、应用程序的研制都 是分开并相互独立的，之间不存在数据通行联 系。
分布式数据库系统的特点：数据的分布性；统 一性；透明性。统一性（两个方面：数据在逻 辑上的统一性和数据在管理上的统一性）
分布式数据库与集中式数据库相比的优点：坚 固性好；可扩充性好；可改善性能；自治性好。
T3
DB1
9.1.2 分布式数据库系统的定义
一个分布式系统由通信网络联接起来的 结点的集合。每个结点都是拥有集中式 数据库的计算机系统。
分布式数据库的特点：数据库中的数据 不是存储在同一场地，而是分布存储在 多个场地。
9.1.2 分布式数据库系统的定义
分布性：数据存储在不同场地上。与集 中式数据库不同。
9.1 分布式数据库系统概述
与集中式数据库相比，分布式DB具有： 数据分布式的特点。
与分散式数据库相比，分布式DB具有： 逻辑整体性的特点。
9.1.2 分布式数据库系统的定义
背景
数据库系统+计算机网络
T1
T2 计算机2
T3 DB1
DB1 T1
计算机1 T2 T3
通讯网络
T1 计算机3 T2
9.1.4 分布式数据库系统的优缺点
具有灵活的体系结构
数据库的使用单位组织上、地理上是分布的
适应分布式管理和控制机构。 经济性能优越 经济上和组织上的理由 系统的可靠性高，可用性好。 局部应用的响应速度快。 可扩展性好，易于集成现有系统。
既有数据库互连，历史继承；数据资源共享
每个场地都用同一类型的数据模型，并运行同一型 号的DBMS
同构异质数据库
每个场地都用同一类型的数据模型，但运行不同型 号的DBMS
异构数据库
场地上的数据库系统不尽相同
DBMS不同 数据模型不同
1、数据分布性，逻辑整体性
练习： 2、全局应用 3、位置透明性 ，复制透明性 4、同构异质型DDBS.
9.2 分布式数据库系统的体系结构
9.2.1分布式数据存储 （1）数据分配 数据分配是指数据在计算机网络各场地上的分配策略。 集中式：所有数据均安排在同一个场地上。 分割式：所有数据只有一份，分布被安置在若干个场地。 全复制式：数据在每个场地重复存储。 混合式：数据库分成若干可相交的子集，每一子集安置
在一个或多个场地上，但是每一场地未必保存全部数 据。
分布式数据存储
（2）数据分片:分布式数据库中的数据可以被分割和 复制在物理场地的各个物理数据库中。 优点 将关系分片，有利于按用户需求组织数据的分布。 如产品→（内销产品，出口产品）。 分片方式 水平分片 垂直分片 导出分片 混合分片
9.1.3 分布式数据库系统的透明性
位置透明性 用户或应用程序不必了解它所使用的数据的存储位置。
举例：银行的借贷业务：要判断的情况有5种。 复制透明性
有些数据并不存在一个场地，可能重复存放在不同的场 地。本地数据库中也包含了外地数据库中的数据。 一个分布式系统有了这两种透明性后，用户看到的系统就 如同一个集中式系统。
（2）垂直分片
将关系r按列分为若干属性子集r1，r2，…，rn，每个 子集ri称为一个垂直片段。
一个垂直片段可以看成是关系上的一个投影。
ri =∏Ri（r） 其中Ri是r的一个属性子集。
如P_S = ∏SNO，SNAME（S） 关系的重构可以通过连接运算来实现。
系统规模逐步扩展增加结点，不影响现有系统运行
9.1.4 分布式数据库系统的优缺点
缺点： 系统开销大，主要花在通信部分。 复杂的存取结构在集中式系统中是有效
存取数据的重要基数，但在分布式系统 中不一定有效。 数据的安全和行保密性较难处理。
9.1.5 分布式数据库系统的分类
同构同质数据库
1、与集中式DB相比，分布式DB具有（）特点，与分 散式DB相比，又具有（）特点。
2、区别系统是分散式还是分布式就是判定系统是否 支持（）.
3、在分布式DB中，用户看到的系统如同一个集中式 DBS，这是因为分布式系统具有（）和（）特点。
4、如果各个场地都采用同类型数据模型，但DBMS不 同型号，这种系统属于（）型DBMS.
9.1.2 分布式数据库系统的定义
分布式数据库包含两个重要组成部分： 分布式数据库和分布式数据库管理系统。
分布式数据库是计算机网络环境中各场地 上数据库的逻辑集合。
分布式数据库管理系统是分布式数据库系 统中的一组软件，它复杂管理分布环境下 逻辑集成数据的存取一致性、有效性和 完备性。
分布式数据存储
分布式数据存储
1）水平分片 将关系r按行分为若干子集r1，r2，…，rn，每个 子集ri称为一个水平片段。 一个水平片段可以看成是关系上的一个选择。 ri =P（i）（r） 如M_S=sex=‘M’（S） 关系的重构可以通过并运算来实现。 r= r1 ∪r2∪…∪rn
分布式数据存储
逻辑整体性：数据逻辑上是相互联系的 一个整体。与分散在计算机网络不同站 点上的一组没有相互联系的本地数据库 区别开来。
9.1.2 分布式数据库系统的定义
物理上是分布的，逻辑上是统一的 一组数据库的集合 要素
计算机网络 数据库系统
银行系统
访问本地银行数据：局部应用 通兑业务、转账业务：全局应用