分布式数据库系统及其应用
基于分布式跨数据库平台模式下信息系统的开发与应用
图 一
理 分 布性 及 业务 分 布性 的普 遍现 状 ，从 而使 得 处于 不 同地 理位
在 对 系统模 型 的 综合 分 析基 础 之 上 ，从 网络 构架 和 数据 库 置 的企 业 、上 级 管理 机 构 以及 企业 内部 业务 部 门 ，需要 在 同一 平 台构 建两 个 方面 ，介绍 了港 口信 息 系统 在分 布 式跨 数据 库 平 虚 拟环 境下协 同工作 。 因此 ，企业 在进 行信 息 系统 项 目建 设时 ， 台模式 下开 发的 实施过程 。 面Ｉ 临着 “ 同数 据库 应 用 平 台并 发运 行 ，多 台服 务 器在 复 杂 网 不 络 环 境 下协调 工 作 ” 的开 发 要求 。如 何 在这 种 分布 式 跨平 台 网 络 环境 下 ，开 发高效 的信 息系统 是一 个非 常重要 的问题 。
制 台服 务 是 一个 专 门 的服 务器 ，数据 管理 则 是 在一 个 专 门的 数 用 这条 隧道 可 以通过 对 数据 进 行几 倍 加密 达 到数 据信 息 安 全交
据 库 服务 器 上 实现 的 。二 是跨 数 据库 平 台开 发 ，是 指 为完 成 某 换 的 目的。
系统设 计功 能 ，不 同 Ｄ ＭＳ （ Ｂ 数据库 管理 系统 ） 间协调 工作 ， 之 进 行数据 访 问 ，存储 过程 和子 查询等 操作 。 通 过创 建数据 连接 完成来自 据库 间数据 实时 交换 。
关键 词 ：分布式 Ｖ Ｎ 技 术 跨数 据库 信息 系统开 发 Ｐ
随 着信 息 技 术 的飞 速 发展 ，社 会 信 息化 进程 不断 加快 ，网
络 已经 深 入 到 当今 社 会 的 各 个 角落 ，从金 融 行 业 的 银行 联 网、 政 府部 门的 电子 政 务 ，到 交通 行 业 的售 票 系统 ，企 业对 信 息化
第12章 分布式系统的应用
缺陷：顺序号丢失（空序）或乱序需要重传或可 能会产生错误。
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存储器相关性问题
• 第 3 类的读复制算法是 DSM 系统中普遍采用的。 Li 和Hudak进一步提出了这类算法的3种实现方法。
– 集中管理者算法 – 分布式管理者算法 – 动态分布式管理者算法 （P272）
缺陷：发生颠簸。
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存储器相关性问题
3. 读复制算法（转移和复制）
是一个“多读/单写”协议，其写操作：
1) （客户端）如果需要的数据不在本地，确定它的位置， 然后发出请求； 2)（远程主机）收到请求，发出数据对象；（转移） 3) （客户端）收到对象，并对所有拥有数据对象拷贝的站 点发出使无效或更新的组播； 4) （远程主机）收到使无效信号，使本地拷贝无效，或接 受更新信号并且更新本地拷贝；（复制） 5)（客户端）访问数据对象（写）。
设访问控制的文件访问）
• 用本地系统和远程系统的 UID 映射（域映射或域信 任等），以控制访问权； （如 Windows 域信任或 Unix 的
主机信任）
• 分布式系统中，每个用户有一个确定且唯一的 UID ， 这个 UID 在任何处理机上有效而且不需要映射。 （全局统一的用户UID和文件访问控制）
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分布式操作系统
• 因此，分布式操作系统较网络操作系统的 关键区别是 Tanenbaum 提出的 8 个不同程度 的透明性概念：
– – – – – – – – 访问透明性 并发透明性 错误透明性 位置透明性 移植透明性 并行透明性 性能透明性 复制透明性
(P263)
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分布式数据库的应用研究
新会 引 起 数据 的 不 一致 ! 系 统必 须 以 最小 的 代 价 保 持各 冗 余 副 本 的 一 致性" & # 分 布 式事 务 的 并发 控 制 在分 布 式 数据 库 系 统中 ! 多 个事 务 同 时读 写 同 一 数 据的 情 况 比 集 中 式 数 据 库 系统 大 得 多 ! 并 发 控 制 机 制在 尽 可 能 提 高 系 统 并 行 性 # 提 高 系 统 效 率 的 同时 ! 要 协调 多 个 事务 ! 保 证 结果 的 正确 性 以 及 数 据 库的 完 整 性 # 一 致 性" ’ # 可 靠 性要 有 一 套机 制 保 证某 站 点 或者 某 通 信 线 路 出现 故 障 时 ! 系 统 其 余 部分 可 以 正常 工 作 !并 有 效 恢复 出 现 故障 的 部 件" 2 # 目 录管 理 分 布式 数 据 库系 统 的 目 录即 分 布 式 数 据库 系 统 的 数 据 字 典 " 目 录系 统 本 身也 构 成 了一 个 分 布式 数 据 库系 统 ! 有着 同 样 的问 题 ! 目 录 的 分 布与 冗 余 存在 对 某 一费 用 函 数的 优 化" $# 利 用 分布 式 数 据库 技 术 搭建 企 业 信息 管 理系 统
!! 引言 当 前 ! 企 业管 理 思 想 和 管 理 模 式 不 断发 生 变 化 ! 对 信 息 系 统 也 不 断 提 出 更 高 的要 求 ! 基于 集 中 式数 据 库 的信 息 系 统已 经 不 能 满 足应 用 的 需 要 ! 此 时 ! 数 据库 技 术 和计 算 机 软硬 件 水 平的 不 断 进步 以 及 网 络 技术 的 飞 速 发 展 ! 促 使 分布 式 数 据库 技 术 出现 ! 在 很大 程 度 上解 决 了 这一 问 题 " 分布 式 数 据 库 技 术是 数 据 库技 术 与 网络 技 术 相结 合 的 产物 ! 分 布 式 数 据库 技 术 适 用 于 地 域 上 分 散 而管 理 上 相 对 集 中 的 大集 团 # 大 企 业 ! 很 好 的 解 决 了 局 部 控 制 与 全 局 管 理的 矛 盾 ! 理 顺 了 企 业 各 个 环节 ! 提 升 了 企 业 的 管 理 水 平 和 竞 争力" "# "!! 分 布 式 数据 库 系 统的 优 缺 点简 介 分 布 式数 据 库 系统 的 优 点
浅谈分布式数据库在电视台管理信息系统中的应用
近 年来 随着 我 国经济 的 飞速发 展和 社会 的不 断进 步 ，各个 电 视台 的规模 日趋 庞 大 ，而 多数 电视 台 的管理 信 息系统依 然 使用集 中式 数据库 系统 ， 所有 的数 据 由统一 的数据 库管 理系统 进行 管理 。 随着 时 间： １ 这 （） 数据 库容量 的无 限制 扩 大；（ ）系统 的安全 性 问题 日趋严 重 ； ３ ２ （） 终端 到 中心站 点的 通信 开销过 大 。 为 了解决 信息 管理 系统 中的 这些 问题迫 切 需要 一种新 的数 据 库管 理 系统 。针对 电视 台的 管理信 息 系统 的需 求 ，分 布 式数据 系 统更 为 适合 当今我 国各 电视 台 的管理 模式 。分 布式 数据库 的结构 能够 恰 当 的反映 出 电视 台的信息 数据 结构 ：各 频道 数据保 存在 本 地维 护 ，而 同时 又可 以在需 要 时存取 异地 的数 据 ，总 台的核 心服
探讨。
关键词 ：分布 式数据 库 ；管理信 息 系统 ； 电视 台
中圈分类号：Ｔ ３１ ２ Ｐ ｌ． ５
文献标识码 ：Ａ 文章缡号：１０－ ５９（ １ １— ０２ ０ ０７ ９９ ２ ￣ ４ ０ ０— ２ ０
逻辑上 又构 成一个 整体 的特 征相符 合 。 （ ） 电视 台管理 信 息系统 中分布 式数据 库 的设计 二 １ ． 原则 设计 电视 台管理 信息 系统 中有 总 台统一 管理 如人 事、 资金等 关键
分布式数据库技术在公安信息管理系统中的应用
公 安 信 息 中心 负 责 数 据 库 的 运 行 管 理 和提 供 信 息 服务 。市级公 安局 是公 安三 级 主干 网的基 本节
点 和 第 一 信 息 汇集 地 。 市 级公 安 局 最 贴 近 信 息 源 ， 务信 息 种类 齐 全 ， 业 内容 丰富 ， 接 承 办各 项 直
公 安 业 务 工作 ．也 是 数据 库 分 布 最 为 广 泛 的 一 级 。这就不 可避 免地 造成 各级 各类 应用 数据库 分 散 ， 据库 之 间不 能 很 好 地 实 现 共 享 ， 公 安 工 数 给 作带 来严 重影 响 。
的 矛 盾 ， 实现 公 安 信 息 的 共 享 和 交 换 。
关键 词 ：分布 式数据 库 ；公 安信 息 管理 ；数 据 同步 ；数据 查询 ；分 布事务 管理
中 图分类 号 ：Ｄ ３ ６１ 文献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１７ — ５ １ （０ ０ ５ ０ ７ — ４ ６ １０ ４ ２ １ ）０ — ０ ２ ０
收 稿 Ｅ期 ：２ １ — ９ ０ ｌ ００ ０ —２
础性、 共享 性信 息 资 源库 ， 建 一 个 功 能 强大 ， 构 可
对部 、 、 省 市三 级数据 库进 行关 联查 询 的综合 信息 查 询系 统 。省 级公 安 厅 、 可 以根据 自身 的工作 局 特点 和实 际需求 。 各市级 数据 库 建设 的基 础上 ， 在
既 很 好 地 满 足 了不 同 部 门拥 有 和 管 理 自己 的数
随着 计算 机 网 络和 软件 技 术 的迅 猛 发 展 ， 数 据 库 技术 也 不甘 落后 ， 其 是 现在 分 布式 数 据 库 尤 技 术 的应 用 ， 不 同 区域 、 散 的数 据 得 以 共享 ， 使 分 大大 提高 了工作 的 协调性 与 效 率 ， 给人 们 带 来 了
分布式数据库管理系统的设计与实现
分布式数据库管理系统的设计与实现随着大数据时代的到来，数据的规模和复杂性不断增加。
传统的集中式数据库管理系统无法满足对大规模数据的高效处理和存储需求，而分布式数据库管理系统成为了解决方案之一。
本文将介绍分布式数据库管理系统的设计与实现。
1. 引言分布式数据库管理系统是指将数据分布存储在多个节点上，通过网络连接和协作，实现数据的高效管理、处理和存储。
分布式数据库管理系统的设计和实现需要考虑到数据分布的策略、数据一致性的保证、查询优化等多个方面。
2. 数据分布策略的设计在分布式数据库管理系统中，数据的分布对系统的性能和可扩展性有着重要影响。
常见的数据分布策略有水平分区和垂直分区两种方式。
水平分区是指将数据按照某个字段进行划分，每个节点存储一部分数据。
这种方式适用于负载均衡和并行查询的场景。
垂直分区是指将不同的数据表按照不同的节点划分，并将关联的数据表分布在同一节点上。
这种方式适用于减少网络通信和数据冗余的场景。
3. 数据一致性的保证在分布式数据库管理系统中，数据的一致性是一个重要的问题。
由于数据的分布存储和多个节点的协作，可能会出现数据的不一致性问题。
为了解决这个问题，可以采用分布式事务和副本管理等技术。
分布式事务是指跨越多个节点的事务操作，需要保证原子性、一致性、隔离性和持久性。
常见的分布式事务协议有二阶段提交和多阶段提交等。
副本管理是指将数据的多个副本存储在不同的节点上，保证数据的冗余性和容错性。
副本一致性协议如Paxos和Raft等可以保证数据的一致性和可靠性。
4. 查询优化在分布式数据库管理系统中，对查询的优化是提高系统性能的关键。
由于数据的分布存储和节点间的通信开销，查询优化需要考虑数据分布的情况和网络带宽的限制。
查询优化可以从多个角度进行，包括查询重写、查询划分和索引等。
查询重写是指将用户的查询请求转换为等价的逻辑查询，通过优化逻辑查询的执行顺序和选择合适的算法来提高查询效率。
查询划分是指将查询分解为多个子查询，分发到不同的节点上执行，减少数据的传输和计算开销。
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：
分布式数据库总结
%%%%%%%%%%%%%%%第一章：分布式数据库系统概述数据库：长期存储在计算机内的有组织的，可共享的相关数据的集合。
数据库管理系统：DBMS是介于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
为用户或应用程序提供访问DB的方法，包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
DBMS基于某种数据模型。
数据库系统：数据库系统（DBS）通常是指带有数据库的计算机应用系统。
包括数据库、相应的硬件、软件和各类人员。
数据库技术：数据库技术是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科；是一门综合性较强的学科。
数据抽象：视图抽象——外模式；概念抽象——概念模式；物理抽象——内模式数据模型：数据模型三要素：数据结构；数据操作；完整性约束模式/内模式映象：该映象存在于模式与内模式之间，用于定义模式与内模式之间的对应性。
本映象一般在内模式中描述。
外模式/模式映象：该映象存在于外模式与模式之间，用于定义外模式和模式之间的对应性。
本映象一般在外模式中描述。
物理独立性：在数据库系统的三级模式结构中，存在模式/内模式的映象，当内模式发生变化时，只要修改模式/内模式的映象，就可以保持模式不变，从而保证程序与数据的物理独立性。
逻辑独立性：在数据库系统的三级模式结构中，存在外模式/模式的映象，当模式发生变化时，只要修改外模式/模式的映象，即可保持外模式不变，从而保证程序和数据的逻辑独立性。
DDBS具有如下四个基本特点：物理分布性逻辑整体性场地自治性场地之间协作性计算机网络：定义为相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。
相互联接指两台或多台计算机通过信道互连，从而可进行通信；彼此独立则强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力，每台计算机都具有独立的操作系统。
计算机网络的组成：通信子网和资源子网分布式数据库定义：物理上分散而逻辑上集中的系统，它使用计算机网络将地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。