分布式数据库系统查询处理与优化
一种分布式数据库多表关联查询的方法及系统与流程
一种分布式数据库多表关联查询的方法及系统与流程分布式数据库多表关联查询是指在分布式数据库系统中，通过查询多个表之间的关联关系来获取需要的数据。
分布式数据库是将数据库分布在多台服务器上，这些服务器通过网络连接在一起，可以同时处理大量的数据和查询请求。
在分布式数据库系统中，多表关联查询可以分为两种类型：本地关联和全局关联。
本地关联是指查询的多个表位于同一台服务器上，全局关联是指查询的多个表位于不同的服务器上。
一种常见的分布式数据库多表关联查询的方法是通过分布式数据库管理系统（Distributed DBMS）来实现。
分布式DBMS是一种管理和协调分布式数据库的软件系统，它可以将分布式数据库中的数据以透明的方式对外呈现，使用户和应用程序可以像操作单个数据库一样操作整个分布式数据库。
下面是一种分布式数据库多表关联查询的系统与流程：1.系统设置：搭建一个分布式数据库系统，包括多台服务器、分布式DBMS软件和网络连接。
每台服务器上都安装了数据库管理系统和存储引擎，数据库管理系统负责管理和分配数据存储在各个服务器上，存储引擎负责实际存储和访问数据。
2.数据分布：将需要关联查询的多个表数据分布到不同的服务器上。
可以采用水平划分、垂直划分或混合划分等不同的数据分布方式。
水平划分是指将一个表的行数据分散到多个服务器上，垂直划分是指将一个表的列数据分散到多个服务器上，混合划分则是水平划分和垂直划分的组合。
3.数据同步：分布式数据库需要实时保持数据的一致性，因此在每次数据更新操作后，需要对分布式数据库进行数据同步。
数据同步可以通过主从复制、多向同步或分布式事务等方式实现，确保每个服务器上的数据都是最新的。
这可以通过数据库管理系统和存储引擎的协作完成。
4.多表关联查询：在应用程序或客户端发起关联查询请求时，分布式DBMS会根据查询条件将请求发送到合适的服务器上进行处理。
每个服务器只处理所需的部分数据，然后将结果返回给应用程序或客户端。
分布式资产管理查询优化的研究
分 布式 数据 库查 询 已成为 信息处 理 中 的一 个 重要
环 节 分 布式查 询处 理模块 是 用户 与分 布式数 据库 系 统 的接 口． 是分 布式 数据 库管 理 系统 的核心 ． 也 而查 询 优 化技术 又 是查询 处 理 的关 键技 术 目前 常见 的分 布 式数 据库 查 询优化 策 略有基 于语 义信 息 的分布 查询 处
的分 布式 查询 处理 等
１２ 查 询处 理和 优化 要解 决 的问题 － 分布 式数 据库 系统 大多 数都是 关 系型 的 ．由于关
系查 询 的语 义级 别较 高 ． 为查 询优 化提供 了可 能 系统 执行查 询 可 以有 多种 策 略 ．而且彼 此之 间性 能会 有很 大差别 。在 分布 式数 据库 系统 中有 ３类查 询 ：局部 查
自治 相结 合 的控 制结 构 ． 当增 加 数 据冗 余 度 及 全局 适 的一致 性 、 串行性 和 可恢复 性等 特点 。 可 分 布式 资产管 理 系统对存 储在 不 同站点 的数 据进
行 全局 查 询 它 通过 逻辑 上 的集 中实 现数 据 共 享 ． 给 用 户提供 一个 总 的 、 聚合 的 、 唯一 的数据 集合及 统 一 的
分 为若干 逻辑 片段 ．这些 片段又 可 以在 系统 的多个 节 点上存 放 以 ． 所 对一 个查询 中所涉 及 的关系需 要确定
一
支持 基 于本系 统 的查 询优化 方 法主要从 以下 ２个方
冉 崇善
Ｒ ｎ Ｃｈ ｎ ｓ ａ ａ ｏ ｇｈ ｎ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘 要 以某集 团公 司固定 资产 查询 系统为 例 ，讨论 了查询优 化 问题 ，
提 出了适 合本 系统的查 询优 化 策略 。
分布式数据库查询优化与安全策略的研究
【 关键词 】 分布式 ； 数据库； 安 全； 防护策略
０ 引言
然． 对于这种搜索模式 ， 可 以找到最佳 的路经去进行查询 。为此 ， 我们 在此基础上对它进行改进 ． 降低它的时间复杂度 。在人工智能里面的 分 布式数据库 系统 是计 算机网络系统 与数 据库系统与协作 与融 Ａ 算法可 以引入到 Ｓ Ｄ Ｄ 一 １ 算法 中来 ， 当元组 数 目不是很大 时 ， 可以 合的产物 ． 具有数据独立性 、 事务管理的分布性 、 集中与 自治相结合 的 采用Ａ 算法的思想对它进行 查询优化。 在此基础上能找到最优的 方 系统控制方法 、 存在适 当的数据冗余等主要特点。在分布式数 据库系 法去进行路径搜 索和优化 ． 而 当元组数 目 非 常多的时候 ， 还是用 以前 统 的运行过程中 ． 数据独立性除 了数据的物理独立性与逻辑独立性以 的方法。 外． 还有关于数据 的分布透明性 ， 即用户 不必去关注数据是如何 被逻 辑分片的（ 数据分片透明性） ： 不必关 注数据及其分片是否被复制 ， 若被 ２ 分布 式 数 据 库 的 防护 策略
复制的话 ． 副本的个数是 多少徵 据复制透明性） ； 也不必去关注数据及
其分片的物理位置分布的细节 问题（ 数据位置透明性） ； 最后 ， 也不必关 为了防止各种假 冒攻击 ， 在 执行真正数据访 问操作 之前 ， 要 在客 注某个局部 的数据库系统究竟支持 哪种数据模型 。所 以． 我们可 以把 户 和数据库服务器之间进行双 向身份 验证 ， 以对该用户 的真实身份进 分布式数据库系统看成是数据库系统 和计算机 网络的有机结合 。 在分 行确认 ． 并在此基础之上决定该用户的类别及访 问权 限； 此外 ， 由于分 布式数据库系统 中． 被计算机网络连接 的逻辑单位称为站点（ Ｓ ｉ ｔ ｅ ） 或节 布式数据库系统的各服务器之间要完成传输数据 、 协调分布式事务处 点（ Ｎ ｏ ｄ ｅ ） 。 理 等功能 ． 因此它们 之间也要相互验证身份 。 ２ － ２ 库文加密 １ 分布式查询优化策略 库文 数据加密是将需要保护 的数据在 秘密信息的作用下按照一 １ ． １ 分布式查 询优化 的目标 定 的规则变换成他人无 法识别 的形式。 在集 中式数据 库中 ．由于系统 大都运行在 单个处理器 的计算 机 ２ ． ２ ． １ 加密粒度 上。 所以查询执行总代价 为 Ｃ Ｐ Ｕ代价＋ Ｉ ／ Ｏ代价 。 而在分布式数据库系 （ １ ） 基 于文件 的加密 ： 单机上 的数据库系统使用 ， 使用传统 的单密 统 中． 由于数据 的分布和冗余 ． 使得查 询处理 中需要考虑站 点间传输 钥密码体（ Ｄ Ｅ Ｓ ） ． 在加密前数据库文件应压缩。 不适合分布式数据库系 数据 的通信费用 ． 所以除 了考虑 Ｃ Ｐ Ｕ代价和 Ｉ ／ Ｏ代价之外 ． 还应该包 统。 括数据在网络上的传输代价 。 （ ２ ） 基 于记录的加密： 在各 自密钥 的作用下 ， 将数据库 的每一个记 分布式数据库 系统 的查询优化有两种不 同的 目 标： 一种 目标是以 录加密成密码文并存放于数据库文件 中： 记录的查找是通过将需查找 总代价最小为标准 ： 另一种 目 标是 以查询响应时间最短为标准 。分布 的值加密成密码文后进行。 式数据库系统是 由多台计算机组成 的系统 ． 数据 的分布和冗余也增加 ２ ． ２ ． ２ 密 文查 询 了查询 的并行处理的可能性 ． 从而可 以缩减查询处理 的响应时间 ． 加 （ １ ） 全段或全 表脱密后 的查询。加密粒度为字段级或数据级 时可 快查 询处理速度 。 在分布式数据库系统 中． 查询优化包括两个 内容： 查 采用全段脱密 ． 为表级或记录级时可采用全表脱密 。 询策略优化和局部处理优化 ， 而查询策 略优化尤 为重要 。分布式查询 （ ２ ） 指针类信 息加密 的密文索引查询。将普通 明文数据库提供 的 策略的选择对分布式 数据 库的开发 、运行及维 护起 着至关重要 的作 索 引功能进行改造 ． 对索引树 中每个结点存 放的数据 和指针二类信息 用， 查询 策略选择 的好坏将直接影响计算机 网络资源耗费的多少 。 加密保护 。 １ ． ２ Ｓ Ｄ Ｄ — ｉ 查 询 优 化 算 法 ２ ． ３ 访 问控制 查 询优化有两种 基本 方法： 第一 是查询转 化 ． 即 以不 同的顺序执 所谓访 问控 制 ， 一般是指系统 内部 的访 问控制 ， 即系统 内部 主体 行关系操作 ， 如 连接和投影操作 ； 第二是查询 映射 ， 即使 用一 系列高效 对客体访 问所受 的控制 访问控制 的基础 ． 是主体 和客体 的安全属性。 的算法来存 取各种设备和实现关系操作 即查询映射是针对关系的存 实施访 问控制 ． 侧重保护的是客体 。 每个需要加以保护 的客体 ， 都必须 取方法和操作 的执行算法进行决策 ． 而查 询转化则是针 对操作执行 的 按照安全要求 ． 预先标定 一组相应 的安全属性 ， 并以此作为鉴别 、 确定 顺序及不同站点之 间数据流动的顺序进行决策 。 目 前， 对于分 布式数 对客体访 问的权 限。 这个标识安全属性称为访问控制表 ， 同样 ， 每个主 据库系统的查 询处理有许多优化算法 ． 如基于关 系代数 等价 变换 的优 体也应 当设有相应的访问控制 表． 用 以标明它访问客体的能力 。标识 化算法 ． 以及适 于多站点连接操作的基于半连 接操作 的优化算 法和基 的作用就是授权 ， 用 以标明主体访 问权 限。 于直接连接操作的优化算法 。本文主要针对 Ｓ Ｄ Ｄ － １ 算 法进行 介绍 和 改进。 ３ 总 结 Ｓ Ｄ Ｄ 一 １ 算法由两部分组成： 基本算法和后优化 基本算法是根据 以上提出的分布式数据库的安全 防护策略 ． 对数据库的“ 入 口” 进 评估所缩减程序的费用 ， 效率 。 收益估算等几个因素 ． 给出全部的半连 行严密的把关 。 但是 ， 由于潜在的安全隐患一般都具有复杂 陛， 故单独 接缩减程序集 ， 决定一个最有益 的执行策略 ， 但效率不一定理想。 主要 使用某一种方法是不够 的． 通常情况下需要多种安全机制相组合来实 包括三个基本步骤： （ １ ） 初始化 ： 已准备好从 查询数转换的优化模 型 ． 且 现安全 防护 ． 例如 ． 对 于安全性要求不高 的系统 使用用户 口令 的身份 所有关 系已完成局部缩减 。（ ２ ） 优化 ： 根据初始条件 ． 构造 可能的半连 验证和访问控制 就足够 了 但对于高安全级别 的系统而言 ． 除了以上 接缩减程序 ： 按半 连接缩减程序 的静 态特性 表 ． 分别计算其代 价和产 这些安全机制外 ． 访 问控制模型和密钥 管理 的选择也十分重要。 另外 ， 生 的益 处 ， 从其 中选取一个 半连接程序 ， 设为 ｓ ； 以ｓ 完 成缩减 以后 ， 由于不安全因素具有不可预见性 ． 因此数 据库安全 的防护是一项不可 又用重新产生的一组新的静 态特性表再进行计算 ． 再从其 中选取一个 松懈的 任务。 ● 合适 的半连接程序 ， 但每一个都 只做一次 ： 循环下去 ， 直到没有半连接 缩减 程序为止。（ ３ ） 结束： 以最后一次缩减关系的静态特性表为基础 ， 【 参考文献】 进行 费用计算 ， 选择场地 。 后优化是将基本算法得到的解进行修正 ， 已 ［ １ ］ 鞠海玲 ， 等． 分布式数据库安全关键技术 ［ Ｊ ］ ｌ 微型 电脑应用 ， １ ９ ９ ９ ， ９ ． 得到更合理 的执行策略 ［ ２ ］ 陈永强． 分 布式数据库系统安全策略分析【 Ｊ ｊ ． 武汉工业学院学报， ２ ０ ０ ３ ， ６ Ｓ Ｄ Ｄ 一 １ 算法存在一个严重问题 ． 那就是它 的算法的复杂性 当元 组数 目 很大 时， 进行查询搜索的代价进迅速增加 ， 使系统无法承受 。 当 ［ 责任编辑 ： 汤静 ］
分布式数据库总结(申德荣)
第一章分布式数据库系统概述一、分布式数据库的发展1、分布式数据库的发展：①集中式数据库管理系统的局限性：a.通讯瓶颈；b.响应速度。
②推动分布式数据库发展的动力：a.应用需求；b.硬件环境的发展。
二、分布式数据库系统的定义：分布式数据库系统，通俗地说，是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统。
分布式数据库系统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（通常是集中是数据库系统）连接起来，共同组成一个统一的数据库系统。
三、分布式数据库系统的特点：a.物理分布性：数据不是存放在一个站点上b.逻辑整体性：是与分散式数据库系统的区别c.站点自治性：是与多处理机系统的区别d.数据分布透明性e.集中与自治相结合的控制机制f.存在适当的数据冗余度g.事务管理的分布性四、分布式数据库系统的分类按局部数据库管理系统的数据模型分类：同构性（homogeneous）（分为同构同质型和同构异质型）DDBS和异构性(heterogeneous)DDBS按分布式数据库系统的全局控制系统类型分类：全局控制集中型DDBS，全局控制分散型DDBS，全局控制可变型DDBS。
五、分布式数据库中数据的独立性和分布透明性所谓数据独立性是指用户或用户程序使用分布式数据库如同使用集中式数据库那样，不必关心全局数据的分布情况，包括全局数据的逻辑分片情况、逻辑片段站点位置的分配情况，以及各站点上数据库的数据模型等。
也就是说，全局数据的逻辑分片、片段的物理位置分配，各站点数据库的数据模型等情况对用户和用户程序透明。
所以，在分布式数据库中分布独立性也称为分布透明性。
六、分布式数据库系统的体系结构、组成成分集中式数据库管理系统结构：a. DB（数据库）b. DBMS(集中式数据库管理系统)c. DBA(数据库管理员)分布式数据库管理系统（DDBMS）结构：a. LDB（局部数据库）b. GDB（全局数据库）c. LDBMS (局部数据库管理系统)d. GDBMS (全局数据库管理系统)e. LDBA（局部数据库管理员）f. GDBA (全局数据库管理员)七、分布式数据库系统的特性：1. 数据透明性：a.分布透明性b. 分片透明性c. 复制透明性2. 场地自治性：a. 设计自治性b. 通信自治性c. 执行自治性八、分布式数据库系统的优点:分布式数据库系统是在集中式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
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
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查询处理和优化
策略5：
传（S#,P#）
(S)SP
P
场地A
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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。
分布式数据库原理
分布式数据库原理分布式数据库是指将数据库系统的数据分布到多个独立的计算节点上进行存储和处理的技术。
它具有以下几个关键原理：1. 数据划分：将数据库中的数据划分成多个部分，每个部分存储在不同的计算节点上。
划分的依据可以是数据的范围、哈希值或者其他规则。
通过数据划分，可以将数据分散到不同节点上，减轻单个节点的存储和计算压力。
2. 数据复制：为了提高数据的可用性和容错性，分布式数据库会将数据进行复制。
当一个节点发生故障时，可以从其它副本节点中获取备份数据，保证系统的正常运行。
复制数据还可以提高数据的访问性能，使得用户可以从最近的节点访问数据，减少延迟。
3. 数据一致性：由于数据被划分和复制到不同的节点上，因此需要确保数据的一致性。
分布式数据库采用不同的一致性协议来保证数据的一致性，常见的协议有二阶段提交和Paxos算法。
这些协议确保数据在不同节点之间的复制和更新是有序的，不会出现数据不一致的情况。
4. 数据通信和协作：分布式数据库节点之间需要进行数据的通信和协作。
节点之间需要共享数据的元数据和索引信息，以便进行数据划分和查询优化。
同时，节点之间还需要进行数据的同步和复制，保证数据的一致性和可用性。
5. 查询优化和负载均衡：分布式数据库需要进行查询的优化和负载的均衡。
查询优化可以通过分布式索引、查询规划和执行动态调整等手段来提高查询的效率。
负载均衡可以通过数据划分和分布式调度算法来实现，使得不同节点上的负载均衡，并且可以根据节点的负载情况动态调整数据分布。
总之，分布式数据库通过数据划分、数据复制、数据一致性、数据通信和协作、查询优化和负载均衡等原理来实现大规模分布式的数据存储和处理。
这些原理保证了分布式数据库的高可用性、可扩展性和性能。
基于SDD-1算法的分布式数据库查询优化策略的研究
（ｃ ｎ ｍｉ ＆ ｎ ｇ ｍ ｎ ｏｌ ｅｏ ｎ ｕ，ｅｅ ２ ０ ５ ，ｈｎ ） Ｅ ０ ｏ ｃ Ｍａ ａ ｅ ｅ ｔ ｌｇ ｆ ｈ ｉ ｆｉ ３ ０ ９Ｃ ｉａ ｓ Ｃ ｅ Ａ Ｈ
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中图分类号：Ｔ ３１ Ｐ １
文献标识码 ：Ａ
文章编号：１０— ５９（ ００ ６ ０３ — １ ０ ７ ９ ９ ２ １ ）１— ０４ ０
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。