分布式数据库系统 复习20130414

σ SD=‘CS’ (S)
学号 学生姓名 所属系名 学生年龄 S# SN SD SA S1 A CS 20 S2 B CS 21 S3 C MA 19 S4 D CI 19 S5 E MA 20 S6 F CS 22 (a)
σ SD=‘CS’ (S)
(S’) S# S1 S2 S6 SN A B F SD CS CS CS SA 20 21 22
•
选择运算 在关系R中选择满足给定条件的元组，记做：
σF (R) ={ t | t ∈R Λ F(t)=‘真’ }
F是一个公式，表示形式为由逻辑运算符（∧,∨,٦)连接各算术表达式组成。 算术表达式的基本形式为：XθY. θ ={>, ≥ ,<, ≤ ,=, ≠} 。 例1 求计算机科学系CS的学生 (S)
第三章
1 分布式查询优化概述 1.2 分布式查询优化准则和代价分析
准则： 使得通讯费用最低和响应时间最短， 即以最小的总代价，在最短的响应时 间内获得需要的数据。
2 分布式查询优化中的基础知识
2.1 关系代数知识回顾
专门的关系运算 S(S#,SN,SD,SA) 学号 学生姓名 所属系名 学生年龄 S# SN SD SA S1 A CS 20 S2 B CS 21 S3 C MA 19 S4 D CI 19 S5 E MA 20 S6 F CS 22
分布式数据库系统的体系结构和组成成分 分布式数据库的模式结构
分布式数据库是多层的，国内分为四层： • • • • 全局外层：全局外模式 全局概念层：全局概念模式、分片模式和分配模式 局部概念层：局部概念模式 局部内层：局部内模式
DDBS的优点和存在的技术问题 DDBS中存在的技术问题
最重要的问题是通信网络速度问题。如 何尽可能地减少对网络的使用，即尽
最终用户 1
数 据
应用程序员
最终用户 2 最终用户 3
库
数据库管理员 最终用户 应用程序员
全面负责建立、维护和管理数据库系统。 通过终端设备，使用简便的查询命令来存取数据库中 的数据。 存取数据库中的大量数据，或编写程序 来存取并处理数据库中的数据。
1. 数据库系统知识 数据间的联系
•
•
一对一的联系，记为 1﹕1 一对多的联系，记为 1﹕n
可能地减少在网络上传输的数据量和
通信次数，是DDBS设计的最重要的
目标。
第二章
DDBS创建方法
• 组合法(又叫: 集成法) • 重构法
2 自顶向下设计DDB 2.2 数据的分片设计
分片原则
• 假若有全局关系R 被分片为子关系(片段)集合 R = {R1, R2, …, Rn}, 则 R满足 – 完整性 如果 x R, RiR 必有 xRi ，i=1,2,…,n – 可重构性 R=∪ Ri (水平分片）,R=∞ Ri （垂直分片） – 不相交性 Ri ∩ Rj =空集,i≠j,i,j=1,2,…,n(水平分片) Ri ∩ Rj =主键属性,i,j=1,2,…,n(垂直分片)
2. 分布式数据库系统的特点（P.4~5） • • • 物理分布性：数据不是存放在一个站点上 逻辑整体性：是与分散式数据库系统的区别 站点自治性：是与多处理机的系统的区别
分布式数据库系统的定义和分类 分布式数据库的分类
1. 按局部DBMS的数据模型分类（P.7） • 同构型DDBS • • • 同构同质型 同构异质型
R
A a1 a1 a2
B b1 b2 b3
C 5 6 8
b2 b3
b3 b5
7 10
2 2
a2
b4
12
R ∝ S A a1 a1 a2 B b1 b2 b3 C 5 6 8
select R.* from R inner join S on R.B = S.B;
•内连接之三---不等连接（θ
连接）
连接运算是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。 记做: R∞ S. 其中，F是条件表达式，它涉及到对两个关系中的属性的比较。 F
πA (R) ={ t[A] | t ∈R}
投影之后不仅取消了某些列，还可能取消某些元组。 这是从列的角度进行的运算。
例3 πSN,SD (S) 即求得学生关系S在学生姓名和所在系这两个属性上的投影结果。
πSN,SD (S) 学号 学生姓名 所属系名 学生年龄 S# SN SD SA S1 A CS 20 S2 B CS 21 S3 C MA 19 S4 D CI 19 S5 E MA 20 S6 F CS 22 (a) SN A B C D E F SD CS CS MA CI MA CS
例4 设关系R、S如下图：
R∞ S
C<E
R∞ S
C<E
R A a1 a1 a2 a2 B b1 b2 b3 b4 C 5 6 8 12
S
B b1 b2 b3 b3
E 3 7 10 2
分布式数据库系统的定义和分类 分布式数据库的定义和特点
1. 分布式数据库定义（P.4）：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。分布
式数据库系统可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。
例6 关系R、S的自然连结： R ∞ S
R∞ S A a1 a1 a2 a2 B b1 b2 b3 b3 C 5 6 8 8 E 3 7 10 2 A a1 a1 a2 a2 R.B b1 b2 b3 b3 C 5 6 8 8 R∞ S
R.B=S.B
S.B E b1 3 b2 7 b3 10 b3 2
2 自顶向下设计DDB
2.2 数据的分片设计
基本水平分片
• P = {p1, p2, …, pn}是一简单谓词集合，为保 证分片的正确性，P必须是：
– 完整的：同一分片中的任意两个元组被应用同 样概率访问。 – 最小的：集合P中的所有谓词与应用密切相关。 – 具有完整性和最小性不是必要条件, 但是对于简 化分配问题有好处
R
R∞ S
R.B=S.B
a1
a2 a2
b2
b3 b4
6
8 12
S.B E b1 3 b2 7 b3 10 b3 2
select * from R inner join S on R.B = S.B;
•
内连接之二---自然连接( ∞ )
自然连接是一种特殊的等值连接，它要求两个关系中进行比较的分量必须 是相同的属性组，并且要在结果中把重复的属性去掉。
(outer join)
交叉连接
没有where子语句,等价于广义笛卡尔积
•
内连接之一---等值连接
θ为“＝”的连接运算称为等值连接:
例5 设关系R、S如下图： S A a1 B b1 C 5 B b1 b2 b3 b3 b5 E 3 7 10 2 2 A a1 a1 a2 a2 R.B C b1 5 b2 6 b3 8 b3 8
连接运算 外连接
与内连接不同的是，外连接不只列出与连接条件相匹配 的行，而是列出左表(左外连接时)、右表(右外连接时)或 两个表(全外连接时)中所有符合搜索条件的数据行。 • 左外连接(LEFT OUTER JOIN或LEFT JOIN) • 右外连接(RIGHT OUTER JOIN或RIGHT JOIN) • 全外连接(FULL OUTER JOIN或FULL JOIN)
主讲教师:孟桂娥
考核方式
1.平时成绩(出勤+课堂练习+大作业） （40%） 2.期末考试（闭卷）（60%）
考试题型
• 填空题（总20分，每空1分） • 简答题（总30分） • 计算与分析（总50分，3题）
第一章
数据库 分布式数据库
计算机网络
1 数据库系统知识 数据库系统用户
DBMS
数据库管理员
2 自顶向下设计DDB
2.2 数据的分片设计
基本水平分片
• 例子
EMP ( E#, NAME, DEPT, JOB, SAL, TEL, …) DEPT={1,2} JOB={‘P’, ‘-P’} 假定，应用经常查询的内容是属于部门1且是程序员 的职员。
• 则可能有的水平分段限定
– P={ DEPT=1} （不是完整的） – P={DEPT=1, JOB=‘P’} （是完整的、最小的） – P={DEPT=1, JOB=‘P’, SAL>500} （完整的，不是 最小的）
σ SD=‘CS’ (S)
S# S1 S2 S6 SN A B F SD CS CS CS SA 20 21 22
Байду номын сангаас
(S’) S# S1 S2 SN A B SD CS CS SA 20 21
Select * from S where SD =‘CS’ and AGE <= 21;
•
投影运算
关系R上的投影是从R中选择若干属性列组成新的关系。记做：
select distinct R.*, S.E from R inner join S on R.B = S.B;
•
内连接特殊形式: 半连接
在R、S自然连接后仅保留对R的属性的投影，记为：R ∝ S
例7 关系R、S的半连接： S B b1 E 3 A a1 a1 a2 a2
R∞ S B b1 b2 b3 b3 C 5 6 8 8 E 3 7 10 2
异构型DDBS
2.
按DDBS的全局控制类型分类（P.8）
• • • 全局控制集中型DDBS：全局控制机制和全局数据词典位于中心站点 全局控制分散型DDBS：全局控制机制和全局数据词典分散在网络的各 个站点上。 全局控制可变型DDBS：也称主从型DDBS。分成两组站点，一组包含 全局控制机制和全局控制词典，另外一组不包含。