分布式数据库系统(DDBS)概述.
分布式数据库的实现及其应用
分布式数据库的实现及其应用随着互联网的快速发展和信息化的普及，数据量大幅度增长，传统的中心化数据库管理系统已经不能满足现代应用的需求。
分布式数据库因其具有高可用性、可扩展性和容错性的特点，成为了当前大规模应用的主流技术之一。
本文将从分布式数据库的概念和实现原理入手，详细探讨分布式数据库的实现及其应用。
一、分布式数据库的概念及特点1.1分布式数据库的概念分布式数据库是指数据存储在不同的地理位置上，通过计算机网络互连，实现数据的分布式存储和管理。
它不同于传统的中心化数据库，数据存储在同一台计算机上，分布式数据库的数据可以存储在多台计算机上，各台计算机之间通过网络互联。
1.2分布式数据库的特点（1）高可用性分布式数据库系统中的数据可以在不同的节点上进行存储和访问，可以减少单点故障的影响，提高整个系统的可用性。
（2）可扩展性分布式数据库系统可以根据需要动态添加节点，实现系统的横向扩展，从而满足不断增长的数据存储需求。
（3）容错性分布式数据库系统可以通过复制数据或者备份数据的方式，提高数据的容错能力，一旦某个节点发生故障，可以通过其他节点提供的备份数据进行恢复。
（4）性能和负载均衡分布式数据库系统能够通过合理的数据分片和数据分发策略，实现负载均衡和数据访问的并行处理，提高系统的性能。
二、分布式数据库的实现原理2.1数据分片数据分片是指将数据库中的数据按照一定的规则划分成若干独立的部分，每个部分被存储在不同的节点上。
常用的数据分片策略包括：哈希分片、范围分片和复制分片。
（1）哈希分片哈希分片是将数据的主键或者某个特定字段进行哈希计算，根据哈希值的范围将数据分配到不同的节点上。
这种方式可以保证数据的均匀分布，但是在需要进行范围查询时效率较低。
（2）范围分片范围分片是根据数据的某个特定字段的取值范围将数据进行划分，每个节点负责存储一定范围内的数据。
这种方式适合于需要进行范围查询的场景，但是需要考虑数据的均匀分布。
分布式数据库系统(重点解析,经典试题及答案)
第9章分布式数据库系统9.1 基本内容分析9.1.1 本章重要概念（1）分布计算的三种形式：处理分布，数据分布，功能分布。
（2）C/S系统，工作模式，技术特征，体系结构，两层、三层、多层C/S结构。
（3）DDBS的定义、特点、优点、缺点和分类；分布式数据存储的两种形式（分片和分配）。
（4）DDB的体系结构：六层模式，分布透明性的三个层次，DDBS 的组成，DDBMS的功能和组成。
（5）分布式查询处理的查询代价，基于半联接的优化策略，基于联接的优化策略。
（6）分布式数据库的并发控制和恢复中出现的问题，以及处理机制。
9.1.2 本章的重点篇幅（1）两层、三层、多层C/S结构。
（教材P365-367）（2）分布式数据存储：分片和分配。
（教材P375-377）（3）DDB的体系结构。
（教材P378的图9.10，P381的图9.12）（4）基于半联接的执行示意图。
（教材P389的图9.17）9.2 教材中习题9的解答9.1 名词解释·集中计算：单点数据和单点处理的方式称为集中计算。
·分布计算：随着计算机网络技术的发展，突破集中计算框架，DBMS的运行环境逐渐从单机扩展到网络，对数据的处理从集中式走向分布式、从封闭式走向开放式。
这种计算环境称为分布计算。
·处理分布：指系统中处理是分布的，数据是集中的这种情况。
·数据分布：指系统中数据是分布的，但逻辑上是一个整体这种情况。
·功能分布：将计算机功能分布在不同计算机上执行，譬如把DBMS 功能放在服务器上执行，把应用处理功能放在客户机上执行。
·服务器位置透明性：指C/S系统向客户提供服务器位置透明性服务，用户不必知道服务器的位置，就可以请求服务器的服务。
·集中式DBS：所有工作都由一台计算机完成，这种DBS称为集中式DBS。
·DDBS：是物理上分散逻辑上集中的DBS，每一场地既能完成局部应用又能完成全局应用，这种系统称为DDBS。
202212 大数据分析师(初级)考前冲刺题A1卷
2022.12 大数据分析师（初级）考前冲刺题A1卷1.【单选题】Hadoop的高容错性是因为（）。
A:主从结构B:很便捷地将更多的节点增加到计算任务中C:数据进行分块存储，每一块的数据都会备份若干份储存在不同的节点下D:配置成本高正确答案：C答案解析：由于Hadoop独特的数据存储模式，它还具有非常优秀的高效性和高容错性。
Hadoop会对要储存的数据进行分块，每一块的数据都会备份若干份储存在不同的节点下，因此对于一个集群来说，即使有部分节点挂掉，数据在集群中依然是比较完整的。
2.【单选题】数据分析报告分为业务分析报告和数据分析报告，是根据（ ）标准分类的。
A:问题B:部门C:范围D:阶段正确答案：B答案解析：按照部门分为业务分析和数据分析3.【单选题】不同的计算框架统一运行在YARN中，可以带来的好处不包括（ ）。
A:计算资源按需伸缩B:不同负载应用混搭C:集群利用率高D:迭代计算速度加快正确答案：D答案解析：不同的计算框架统一运行在YARN中，可以带来如下好处：计算资源按需伸缩，不同负载应用混搭，集群利用率高，共享底层存储，避免数据跨集群迁移。
4.【单选题】下列不适用于大数据图计算的产品是（）。
A:GraphXB:PregelC:FlumeD:PowerGraph正确答案：C答案解析：Flume是实时采集工具。
5.【单选题】Maxcompute提供的安全措施不包括（ ）。
A:自动存储纠错B:沙箱机制C:多存储备份D:主从结构设置正确答案：D答案解析：Maxcompute会提供很多的安全措施来进行保障。
包括自动存储纠错、沙箱机制以及多存储备份。
6.【单选题】关于HBase数据库中Region的描述，正确的是（ ）。
A:每个表对应一个RegionB:一个Region只能存储在一个HRegionServer上C:Region分裂后，新旧Region同时在线D:每个Region包含一个列族正确答案：B答案解析：在表初建时只有一个Region，随着数据不断插入，Region不断增大，当增大到指定阀值（默认256M）的时候，H Base会使用中间的行键将表水平拆分成两个新的Region。
数据库技术及应用-数据库技术的发展趋势
2020/10/16
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3 数据仓库与数据挖掘技术
3.2 数据挖掘技术
数据挖掘就是从大量的、不完全的、有噪声的、模糊的、随机的 数据中，提取隐含在其中的、人们事先不知道的、但又是潜在有用 的信息和知识的过程。数据挖掘应该更正确地命名为“从数据中挖 掘知识”。人工智能领域习惯称知识发现，而数据库领域习惯称数 据挖掘。 一般来说，数据挖掘是一个利用各种分析方法和分析工具在大规 模海量数据中建立模型和发现数据间关系的过程，这些模型和关系 可以用来作出决策和预测。
DDBS模式结构从整体上分为两大部分：上半部分是DDBS 增加的模式级别，下半部分是集中式DBS的模式结构，代表各 场地上局部数据库系统的基本结构。
2020/10/16
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1 分布式数据库系统
1.4 分布式数据库系统的结构
全局外模式
全局外模式
全局外模式
全局DBMS
——————————————————————————————
局部概念层
——————————————————————————————————————————————
局部内部模式
局部内部模式
局部内层
DB
DB
图 10.2 分布式数据库的模式结构
1 分布式数据库系统
1.5 分布式数据库管理系统
分布式数据库管理系统同集中式数据库管理系统一样，是 对数据进行管理和维护的一组软件，是分布式数据库系统重要 组成部分，是用户与分布式数据库的接口。现在, 一些商品化的 数据库管理系统如ORACLE、INGRES、SYBASE、INFORMIX 等都具有分布式数据库的某些特点, 称为分布式数据库管理系统。
1.3 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 ：同构型DDBS， 异构型DDBS 。
第3章 分布式文件及数据库系统
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名字服务器
• 文件服务器管理
– 动态管理文件服务器
• 添加、删除文件服务器
– 指导文件服务器进行文件备份
• 同一个文件在两台文件服务器中保存副本
– 实时获取文件服务器信息
• 剩余空间、负载
– 文件服务器选择策略:剩余空间+负载
3.3.2 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（DDB）和分布式数据库管 理系统（DDBMS） 。 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。
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文件的传输
• 文件服务器：监控管理程序
– 监控文件服务器信息，提供当前的磁盘空间等资源信息 – 响应删除文件命令，删除文件服务器上的文件 – 响应备份命令，将本地文件备份到另一文件服务器上
• 客户端使用的工具包
– 上传文件、下载文件、删除文件 – ftp协议
• NS使用的工具包
– 提供资源信息查询 – 通知备份文件到第三方文件服务器 – 删除文件服务器上的备份文件功能
3.3.3分布式数据库的基本特点
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。
• MapReduce 模式的思想是通过自动分割将 要执行的问题(程序)、拆解成Map(映射)和 Reduce(化简)的方式。
• 在自动分割后通过Map 程序将数据映射成 不相关的区块，分配(调度)给大量计算机处 理达到分散运算的效果，再通过Reduce 程 序将结果汇整，输出开发者需要的结果。
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。
数据库应用基础 参考答案
第一章习题参考答案1．选择题（1）数据库（DB）、数据库系统（DBS）、数据库管理系统（DBMS）三者之间的关系是（ A ）。
A．DBS包括DB和DBMS B．DBMS包括DB和DBSC．DB包括DBS和DBMS D．DBS就是DB，也就是DBMS（2）设有部门和职员两个实体，每个职员只能属于一个部门，一个部门可以有多名职员，则部门与职员实体之间的联系类型是（B）。
A．m:n B．1:m C．m:k D．1:1（3）对于“关系”的描述，正确的是( D )。
A．同一个关系中允许有完全相同的元组B．同一个关系中元组必须按关键字升序存放C．在一个关系中必须将关键字作为该关系的第一个属性D．同一个关系中不能出现相同的属性名（4）E-R图用于描述数据库的（ A ）。
A．概念模型B．数据模型C．存储模型D．逻辑模型（5）在关系模型中，一个关键字（ C ）。
A．可以由多个任意属性组成B．至多由一个属性组成C．可以由一个或者多个其值能够唯一表示该关系模式中任何元组的属性组成D．可以由一个或者多个任意属性组成（6）现有如下关系：患者（患者编号，患者姓名，性别，出生日期，单位）医疗（患者编号，患者姓名，医生编号，医生姓名，诊断日期，诊断结果）其中，医疗关系中的外关键字是（ A ）。
A．患者编号B．患者姓名C．患者编号和患者姓名D．医生编号和患者编号（7）一个关系只有一个（ D ）。
A．候选关键字B．外部关键字C．组合关键字D．主关键字（8）下列标识符可以作为局部变量使用的是（ C ）。
A．[@Myvar] B．My var C．＠Myvar D．＠My var（9）Transact-SQL支持的一种程序结构语句是（ A ）。
A．BEGIN…END B．IF…THEN…ELSEC．DO CASE D．DO WHILE（10）字符串常量使用（ A ）作为定界符。
A．单引号B．双引号C．方括号D．花括号2．填空题（1）数据库是在计算机系统中按照一定的方式组织、存储和应用的（数据集合）。
第4章 网络数据库技术
客户机 计算机1
服务器
应用程序
计算机
计算机2
应用程序
……
计算机n DB 图4-3 客户机/服务器结构的数据库访问
应用程序
2．三层的C/S结构
所谓三层C/S体系结构，是在客户端与服务器端之 间加入一个“中间层”，即“客户机—功能服务 器—数据库服务器”模式。客户机驻留用户界面层 （也称为表示层）软件，负责用户与应用层之间的 对话任务；功能服务器存放业务逻辑层（也称为功 能层）软件，响应客户机请求，完成业务处理或复 杂计算，在有数据库访问任务时，根据客户机的要 求向数据库服务器发送SQL指令；数据库服务器存 放数据库服务层（也称为数据层）软件，用来执行 功能层送来的SQL指令，实现对数据库的查询、插 入、删除、更新等操作。操作完成后通过功能服务 器向客户机返回操作结果。如图4-4所示。
ODBC driver
特定驱动程序
中间件服务器
数据库
数据库
数据库 图4-17 JDBC框架
数据库
3．JDBC数据库应用实例
与数据库建立连接 发送SQL语句 处理结果集 关闭对象及连接
三、ADO技术
1．ADO技术简介 ADO（ActiveX Data Objects，即ActiveX 数据对象）是微软在OLE DB之上提供的一种面 向对象的、与语言无关的应用程序编程接口。 微软所提出的访问数据的几种方法的关系如图 4-18所示。
……
局部概念模式 (Local Conceptual Shema)
局部内模式
DB 场地1 4-2 分布式数据库系统的模式结构
DB 场地2
4．分布式数据库管理系统
分布式数据库管理系统与集中式数据库管理系统 一样，是对数据进行管理和维护的一组软件，是分布 式数据库系统的重要组成部分，是用户与分布式数据 库的接口。分布式数据库管理系统包括3个主要部分 全局数据库管理系统 局部数据库管理系统 通信管理程序。
分布式数据库的概念
分布式数据库的概念
分布式数据库是指将数据存储在多个不同的地理位置上，并通过网络连接这些位置上的数据节点，以实现数据的分布式存储和处理。
在分布式数据库中，数据被分割成多个部分，并存储在不同的节点上。
这些节点可以分布在不同的服务器、数据中心或云平台上。
每个节点都具有自己的处理器、内存和存储设备，可以独立地执行数据操作和处理。
分布式数据库的主要优点包括：
1. 可伸缩性：分布式数据库可以通过增加节点数量来提高系统的存储和处理能力，从而满足不断增长的数据量和业务需求。
2. 高可用性：分布式数据库可以通过冗余存储和自动故障转移等技术来提高系统的可用性，减少单点故障对系统的影响。
3. 性能提升：分布式数据库可以通过将数据分布在多个节点上，提高数据的查询和处理速度，从而提高系统的性能。
4. 数据安全：分布式数据库可以通过数据加密、备份和恢复等技术来提高数据的安全性，保护数据免受攻击和丢失。
分布式数据库的实现需要考虑数据的分布、一致性、容错性、性能优化等多个方面。
同时，分布式数据库的管理和维护也需要专业的技术知识和经验。
总之，分布式数据库是一种高效、可靠、安全的数据库管理系统，适用于大规模数据存储和处理的应用场景。
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。
分布式数据库的系统结构
首先应注意，分布式数据库中数据的分 布 是 DBA（Data Base Administrator） 决定的；但目录的分布是由系统决定 的。数据目录的分布是DBMS设计问题， 不是分布式数据库设计所处理的问题。
因DDBMS结构不同，数据目录有如
下五种分布策略：
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1、Centralized 集中式
4
❖2、全局事务一般用某种数据库操作语 言（DML，如SQL）表示。DDBMS首先对 其进行词法，语法分析，可解释（无 错误），将事务由DML形式转为内部表 示形式，如相应关系代数表达式或查 询语法树。
❖这时的语法树所表示的查询，还没有 考虑数据分布问题，即它是面向全局 数据库和全局关系的，故称全局查询 （global query）和全局查询语法树5 。
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2、 Extended—centralized
扩展的集中式
❖开始与集中式目录一样，数据目录集中 存放在一个结点上。
❖其他结点从集中数据目录提取的数据目 录，用完后不丢弃，而是留做本结点的 局部目录，这样随数据库应用展开，各 结点逐步建立起自己的局部目录。
❖注意：集中目录所在结点管理目录，各 结点局部目录只是集中目录的部分复本。
7
6、这时实际上就把一个查询构成 的事务分解为一组相关联的子查 询构成的子事务。并将它们通过 网络发送相应结点，由各结点 LDBMS（Local database management system 局部数据库 管理系统）再对子查询语法树进 行优化，并完成查询。
8
❖ 一个事务，分解为一组相关子事 务，分别在相应结点上并行执行。但 DDBMS的分布式事务管理软件，必须 对它们进行全程管理和监控。
❖因为一个事务虽然被分解成一组子事 务，由各自相应结点执行，但仍须保 证全局事务在并发和故障情况下，遵 守ACID准则。
分布式数据库
分布式数据库由于分布式数据库克服了集中式数据库的许多缺点，并且自然地适应于许多单位地理上分散而逻辑上统一的组织结构，因此，20多年以来从理论到实践都得到了迅速发展，并取得了决定性成果。
分布式数据库结构分布式数据库的典型定义是:分布式数据库是一个数据集合，这些数据在逻辑上属于同一个系统，但物理上却分散在计算机网络的若干站点上，并且要求网络的每个站点具有自治的处理能力，能执行本地的应用。
每个站点的计算机还至少参与一个全局应用的执行。
所谓全局应用，要求使用通讯子系统在几个站点存取数据。
这个定义强调了分布式数据库的两个重要特点:分布性和逻辑相关性。
图1给出了典型的分布式数据库系统(DDBS)的物理结构。
其中在不同地域的3台计算机分别控制本地数据库及各终端用户T;每台计算机及其本地数据库组成了此分布式数据库的一个站点，各站点用通讯网络连接起来，可以是局域网或广域网。
图1 DDBS的物理结构图图2给出了分布式数据库的逻辑结构。
其中，DDBMS是分布式数据库管理系统，用来支持分布式数据库的建立和维护。
LDBMS是局部数据库管理系统，也就是通常的集中式数据库管理系统，用来管理本站的数据。
图2 DDBS的逻辑结构DDBS的工作原理DDBMS是分布式数据库系统的核心部分，就其性质可分为匀质和异质两种。
若每个站点的LDBMS相同，则是匀质的;若至少有两个LDBMS不同，则是异质的。
异质DDBMS要在不同LDBMS的不同数据模型间进行转换，因而比匀质DDBMS更复杂。
一般来说，若从头开始研制一个DDBS，则选择匀质较方便，且通常都选用关系模型。
这是由于关系模型易于分布管理，但若DDBS是建立在已有的若干数据库之上，则这些数据库很可能有的是基于关系模型的，有的是基于层次或网络模型的，即它们是不同质的，因此要建立异质的DDBMS。
图3给出了分布式数据库管理系统DDBMS的工作原理的参考模型。
图3 DDBMS工作原理参考模型用户处理器根据外模式和概念模式把用户命令翻译成格式更适合于机器的规范化命令，并实施完整性约束，同时它负责将规范化格式的数据转换成用户结果格式。
第1章习题参考答案
第一章习题参考答案1．选择题（1）数据库（DB）、数据库系统（DBS）、数据库管理系统（DBMS）三者之间的关系是（A）。
A．DBS包括DB和DBMS B．DBMS包括DB和DBSC．DB包括DBS和DBMS D．DBS就是DB，也就是DBMS （2）设有部门和职员两个实体，每个职员只能属于一个部门，一个部门可以有多名职员，则部门与职员实体之间的联系类型是（B）。
A．m:n B．1:m C．m:k D．1:1（3）对于“关系”的描述，正确的是( D)。
A．同一个关系中允许有完全相同的元组B．同一个关系中元组必须按关键字升序存放C．在一个关系中必须将关键字作为该关系的第一个属性D．同一个关系中不能出现相同的属性名（4）E-R图用于描述数据库的（A）。
A．概念模型B．数据模型C．存储模型D．逻辑模型（5）在关系模型中，一个关键字（C）。
A．可以由多个任意属性组成B．至多由一个属性组成C．可以由一个或者多个其值能够唯一表示该关系模式中任何元组的属性组成D．可以由一个或者多个任意属性组成（6）现有如下关系：患者（患者编号，患者姓名，性别，出生日期，单位）医疗（患者编号，患者姓名，医生编号，医生姓名，诊断日期，诊断结果）其中，医疗关系中的外关键字是（A）。
A．患者编号B．患者姓名C．患者编号和患者姓名D．医生编号和患者编号（7）一个关系只有一个（D）。
A．候选关键字B．外部关键字C．组合关键字D．主关键字（8）下列标识符可以作为局部变量使用的是（C）。
A．[@Myvar] B．My var C．＠Myvar D．＠My var （9）Transact-SQL支持的一种程序结构语句是（A）。
A．BEGIN…E ND B．IF…T HEN…ELSEC．DO CASE D．DO WHILE（10）字符串常量使用（A）作为定界符。
A．单引号B．双引号C．方括号D．花括号2．填空题（1）数据库是在计算机系统中按照一定的方式组织、存储和应用的（数据集合）。
第九章_分布式数据库
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习 题：
P.215
9.3 9.7 ---- 9.9 9.12---9.15
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DB1 计算机1 □ T1 □ T2 □ T3
DB2 计算机2
场地1 场地1：
场地2 场地2：
□ T1 □ T2 □ T3
通信网络
DB3 计算机3
场地3
□ T1 □ T2 □ T3
4
分布式数据库的数据分散在各个场地上，但这些数据 在逻辑上都是一个整体，如同一个集中式数据库。 分布式数据库包括：局部数据库和全局数据库两个概念。 分布式数据库的“逻辑整体性”特点： 局部数据库是从各个场地的角度;
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DDBMS的一般功能结构:
用户查询
查询处理模块
查询分析
需要的数据
完整性 处理模块
数据定位
系统 DD
优化算法 局部处 理命令 LDBMS 分布策略 调度处理模块
实际的数据 可靠性 处理模块 错误 对网络的 监视信息
数据 DB
计算机
网 络
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§5
自学：
分布式查询处理
查询代价的估算方法
具有半联接的优化策略
全局数据库是从整个系统角度出发研究问题。
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二、分布式数据库系统(DDBS)的定义
定义一:DDBS是物理上分散、逻辑上集中的数据库系统，系统中 的数据分布存放在计算机网络的不同场地的计算机中，每一场地 都有自治处理（即独立处理）能力并能完成局部应用，而每一场 地也参与（至少一种）全局应用，程序通过网络通信子系统执行 全局应用。
人员易于管理，便于完成大型任务；
数据集中管理，减少了数据冗余； 较高的数据独立性。
随着数据库应用的不断发展，规模不断扩大，集中式系统存在如下 缺点： 大型DBS的设计和操作较复杂；
第九讲分布式地图数据库ppt课件
分布式数据库系统的模式结构
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
三、分布式数据库系统——六层模式结构
全全局局外外模模式式 全全局局外外模模式式 全全局局外外模模式式
映象1
全局DSBM
（7）适当数据冗余
（8）全局一致性、可串 行性和可恢复性
服务器2
网络
DB2
客 户 ┊
服务器3 DB3
客…户┉
客户…┉
分布式数据库系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
一、分布式数据库系统——优点
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
一、分布式数据库系统概述
DB1
DB2
只不支支持持全局局部应应用用 DB3
后台服务器1 后台服务器2 后台服务器3
网络 前台客户机
客户
客户
服务器3 DB3
客…户┉
客户…┉
分布式数据库系统
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
一、分布式数据库系统——特点
（5）数据独立性
DB1
（6）集中与自治相结合的控服制务结器构1
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
分布式数据库系统及其应用 复习
一、填空分布式数据库系统按局部数据库管理系统的数据模型分类，可以分为和两类。
同构型DDBS 异构型DDBS分布式数据库系统按全避控制系统类型分类，可以分为、和三类。
全局控制集中型DDBS 全局控制分散型DDBS 全局控制可变型DDBS分布式数据库是分布式数据库系统中各站点上数据库的逻辑集合，它由和组成。
应用数据库描述数据库数据分片的三种基本方法是：、和三类。
水平分片垂直分片混合分片分布式数据库中的数据分布策略有：、、和四层。
集中式分割式复制式混合式分布式数据库是多层模式结构，一般划分为、、和四层。
全局外层全局概念层局部概念层局部内层一个分布式数据库管理系统一般应包括、、和四个基本功能模块。
查询处理模块完整性处理模块调度处理模块可靠性处理模块分布透明性包括、和三个层次。
分片透明性位置透明性局部数据模型透明性分布式数据库系统的创建方法，大致可分为和两种。
组合法重构法集中式数据库设计一般包括：需求分析，概念设计，逻辑设计和物理设计四个阶段，分布式数据库设计除了上述四个阶段外，还需增加一些个新的阶段，它位于和之间。
分布设计逻辑设计物理设计水平分片的方法可归为和两种。
初级分片导出分片DA TAID-D相对于DA TAID-1增加了和两个阶段。
分布要求分析分布设计DA TAID-D中的分布设计分成、、和四个阶段。
分片设计非冗余分配冗余分配局部模式的重新构造分布式查询优化的准则是。
通信费用和响应时间最短在分布式系统中，查询代价QC＝。
I/O代价+CPU代价+通信代价在分布式环境下，查询可分为、和三种类型。
局部查询远程查询全局查询分布式查询处理可以分为、、和四层。
查询分解数据本地化全局优化局部优化一个分布式事务通常是由和组成。
主事务子事务事务的四个特性是：、、和。
原子性一致性隔离性耐久性控制分布式事务所执行的控制模型有：、和。
主从模型三角模型层次模型分布式数据库系统中，通信故障可以分为和两种。
报文故障网络分割故障事务恢复主要是依靠来实现的。
分布式数据库系统（2）
分布式数据库系统（2）分布式数据库系统（2）胡经国六、分布式数据库系统模式结构根据中国制定的《分布式数据库系统标准》，分布式数据库系统被抽象为四层的模式结构。
这种模式结构得到了国内外同行的支持和认同。
分布式数据库系统4层模式结构划分为：全局外层、全局概念层、局部概念层和局部内层；在各层间还有相应的层间映射，层与层（模式与模式）之间是映射关系。
这种四层模式结构适用于同构型分布式数据库系统，也适用于异构型分布式数据库系统。
1、全局模式ES（全局外层）全局模式定义全局用户试图，是分布式数据库的全局用户对分布式数据库最高层抽象。
全局用户使用视图时，不必关心数据的分片和具体的物理分配细节。
2、全局概念模式GCS（全局概念层）全局概念模式定义全局概念视图，是分布式数据库的整体抽象，包含了全局数据特性和逻辑结构。
像集中式数据库中的概念模式一样，是对数据库全体的描述。
全局概念模式再经过分片模式和分配模式，映射到局部模式。
⑴、分片模式分片模式是描述全局数据的逻辑化分视图，即全局数据逻辑结构根据某种条件的划分，将全局数据逻辑结构划分为局部数据逻辑结构，每个逻辑划分为一个分片。
在关系数据库中，一个关系的一个子关系称为该关系的一个分片。
⑵、分配模式分配模式是描述局部数据逻辑的局部物理结构，即划分后的分片的物理分配试图。
3、局部概念模式LCS（局部概念层）局部概念模式定义局部概念视图，是全局概念模式的子集。
全局概念模式经逻辑划分后，被分配到各个局部场地上。
局部概念模式用于描述局部场地上的局部数据逻辑结构。
当全局数据模型与局部数据模型不同时，还涉及数据模型转换等内容。
4、局部内模式LIS（局部内层）局部内模式定义局部物理视图，是对物理数据库的描述。
它类似于集中数据库的内层。
综上所述，分布式数据库的四层结构及模式，定义描述了分布式数据库是一组用网络连接的局部数据库的逻辑集合。
它将数据库分为全局数据库和局部数据库。
全局数据库到局部数据库，由映射（1：N）模式描述。
基于分布式数据库的数据管理技术研究
基于分布式数据库的数据管理技术研究随着互联网时代的到来，数据管理已成为企业务必面对的难题。
数据量快速增长，传统的集中式数据库管理系统已不能满足需求，分布式数据库管理系统应运而生。
基于分布式数据库的数据管理技术是以分布式系统为基础来实现数据管理的一种技术。
该技术通常由分布式数据库管理系统（Distributed Database Management System，简称DDMS）来实现。
DDMS将数据分散存储在多个节点上，通过协调多个节点之间的数据访问，实现数据的存储和管理。
首先，分布式数据库系统的优点是可以提高数据库系统的可靠性和可用性。
在传统的集中式数据库系统中，由于所有数据都存储在同一个位置，一旦系统崩溃，所有的数据都将无法获取。
而在分布式数据库系统中，数据可以被存储在多个节点上，一旦其中一个节点崩溃，其他节点仍可正常运行，系统的可靠性和可用性将得到提高。
其次，分布式数据库系统还可以提高系统的处理能力和性能。
在传统的集中式数据库系统中，随着数据量的增加，系统的性能会逐渐下降。
而在分布式数据库系统中，将数据存储在多个节点上，可以将数据划分成多个子集，每个节点可以处理其中的一部分数据，从而提高系统的处理能力和性能。
然而，分布式数据库系统也存在一些缺点。
首先，由于数据存储在多个节点上，数据的一致性和完整性管理变得更加困难。
为了保证数据的一致性和完整性，需要采取一些特殊的措施，如分布式事务管理和分布式锁管理。
其次，由于数据存储在多个节点上，数据的安全性也更容易受到威胁。
为了保证数据的安全性，需要采用一些特殊的措施，如加密和访问控制等。
随着分布式数据库技术的发展，越来越多的企业开始采用分布式数据库系统来管理数据。
分布式数据库系统不仅可以提高系统的可靠性和可用性，还可以提高系统的处理能力和性能，从而使企业的运营效率得到提高。
未来，随着技术的不断推进，分布式数据库系统有望成为企业数据管理的主流技术之一。
(徐俊刚)分布式数据库系统及其应用课后习题及答案
第一章分布式数据库系统概述1.1请用自己的语言定义下列分布式数据库系统中的术语：（1）全局/局部数据：（详见课本第9页所谓的局部数据是指……；所谓的全局数据是指……）（2）全局/局部用户（应用）：（3）全局/局部DBMS：（4）全局/局部DB：（5）全局外模式：（详见课本第13页）由全局用户视图组成，是全局概念模式的子集。
（6）全局概念模式：（详见课本第13页）定义分布式数据库系统中所有数据的整体逻辑结构，是全局应用的公共数据视图。
（7）分片模式：（详见课本第13页）是全局数据整体逻辑结构分割后的局部逻辑结构，是DDBS 的全局数据的逻辑划分视图.（8）分配模式：（详见课本第13页）用于根据选定的数据总体分配方案，定义各片段的物理存放地点.（9）局部概念模式：（详见课本第13-14页）是全局概念模式被分片和分配到局部场地上的映像的逻辑结构及特征的描述，是全局概念模式的子集。
其逻辑结构与局部DBMS所支持的数据模型有关，当全局数据模型与局部数据模型不同时，局部概念模式还应包括数据模型转换的描述。
（10）局部内模式：描述局部概念模式涉及的数据在局部DBMS中的物理结构及物理存储细节，完全与非分布式系统相同。
1.2采用分布式数据库系统的主要原因是什么？（P1）1.3分布式数据库系统可分为哪些类？（课件第1章4.2。
课本P6，7，8）1.4什么是分布式数据库系统？它具有哪些主要特点？怎么样区别分布式数据库系统与只提供远程数据访问功能的网络数据库系统？（分布式数据库系统的定义、特点详见课件第1章4.1.课本P6）1.5分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？（课件第1章5.5附加功能。
课本P15）1.6用自己的语言解析“什么时候需要进行数据分片和数据复制”？（课本第10,11页）1.7在分布式数据库系统中，为什么要对数据进行分片？什么是关系的片段？关系的片段有哪些主要类型？（课本第9-10页。
数据分片是指数据存放单位不是全部关系，而是关系的一个片段。
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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。
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。
(3系统经济，可靠性高，可用性好。
与一个大型计算机支持一个大型的集中式数据库在加一些进程和远程终端相比，由超级微型计算机或超级小型计算机支持的分布式数据库系统往往具有更高的性价比和实施灵活性。
分布式系统比集中式系统具有更高的可靠性和更好的可用性。
如由于数据分布在多个场地并有许多复制数据，在个别场地或个别通信链路发生故障时，不致于导致整个系统的崩溃，而且系统的局部故障不会引起全局失控。
(4在一定条件下响应速度加快。
如果存取的数据在本地数据库中，那么就可以由用户所在的计算机来执行，速度就快。
(5可扩展性好，易于集成现有系统，也易于扩充。
对于一个企业或组织，可以采用分布式数据库技术在以建立的若干数据库的基础上开发全局应用，对原有的局部数据库系统作某些改动，形成一个分布式系统。
这比重建一个大型数据库系统要简单，既省时间，又省财力、物力。
也可以通过增加场地数的办法，迅速扩充已有的分布式数据库系统。
五、分布式数据库系统的劣势：
(1通信开销较大，故障率高。
例如，在网络通信传输速度不高时，系统的响应速度慢，与通信相关的因素往往导致系统故障，同时系统本身的复杂性也容易导致较高的故障率。
当故障发生后系统恢复也比较复杂，可靠性有待提高。
(2数据的存取结构复杂。
一般来说，在分布时数据库中存取数据，比在集中时数据库中存取数据更复杂，开销更大。
(3数据的安全性和保密性较难控制。
在具有高度场地自治的分布时数据库中，不同场地的局部数据库管理员可以采用不同的安全措施，但是无法保证全局数据都是安全的。
安全性问题式分布式系统固有的问题。
因为分布式系统式通过通信网络来实现分布控制的，而通信网络本身却在保护数据的安全性和保密性方面存在弱点，数据很容易被窃取。
分布式数据库的设计、场地划分及数据在不同场地的分配比较复杂。
数据的划分及分配对系统的性能、响应速度及可用性等具有极大的影响。
不同场地的通信速度与局部数据库系统的存取部件的存取速度相比，是非常慢的。
通信系统有较高的延迟，在CPU上处理通信信息的代价很高。
分布式数据库系统中要注意解决分布式数据库的设计、查询处理和优化、事务管理及并发控制和目录管理等问题。
六、分布式数据库系统：数据分片
类型：
1、水平分片：
按一定的条件把全局关系的所有元组划分成若干不相交的子集，每个子集为关系的一个片段。
2、垂直分片：
把一个全局关系的属性集分成若干子集，并在这些子集上作投影运算，每个投影称为垂直分片。
3、导出分片：
又称为导出水平分片，即水平分片的条件不是本关系属性的条件，而是其他关系属性的条件。
4、混合分片：
以上三种方法的混合。
可以先水平分片再垂直分片，或先垂直分片再水平分片，或其他形式，但他们的结果是不相同的。
条件：
(1完备性条件：
必须把全局关系的所有数据映射到片段中，决不允许有属于全局关系的数据却不属于它的任何一个片段。
(2可重构条件：
必须保证能够由同一个全局关系的各个片段来重建该全局关系。
对于水平分片可用并操作重构全局关系;对于垂直分片可用联接操作重构全局关系。
(3不相交条件：
要求一个全局关系被分割后所得的各个数据片段互不重叠(对垂直分片的主键除外。
七、分布式数据库系统：数据分配方式
(1集中式：所有数据片段都安排在同一个场地上。
(2分割式：
所有数据只有一份，它被分割成若干逻辑片段，每个逻辑片段被指派在一个特定的场地上。
(4全复制式：数据在每个场地重复存储。
也就是每个场地上都有一个完整的数据副本。
(5混合式：这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式。
八、分布式数据库系统：体系结构
数据分片和数据分配概念的分离，形成了“数据分布独立型”概念。
数据冗余的显式控制。
数据在各个场地的分配情况在分配模式中一目了然，便于系统管理。
局部DBMS的独立性。
这个特征也称为“局部映射透明性”。
此特征允许我们在不考虑局部DBMS专用数据模型的情况下，研究DDB管理的有关问题。
九、分布式数据库管理系统
接受用户请求，并判定把它送到哪里，或必须访问哪些计算机才能满足该要求。
访问网络数据字典，了解如何请求和使用其中的信息。
如果目标数据存储于系统的多个计算机上，就必须进行分布式处理。
通信接口功能。
在用户、局部DBMS和其他计算机的DBMS之间进行协调。
在一个异构型分布式处理环境中，还需提供数据和进程移植的支持。
这里的异构型是指各个场地的硬件、软件之间存在着差别。
分布式数据库管理系统。