第八章 分布式GIS 1

NOS和DOS特征比较
分布式操作系统 分布性 不集中驻留在某个位置，而是较为均匀 地分布在系统的各个位置，整体上是一 个系统平台 可以具有多个处理单元，其任务分配程 序可将多个任务分配到各个处理单元实 现并执行 系统内部的实现细节对用户透明。如用 户要访问某个文件，只需提供文件名即 可 软硬件资源可供系统中的所有用户共享 具有较好的可用性和可靠性，其容错能 力可以在某个位置发生故障时实现系统 重构 网络操作系统 每台机器都必须安装，其处理和控 制功能集中在某台（些）主机或网 络服务器上 无任务分配程序

分布式GIS发展阶段（续）

多层结构。它是一种较为先进和高效的分布式GIS体系结 构，可以很好地实现数据和功能的共享，具有较高的系统 效率，以三层结构较为常见。三层结构主要是指客户端、 应用服务器和数据服务器，客户端提供逻辑表示层，通过 调用、组合应用服务器的功能组件来完成相应的业务；应 用服务器存储相关的业务功能组件，供客户端调用，并提 供与数据服务器的接口；数据服务器管理数据库。这种体 系结构具有较好的可伸缩性，升级费用小、移植性好、功 能模块的重用性高，是分布式GIS发展的主要方向。

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分布对象计算发展历史
分布式计算技术源于二十世纪七十年代，早期的研究主要 集中于分布式操作系统，其后随着分布计算环境的开发和 应用的发展转向分布式计算平台。二十世纪八十年代以后， 随着面向对象理论的日渐成熟和面向对象技术的迅速发展， 尤其是采用面向对象模型设计和开发的大型软件系统的成 功应用，人们对面向对象技术逐渐由争论和观望发展到承 认和应用。传统的纯分布处理技术和面向对象技术以及客 户/服务器技术相结合形成了一种全新的分布式计算平台 模型——分布对象计算。

分布式数据库系统分类
根据各局部数据库所采用的数据模型是否相同，可以将 分布式数据库系统分为：

同构分布式数据库系统：所有节点只允许采用相同类 型的数据模型，如果所有节点的计算机类型也相同， 这样的分布式数据库系统则为完全同构的 异构分布式数据库系统：所有节点可以采用不同的数 据模型，异构分布式数据库系统在实现分布式处理上 更有难度，需要进行数据模型和数据语言的转换和映 射工作


三种分布对象系统框架的差异

由于CORBA本身是由标准制定组织提出的，所以它从一开 始就是平台中立，目前已得到800多个厂商的支持；而 DCOM原本由Microsoft一家提出，只限于Win32平台，只是 随后又将其扩展到其它平台，所以DCOM的跨平台特性受 到初始设计的局限。 CORBA与其它分布计算平台和协议的互操作性（连接性） 好，如GIOP（General Inter-ORB Protocol）提供了不同对象 请求代理（Object Request Broker ，简称ORB）之间的连接， 互联网ORB间协议（Internet Inter-ORB Protocol ，简称IIOP） 则是GIOP在TCP/IP网络上的实现；而DCOM因本身的局限 性，目前还不支持与其它分布计算平台之间的互操作。

客户/服务器模式的分布式GIS特性

位置透明性 平台独立性 数据结构透明
各数据库管理系统有独立性
分布式的查询 客户/服务器模式
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分布式GIS的技术基础
分布式GIS的实现需要一定的软、硬件支持。硬件主要是 必须提供一个合理的、高效的网络环境，包括微机、服 务器、网线、集线器以及一些常用的外部设备，如扫描 仪、打印机等。软件需要从操作系统、数据库管理系统 到分布计算等方面提供一系列的分布式环境，以实性 健壮性
只提供操作上的透明性。如用户要 访问某个文件，则需提供文件存储 位置 具有权限控制 不提供或提供很少的容错能力，具 有潜在的不可靠性
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数据库管理系统分类
按控制方式数据库管理系统可以分为：

集中式管理系统：将所有事务都由一个称为中心计算机的 节点进行管理 分布式管理系统：将数据库技术和网络技术结合起来应用， 每个节点都保持系统的一个副本来管理和监督各节点及系 统事务，是一种分布式的处理模式
组件
组件是一个在整个分布式系统中可以即插即用的独立对象， 在完成其功能的过程中，它可以跨越网络、应用、语言、 工具和操作系统。按照分布式对象的封装方式，一个分布 式对象就是一个组件，是完成系统一部分功能的一个独立 的分布式单元
分布对象系统框架标准

OMG（Object Management Group）的CORBA（Common Object Request Broker Architecture） Microsoft 的COM（Component Object Model）/DCOM （Distributed Component Object Model）/COM+ SUN的EJB（Enterprise Java Beans）

EJB是对上述两种分布式核心技术的演进而产生的，Java
的平台无关性、安全性、面向对象的设计等使它一诞生就
得到了广泛的关注和认可。基于Java服务器端组件模型， EJB框架提供了诸如远程访问、安全、交易、持久性和生 命期管理等多种支持分布对象计算的服务。
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分布式GIS的产生机制

客户/服务器技术的发展为分布式GIS提供了技术基础。客 户/服务器模式为很多当地小型计算机与少数功能强大的 服务器之间提供了协调功能；客户/服务器计算可以把数 个应用流组合起来，进行一个大型复杂任务；客户/服务 器模式提供了分布式处理能力 客户/服务器处理模式是网络GIS较先进和成熟的处理模式。 网络GIS的处理模式可分为集中式模式、主从式模式和分 布式模式。其中，客户/服务器模式（广义）虽然本质上 属于主从式模式，但是，已部分实现了分布式处理的功能； 而且目前商业化的GIS产品大多都支持客户/服务器模式
集中式
数据主从式 功能主从式 全分布式
中央服务器
中央服务器 客户端 客户端
中央服务器
客户端 中央服务器 客户端
函数库服务器
客户或服务器
中央服务器存储，客户 端动态合成
分布式GIS发展阶段
从体系结构上分，分布式GIS经历了三个发展阶段：

Client/Server结构（C/S）。它是一种数据和功能模块分开存 储的两层结构，在客户（Client）端进行业务处理，存放功 能模块，在服务器（Server）端管理数据库。这种结构初期 开发成本低，但是后期维护和升级成本高，适用于部门的管 理信息系统，能较好的实现资源共享和用户管理。 Brower/Server结构（B/S）。它是一种高度集中的分布式处理 模式，数据和事务处理模块均存放在服务器（Server）端， 使用通用的浏览器（Brower）作为客户端应用的执行环境， 可以实现丰富的功能，而不需在客户端进行任何软件的安装 和维护工作。B/S结构顺应“瘦客户端”的应用需求，适用 于大规模集成应用，具有较高的安全性。

分布式数据库系统

逻辑上是一个整体的数据根据一定的规则和要求存放在网 络的各个节点上，有不同的物理位置，但是，对用户而言， 数据存储的位置是透明的，用户不需要知道数据存储的具 体位置就可以对数据进行访问和操作。分布式数据库管理 系统负责对分布式数据库系统进行建立、查询、更新和维 护 在分布式数据库系统中，各节点均存放一定的数据，建立 局部数据库，并采用局部数据库管理系统进行管理
《地理信息系统设计》教程
第八章 分布式GIS
分布式GIS是GIS发展的必然方向，而分布式GIS的 设计与实现相对于一般GIS在内容上和方法上都具有 一定的特殊性，因此，这一部分将重点介绍分布式 GIS的设计方法和实现内容以及步骤等。
教学提纲
一、分布式GIS概述 二、分布式GIS的基本开发模式
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社会化GIS的发展要求分布式GIS作为其技术支撑。社会化 GIS在技术上具有基于网络环境、分布式计算和开放性等 特征，它处理的信息在本质上是分布式的，而且部门内数 据的共享方式不仅是文件传输的方式，还应是基于应用进 程通讯的方式，这要求系统采用分布式计算模式来进行设 计
网络处理模式对比
组合方式 数据存储位置 应用功能软件存放位置
分布式操作系统(DOS)

描述： DOS从上个世纪八十年代开始在实验室小规模采用， 到目前为止，已有一些比较完善的分布式系统推出，如CDCS、 Amoeba、V核、Locus等。 分类：从整体逻辑结构上分，可以分为五种类型：内核式、 集成式、客户/服务器式、中央式、分散式。 DOS与网络操作系统(NOS)异同点：都是基于网络的操作系统， 但透明性概念不同。虽然NOS可以提供一定程度的透明性， 但是DOS提供更多的透明性，例如访问透明性（不分本地和 远程资源）、并发透明性（虽然多用户共享资源，但是用户 不知道其它用户的存在）、位置透明性（资源位置对用户透 明）、移植透明性（资源位置的移动对用户透明）等等。
一、分布式GIS概述
（一） 分布式GIS定义 （二） 分布式GIS的技术基础 （三） 分布式GIS的产生和发展
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分布式GIS定义

分布式计算实现途径：
• •
直接反映现实世界的分布性 为了充分利用系统资源，提高软件效率而人为引入

客户/服务器模式：分布式软件系统是基于客户/服务器模 式的，该模式是网络环境下最先进的计算模式，分布式子 系统之间的关系实质上是信息和系统功能的提供者和接受 者之间的关系，该模型自然体现了这种关系
分布式对象
分布对象计算可以看作面向对象技术向异构分布计算平台和 客户／服务器环境的扩展和应用，其核心是分布式对象 （Distributed Object）。它是一个可以存在于网络中任何地方 的独立实体，远程客户可以通过发送消息来调用它拥有的方 法。一个客户调用一个分布式对象与创建该对象所用的程序 语言和编译器无关，即分布式对象是独立于平台的，客户无 需知道被调用对象的位置或者其所在的操作系统。 分布式对象具有面向对象(Object-Oriented，简称OO）语言中 对象的全部特征：封装性、继承性和多态性。这就保证了在 分布对象计算环境中进行软件开发具有OO技术的所有优势， 包括先期成果的继承性、模块性、软件可维护性、开发周期 短等。