分布式数据库系统.ppt
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一个典型的应用程序可分解成四个组成成分。 1、用户界面的显示逻辑：这是与用户交互的应用代
码。它完成屏幕格式化、屏幕信息读写、窗口管 理、键盘及鼠标管理等任务。最流行的形式是各 种图形用户界面。 2、应用逻辑：这是根据输入数据来完成业务处理和 规则的应用代码。用3GL或4GL编写。
3、事务逻辑：这是应用程序中DML语句编写的 代码，在RDBMS中一般是用SQL编写。
第十四章 分布式数据库系统
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）。
本章重要概念
（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。
2、应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生 故障，则整个系统受到影响，可靠性不高；
3、集中式处理引起系统的规模和配置都不够灵活，系统的 可扩充性差。
在这种形势下，集中式DB的“集中计算”概念向“分布 计算”概念发展。分布计算主要体现在客户机／服务器模式 和分布式数据库体系结构两个方面。本章将分别介绍这两种 技术。
（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。
引言
随着传统的数据库技术日趋成熟、计算机网络技术的飞 速发展和应用范围的扩充，数据库应用已经普遍建立于计算 机网络之上。
集中式数据库系统表现出它的不足：
1、数据按实际需要已在网络上分布存储，再采用集中式 处理，势必造成通信开销大；
2、数据分布
数据分布在计算机网络的不同节点上，而这 些数据在逻辑上是一个整体，构成一个逻辑数 据库。网络中的每一个节点可以执行局部应用， 即具有独立处理本地数据库中数据的能力；也 可以执行全局应用，可以存取和处理异地数据 库中数据。这就是分布式数据库的概念。（分 布式数据库技术是数据库技术与网络技术有机 结合）
2.1 C/S结构的工作模式 C/S结构的基本原则是将计算机应用任务分
解成多个子任务，由多台计算机分工完成。即 “功能分布”原则。客户端完成数据处理、数 据表示、用户接口等功能；服务器完成DBMS 的核心功能。这种客户请求服务、服务器提供 服务的处理方式是一新型的计算机应用模式。
C/S结构的工作模式
三层结构中，服务器端分为两个部分：应用服务器（包 括从客户端划分出一部分应用和从专用服务器中划分出一 部分工作）和DB服务器。
14.1 集中计算与分布计算（一）
集中式DB的结构图
Βιβλιοθήκη Baidu
存取请求
处理结果
用户
终
端
主
DB
机
通信线路
14.1 集中计算与分布计算（二）
• “分布计算”概念 ① 处理分布 ② 数据分布 ③ 功能分布
1 “分布计算”概念
1、处理分布 处理分布，数据集中。网络中各个节点上用
户的应用程序向同一个DB存取数据，然后在 各自节点的计算机上进行应用的处理。它仍属 于集中式DB范畴，只是用户计算机（相当于 智能终端）上具有应用处理的能力，且增加了 网络接口，可在网络下运行。
数据请求 处理结果
用户
客户 机
服务
DB
器
通信线路
C/S结构的DBS又可分为单服务器结构和多服务器结构两类。 单服务器结构是在网络中仅有一台DB服务器，而有多台客户 机（本质上仍然属于集中式DBS）；多服务器结构是在网络 中可以有多台DB服务器和多台客户机，属于分布式DBS范 畴。
14.2 客户机/服务器计算模式
1.两层C/S结构
客户软件和服务器软件可以放在一台计算机上，但多 数情况下放在网络中不同计算机上。客户软件一般在 客户端运行，服务器软件一般在服务器上运行。
用户
客户机1
用户
客户机N
服务器 DB
第一层
第二层
2.三层C/S结构 由于两层结构中客户机上都必须安装应用程序和工具（含
公共程序），例如在每台客户机上都安装Power Builder， 使客户端过于庞大、负载太重，从而影响效率。因此引入 三层。
4、数据管理：应用程序中由DBMS完成访问实 际DB的程序。虽不属于应用程序本身，但它 是分布式处理的基本组成部分。
14.3 C/S系统的体系结构
3.1 C/S系统的体系结构
用户 客户机
用户 客户机
文件服务器
打印服务
文件
打印机
用户 客户机 数据库服务
客户机 中间件 服务器
DB
14.4 C/S结构的演变
（例如：在服务器上安装DB2或SQL Sserver， 用于完成事务处理和数据访问的控制）；而另 一些节点上的计算机则专门处理用户的应用程 序，称为客户机（Client）。通常在客户机上 安装DBMS的应用开发工具（如： PowerBuilder、Visual Basic、Delphi）， 实现用户界面和前端处理。
客户机的任务
管理用户界面 接受用户数据 处理应用逻辑 生成数据库请求 向服务器发数据库请求 从服务器接受结果 格式化结果
服务器的任务
接受来自客户机的数据库请求 处理对数据库的请求 格式化结果并传给客户机 进行完整性检查 维护数据字典、索引 处理数据恢复 优化查询/更新处理
2.2 C/S环境下应用成分的分布
3、功能分布
在分布式数据库系统中，网络上每个节点都是 一个通用计算机，既执行分布式DBMS，又执行 应用程序。随着工作站功能的增强和广泛使用， 为了解决计算机的瓶颈问题，需要把DBMS功能 和应用处理功能分开。网络中一些节点上的计算 机专门用于执行DBMS功能，称为DB服务器（DB Server）。
本章的重点
（1）两层、三层、多层C/S结构。 （2）分布式数据存储：分片和分配。 （3）DDB的体系结构。 （4）基于半联接查询优化
早期的DBS是主从式（主机/终端式）系统，是一 种集中式DB体系结构。其主要特点是DBMS软件、所 有用户的数据和应用程序都存储在一个中心计算机 （称之为主机）上，通常是大型机。用户仅能通过 终端发出存取数据的请求，由通信线路传输给主机， 主机响应并处理之后，再将处理结果通过通信线路 返回给用户终端。
码。它完成屏幕格式化、屏幕信息读写、窗口管 理、键盘及鼠标管理等任务。最流行的形式是各 种图形用户界面。 2、应用逻辑：这是根据输入数据来完成业务处理和 规则的应用代码。用3GL或4GL编写。
3、事务逻辑：这是应用程序中DML语句编写的 代码，在RDBMS中一般是用SQL编写。
第十四章 分布式数据库系统
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）。
本章重要概念
（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。
2、应用程序集中在一台计算机上运行，一旦该计算机发生 故障，则整个系统受到影响，可靠性不高；
3、集中式处理引起系统的规模和配置都不够灵活，系统的 可扩充性差。
在这种形势下，集中式DB的“集中计算”概念向“分布 计算”概念发展。分布计算主要体现在客户机／服务器模式 和分布式数据库体系结构两个方面。本章将分别介绍这两种 技术。
（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。
引言
随着传统的数据库技术日趋成熟、计算机网络技术的飞 速发展和应用范围的扩充，数据库应用已经普遍建立于计算 机网络之上。
集中式数据库系统表现出它的不足：
1、数据按实际需要已在网络上分布存储，再采用集中式 处理，势必造成通信开销大；
2、数据分布
数据分布在计算机网络的不同节点上，而这 些数据在逻辑上是一个整体，构成一个逻辑数 据库。网络中的每一个节点可以执行局部应用， 即具有独立处理本地数据库中数据的能力；也 可以执行全局应用，可以存取和处理异地数据 库中数据。这就是分布式数据库的概念。（分 布式数据库技术是数据库技术与网络技术有机 结合）
2.1 C/S结构的工作模式 C/S结构的基本原则是将计算机应用任务分
解成多个子任务，由多台计算机分工完成。即 “功能分布”原则。客户端完成数据处理、数 据表示、用户接口等功能；服务器完成DBMS 的核心功能。这种客户请求服务、服务器提供 服务的处理方式是一新型的计算机应用模式。
C/S结构的工作模式
三层结构中，服务器端分为两个部分：应用服务器（包 括从客户端划分出一部分应用和从专用服务器中划分出一 部分工作）和DB服务器。
14.1 集中计算与分布计算（一）
集中式DB的结构图
Βιβλιοθήκη Baidu
存取请求
处理结果
用户
终
端
主
DB
机
通信线路
14.1 集中计算与分布计算（二）
• “分布计算”概念 ① 处理分布 ② 数据分布 ③ 功能分布
1 “分布计算”概念
1、处理分布 处理分布，数据集中。网络中各个节点上用
户的应用程序向同一个DB存取数据，然后在 各自节点的计算机上进行应用的处理。它仍属 于集中式DB范畴，只是用户计算机（相当于 智能终端）上具有应用处理的能力，且增加了 网络接口，可在网络下运行。
数据请求 处理结果
用户
客户 机
服务
DB
器
通信线路
C/S结构的DBS又可分为单服务器结构和多服务器结构两类。 单服务器结构是在网络中仅有一台DB服务器，而有多台客户 机（本质上仍然属于集中式DBS）；多服务器结构是在网络 中可以有多台DB服务器和多台客户机，属于分布式DBS范 畴。
14.2 客户机/服务器计算模式
1.两层C/S结构
客户软件和服务器软件可以放在一台计算机上，但多 数情况下放在网络中不同计算机上。客户软件一般在 客户端运行，服务器软件一般在服务器上运行。
用户
客户机1
用户
客户机N
服务器 DB
第一层
第二层
2.三层C/S结构 由于两层结构中客户机上都必须安装应用程序和工具（含
公共程序），例如在每台客户机上都安装Power Builder， 使客户端过于庞大、负载太重，从而影响效率。因此引入 三层。
4、数据管理：应用程序中由DBMS完成访问实 际DB的程序。虽不属于应用程序本身，但它 是分布式处理的基本组成部分。
14.3 C/S系统的体系结构
3.1 C/S系统的体系结构
用户 客户机
用户 客户机
文件服务器
打印服务
文件
打印机
用户 客户机 数据库服务
客户机 中间件 服务器
DB
14.4 C/S结构的演变
（例如：在服务器上安装DB2或SQL Sserver， 用于完成事务处理和数据访问的控制）；而另 一些节点上的计算机则专门处理用户的应用程 序，称为客户机（Client）。通常在客户机上 安装DBMS的应用开发工具（如： PowerBuilder、Visual Basic、Delphi）， 实现用户界面和前端处理。
客户机的任务
管理用户界面 接受用户数据 处理应用逻辑 生成数据库请求 向服务器发数据库请求 从服务器接受结果 格式化结果
服务器的任务
接受来自客户机的数据库请求 处理对数据库的请求 格式化结果并传给客户机 进行完整性检查 维护数据字典、索引 处理数据恢复 优化查询/更新处理
2.2 C/S环境下应用成分的分布
3、功能分布
在分布式数据库系统中，网络上每个节点都是 一个通用计算机，既执行分布式DBMS，又执行 应用程序。随着工作站功能的增强和广泛使用， 为了解决计算机的瓶颈问题，需要把DBMS功能 和应用处理功能分开。网络中一些节点上的计算 机专门用于执行DBMS功能，称为DB服务器（DB Server）。
本章的重点
（1）两层、三层、多层C/S结构。 （2）分布式数据存储：分片和分配。 （3）DDB的体系结构。 （4）基于半联接查询优化
早期的DBS是主从式（主机/终端式）系统，是一 种集中式DB体系结构。其主要特点是DBMS软件、所 有用户的数据和应用程序都存储在一个中心计算机 （称之为主机）上，通常是大型机。用户仅能通过 终端发出存取数据的请求，由通信线路传输给主机， 主机响应并处理之后，再将处理结果通过通信线路 返回给用户终端。