分布式数据库系统及其应用(徐俊刚 第三版)重点课后习题答案

第一章

1.1 采用分布式数据库系统的主要原因是什么？

集中式数据库系统的不足：1.数据按实际需要已经在网络上分布存储，如果再采用集中式处理，势必造成附加成本和通信开销，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，将会影响整个系统的运行，可靠性不高。3集中式处理导致系统的规模和配置都不够灵活，系统的可扩展性较差。

1.2 分布式数据库系统有哪几种分类方法？这些方法是如何分类的？

1.按局部数据库管理系统的数据模型的类型分类。

（1）同构型：同构同质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，而且是同一种DBMS。

同构异质型：各个站点上的数据库的数据模型都是同一类型的，但不是同一种DBMS。

（2）异构型：各个站点上的数据库的数据模型各不相同。

2.按分布式数据库系统全局控制系统类型分类

（1）全局控制集中型DDBS

（2）全局控制分散型DDBS

（3）全局控制可变型DDBS

1.3 什么是分布式数据库系统？它具有那些主要特点？怎样区分分布式数据库系统与只提供远程数据访问的网络数据库系统？

分布式数据库系统是物理上分散而逻辑上集中的数据库系统，其可以看成是计算机网络和数据库系统的有机结合。

基本特点：物理分布性、逻辑整体性、站点自治性。

导出特点：数据分布透明性、集中与自治相结合的机制、存在适当的数据冗余度、事务管理的分布性。

区分：分布式数据库的分布性是透明的，用户感觉不到远程与本地结合的接缝的存在。

1.6分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？

数据跟踪，分布式查询处理，分布式事务管理，复制数据管理，安全性，分布式目录管理

1.14分布式数据库系统的主要优点是什么？存在哪些技术问题？

分布式数据库系统优点：良好地可靠性和可用性；提高系统效率，降低通信成本；较大的灵活性和可伸缩性；经济型和保护投资；适应组织的分布式管理和控制；数据分布式具有透明性和站点具有较好的自治性；提高了资源利用率；实现了数据共享。

分布式数据库系统中存在的技术问题：数据的分割、分布和冗余度；异构数据库的互联；分布式数据库系统的查询处理；分布式数据库系统的更新处理；分布式数据库系统的并发控制；分布式数据库系统的恢复控制；目录管理；数据安全性和保密性处理。

第三章

3.2 请用自己的语言阐述分布式数据库系统的两种设计方法及其适用范围。

创建方法有：组合法、重构法

组合法的特点：剖析网络功能；剖析原有数据库系统；解决数据的一致性、完整性和可靠性；难度较大；

组合法适用范围：通常是异构或者同构异质DDBS

重构法的特点：根据实现环境和用户需求；按照DDBS的设计思想和方法；从总体设计做起，包括LDBS,重新建立一个DDBS；可有效解决数据一致性、完整性和可靠性问题。

重构法的适用范围：通常是同构异质或同构同质DDBS

3.3数据分片应遵守哪些基本原则？数据分片有哪些基本类型和方法？

数据分片应遵守的基本原则：完整性条件，可重构性条件，不相交条件。

数据分片的基本类型和方法：水平分片和垂直分片

3.5 数据分布策略有哪几种形式？如何把设计好的数据片段分配到相应的站点上？

数据分布策略：集中式、分割式、复制式、混合式。（P86）

分配方法：非冗余分配----最佳适应法。冗余分配-----所有得益站点法、附加复制法。

3.7为什么说在分布式数据系统中，数据独立性这一目标比集中式数

据库系统更为重要，也更为复杂？

在集中式数据库中，数据独立性包括逻辑独立性与数据的物理独立性，分别表示用户程序与数据的全局逻辑结构和数据的物理结构无关。在分布式数据库中，除了数据的逻辑独立性与数据的物理独立性之外，还有数据的分布独立性。所谓数据分布独立性是指用户或者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，逻辑片段的站点位置分片情况，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是透明的。分布独立性也称为分布透明性，分布透明性包括三个层次：分片透明性、位置透明性和局部数据模型透明性。

第四章：

4.3概述基于关系代数等价变换的查询优化算法的基本原则和实现步骤。

基于关系代数等价变换的查询优化的基本原则：把查询问题转变为关系代数表达式，分析得到查询树（语法树）。进行从全局到片段的变换得到基于片段上的查询树，然后利用关系代数等价变换规则优化算法，，尽可能地先执行选择和投影操作。

基于关系代数等价变换查询优化的主要实现步骤如下：

1.将一个查询问题转换成关系代数表达式。

2.将关系代数表达式转换为查询树，对一个关系代数表达式进行语法分

析，可以得到一棵语法树

3.从全局查询到片段查询的变换：这个变换的典型方法是把基于全局关

系的查询树中的全局关系名，用其重构该全局关系的各片段名替换，

变换成相应片段上的查询树

4.利用关系代数等价变换规则的优化算法对片段上的查询树进行优化处

理，最后达到优化查询的目的。

4.4 概述基于半连接算法的查询优化的基本原理和适用情形。

（P121）基本原理是：通过半连接操作，可以减少操作关系的数据量，从而减少站点间数据的传输量。

适用情形：如果只需要一个关系中的一小部分元组参与和另一个关系连接的话，

这是一个使数据传输量最小化的非常有效的方案。此时有T

半

全

，采用半连接

方案是合适的。

第五章

5.1 概述分布式数据库系统中事务的定义、特性、结构和状态，以及分布式事务所特有的性质。

分布式数据库系统中的事务是一个分布式操作的序列，被操作的数据分布在不同的站点上，所以称为分布式事务。

分布式数据库系统中的事务具有事务的ACID四个特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性。

分布式数据库系统中事务的结构：以Begin_Transaction原语作为一个事务的开始，以Commit原语作为一个事务成功完成的结束，而以Rollback或Abort原语作为事务失败的结束。

分布式数据库系统中的事务状态：活动状态、部分提交状态、提交状态、失败状态、终止状态。

分布式事务所特有的性质有大量的数据传递、通信原语和控制报文等。