數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)概論第十四章分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-08-31 16:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制，實(shí)現(xiàn)更新同步，提供全局恢復(fù)等功能。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)概述 – 全局?jǐn)?shù)據(jù)字典，存放全局概念模式、分片模式、分布模式等的定義，以及各模式之間的映像定義，存放有關(guān)用戶存取權(quán)限的定義、完整性約束的定義等。 – 通信管理，在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)各場(chǎng)地之間傳送消息和數(shù)據(jù)，完成通信功能。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)概述 ?DDBMS的分類(lèi) – 按全局控制發(fā)生分類(lèi) ?全局控制集中的 DDBMS – 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)器和全局?jǐn)?shù)據(jù)字典集中于某一結(jié)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是控制簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)更新一致性，但該結(jié)點(diǎn)容易成為系統(tǒng)的瓶頸，系統(tǒng)也較脆弱。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)概述 ?全局控制分散的 DDBMS – 全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)器和全局?jǐn)?shù)據(jù)字典分散在網(wǎng)絡(luò)上的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)上，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都能完成全局事務(wù)的協(xié)調(diào)和局部數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的控制功能。每個(gè)結(jié)點(diǎn)既是全局事務(wù)的參與者，也是全局事務(wù)的協(xié)調(diào)者。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn)獨(dú)立，自治性強(qiáng)，但全局控制的協(xié)調(diào)機(jī)制和一致性維護(hù)都比較困難。 ?全局控制部分分散的 DDBMS – 介于上述兩者之間，根據(jù)應(yīng)用的需要將全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)管理器和全局?jǐn)?shù)據(jù)字典分散在某些結(jié)點(diǎn)上。 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)概述 – 按局部 DBMS的類(lèi)型分類(lèi) ?同構(gòu)型 DDBMS – 每個(gè)結(jié)點(diǎn)的局部數(shù)據(jù)庫(kù)具有相同的 DBMS。 ?異構(gòu)型 DDBMS – 各結(jié)點(diǎn)的局部數(shù)據(jù)庫(kù)具有不同的 DBMS 分布式查詢處理 ?在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分布在網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)結(jié)點(diǎn)之中，其查詢需要由多個(gè)結(jié)點(diǎn)利用網(wǎng)絡(luò)協(xié)作完成。在集中式數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢優(yōu)化的目標(biāo)是產(chǎn)生最小磁盤(pán) I/O數(shù)，在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中還要考慮網(wǎng)絡(luò)的傳輸時(shí)間和各結(jié)點(diǎn)的并發(fā)執(zhí)行。因此，分布式查詢處理較集中式數(shù)據(jù)庫(kù)復(fù)雜。 分布式查詢處理 ?在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，查詢可分為三類(lèi)：局部查詢，遠(yuǎn)程查詢，全局查詢。局部查詢和遠(yuǎn)程查詢只涉及單個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)（本地的或遠(yuǎn)程的），可以采用集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的處理技術(shù)；二全局查詢涉及到多個(gè)結(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，因此相對(duì)復(fù)雜的多。 分布式查詢處理 ?分布式查詢處理的過(guò)程包括： – 查詢變換 將用戶查詢轉(zhuǎn)換為析取范式或合取范式，并進(jìn)行語(yǔ)義分析，檢查查詢的正確性等工作。 分布式查詢處理 – 數(shù)據(jù)定位 數(shù)據(jù)定位的目的是把用戶定義在全局概念模式上的查詢轉(zhuǎn)換為定義在局部概念模式上的查詢。由于它定義在片段上，也稱為片段查詢。設(shè)查詢 Q中包含關(guān)系 R R … 、 Rn，而且對(duì)于 1≤i≤n， Ri已經(jīng)被劃分為 m個(gè)片段 Ri Ri … 、 Rim， Ri=F(RiRi … 、 Rim)。 Q的數(shù)據(jù)定位包括兩步。第一步，對(duì)于 1≤i≤n， 用 Ri=F(Ri Ri … 、 Rim)代替 Q中的Ri ，得到一個(gè)等價(jià)的片段查詢 FQ。第二步，進(jìn)一步加工 FQ，產(chǎn)生一個(gè)與 FQ等價(jià)并且效率更高的片段查詢。 分布式查詢處理 – 全局查詢優(yōu)化 無(wú)論是集中式數(shù)據(jù)庫(kù)還是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)其查詢策略的選擇都是以執(zhí)行查詢的預(yù)期代價(jià)為依據(jù)的。在集中式數(shù)據(jù)庫(kù)中，查詢執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)主要是： I/O+CPU代價(jià)。而在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢執(zhí)行的開(kāi)銷(xiāo)為： I/O+CPU代價(jià) +通信代價(jià)。因此在全局查詢優(yōu)化時(shí)需要選擇執(zhí)行操作的順序，降低網(wǎng)絡(luò)通信的開(kāi)銷(xiāo)。 分布式查詢處理 – 局部查詢優(yōu)化 局部查詢優(yōu)化的目的是為每個(gè)局部查詢選擇優(yōu)化的執(zhí)行計(jì)劃，其方法與集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢優(yōu)化策略和方法相同。 分布式查詢處理 假定每條元組 100bit大小 ?求供應(yīng)紅色零件的、北京的供應(yīng)商號(hào)碼 select from S, P, SP where = ‘北京’ and = and = and = ‘紅色’ SiteA SiteB S(S,CITY) 104個(gè)元組SP(S,P) 106個(gè)元組 P(P,COLOR) 105個(gè)元組 網(wǎng)絡(luò) 傳輸速度104bps 傳輸延遲 1s 分布式查詢處理 傳送時(shí)間 T=總傳輸延遲 +總數(shù)據(jù)量 /傳輸速度 P從 B站傳送到 A站，在 A站進(jìn)行查詢 傳送時(shí)間 T=1+105 ?100 /104=103s S, SP P 傳 P 分布式查詢處理 S， SP從 A站傳送到 B站 ， 在 B站進(jìn)行查詢 傳送時(shí)間 T=2+(104+106)?100/104?104s S, SP P 傳 S,SP 分布式查詢處理 ⒊ 在 A站連接 S與 SP，選出城市為北京的元組（假定有 105個(gè)），然后對(duì)其中每個(gè)元組的 P，詢問(wèn) B站，看其是否為紅色。 傳送時(shí)間 T=2 ? 105s S, SP P 問(wèn) 答 分布式查詢處理 ⒋ 在 B站選出紅色零件 （ 假定有 10個(gè) ） ，然后對(duì)每個(gè)元組詢問(wèn) A站 ， 看北京的供應(yīng)商是否供應(yīng)此零件 。 傳送時(shí)間 T=2 ? 10=20s
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