分布式数据库模型1
- 格式:ppt
- 大小:189.00 KB
- 文档页数:2
分布式数据库概念一、前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。
这时集中式数据库系统表现出它的不足: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;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;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。
二、分布式数据库系统概述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大,以分布式为主要特征的数据库系统的研究与开发受到人们的注意。
分布式数据库是数据库技术与网络技术相结合的产物,在数据库领域已形成一个分支。
分布式数据库的研究始于20世纪70年代中期。
世界上第一个分布式数据库系统SDD-1是由美国计算机公司(CCA)于1979年在DEC计算机上实现。
20世纪90年代以来,分布式数据库系统进入商品化应用阶段,传统的关系数据库产品均发展成以计算机网络及多任务操作系统为核心的分布式数据库产品,同时分布式数据库逐步向客户机/服务器模式发展。
三、DDBS(Distributed Database System)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。
四、DDBS的特点和优缺点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。
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。
%%%%%%%%%%%%%%%第一章:分布式数据库系统概述数据库:长期存储在计算机内的有组织的,可共享的相关数据的集合。
数据库管理系统:DBMS是介于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。
为用户或应用程序提供访问DB的方法,包括DB的建立、查询、更新及各种数据控制。
DBMS基于某种数据模型。
数据库系统:数据库系统(DBS)通常是指带有数据库的计算机应用系统。
包括数据库、相应的硬件、软件和各类人员。
数据库技术:数据库技术是研究数据库的结构、存储、设计、管理和使用的一门软件学科;是一门综合性较强的学科。
数据抽象:视图抽象——外模式;概念抽象——概念模式;物理抽象——内模式数据模型:数据模型三要素:数据结构;数据操作;完整性约束模式/内模式映象:该映象存在于模式与内模式之间,用于定义模式与内模式之间的对应性。
本映象一般在内模式中描述。
外模式/模式映象:该映象存在于外模式与模式之间,用于定义外模式和模式之间的对应性。
本映象一般在外模式中描述。
物理独立性:在数据库系统的三级模式结构中,存在模式/内模式的映象,当内模式发生变化时,只要修改模式/内模式的映象,就可以保持模式不变,从而保证程序与数据的物理独立性。
逻辑独立性:在数据库系统的三级模式结构中,存在外模式/模式的映象,当模式发生变化时,只要修改外模式/模式的映象,即可保持外模式不变,从而保证程序和数据的逻辑独立性。
DDBS具有如下四个基本特点:物理分布性逻辑整体性场地自治性场地之间协作性计算机网络:定义为相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。
相互联接指两台或多台计算机通过信道互连,从而可进行通信;彼此独立则强调在网络中,计算机之间不存在明显的主从关系,即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力,每台计算机都具有独立的操作系统。
计算机网络的组成:通信子网和资源子网分布式数据库定义:物理上分散而逻辑上集中的系统,它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(通常是集中式数据库系统)连接起来,共同组成一个统一的数据库系统。
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。
浅议分布式数据库的特点\结构与设计作者:孙砚立来源:《数字技术与应用》2010年第04期摘要:分布式数据库系统的应用,对于满足当前社会信息共享提供了更完善的解决方案,是加强我国信息化建设的有效工具之一。
本文着重阐述了分布式数据库的特征和模式结构,同时也厘清了其设计思路。
关键词:分布式数据库设计系统随着计算机技术的飞速发展及其在各行各业的广泛应用,各种数据、资料早已经成为稀缺的资源,而在社会节奏不断加快的今天,各企事业单位的资源利用效率显得越来越重要,于是数据库系统成为促进信息流通、构建核心能力的关键所在。
由于数据库技术在各个领域中的应用不断深入,当前用户期望出现能够处理数据信息存储地域分散的新型数据库系统。
伴随着计算机网络的逐渐成熟和数据库技术的不断完善,分布式数据库系统以“计算机网络”加上“数据库系统”的方式,既能克服数据资料物理上的分散性,又能对数据进行全局共享和集中管理。
1 分布式数据库系统的概念分布式数据库系统就是数据信息在实际空间中分开保存,但从数理应用逻辑上却体现出集中、统一的数据库系统,其控制机制具有集中与自制相结合的特点,数据具有相对独立性、适当冗余性、管理分布性等特点。
该系统不强调系统的集中控制,而长于节点的自治能力,并且数据能够做到分布透明。
2 分布式数据库系统的特征2.1数据存储分散分布式数据库系统与集中式数据库系统最大的不同就在于其中的数据信息不是存储在某一个数据节点中,而是分散存储于多个站点,这些节点由Internet和/或Intranet相连接,形成一个虚拟的统一数据库,同时这种数据的分散存储并不影响数据用户的操作和使用。
2.2逻辑应用整体统一分布式数据库系统中的数据物理上是分散存储在各个站点中,但从逻辑角度来衡量,这些分散的数据却又呈一个虚拟的整体,被所有用户共享使用,并由分布式数据库系统统一管理、集中控制,同时这种“分布”对用户来说是透明的。
这也是分布式数据库与分散式数据库的最大区别。
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。
分布式数据库原理、架构与实践
1 分布式数据库的概念
随着互联网应用的大规模化普及,传统的单机数据库已经无法满
足系统的高并发、高可靠性、高容量等需求,分布式数据库应运而生。
分布式数据库指将系统数据分散存放在多台服务器上,并通过网络进
行数据交换和协调,实现数据共享、负载均衡等功能的数据库。
2 分布式数据库的原理
分布式数据库的实现原理主要分为三个方面:数据分片、数据复
制和数据一致性控制。
数据分片指将数据按照一定规则划分成多个片段,存储在不同的节点上;数据复制指将数据在多个节点上进行备份,以提高系统的可靠性和可用性;数据一致性控制指各个节点之间通过
协议保证数据的读写一致性。
3 分布式数据库的架构
分布式数据库的架构可以分为两种:主从架构和P2P架构。
主从
架构中,一个节点作为主节点,向其他从节点分发数据,从节点负责
读写数据;P2P架构中,各个节点平等地共享数据,通过协作实现数据一致性。
4 分布式数据库的实践
分布式数据库在实践时需要考虑多方面的问题,例如负载均衡、
数据安全、数据备份与恢复、数据一致性控制等。
同时,分布式数据
库的性能测试也需要进行细致的规划和实施,以保证系统的稳定性和可靠性。
常用的分布式数据库包括MySQL Cluster、MongoDB、Cassandra等。
5 总结
分布式数据库的应用已经逐渐普及,具有非常重要的意义。
在实践中,需要根据应用场景选择适当的架构和实现方式,并考虑合理的性能测试和性能优化策略,以达到系统的稳定性和可靠性要求。