电子科技大学：《数据库新技术 Database Technology》课程教学资源（课件讲稿）第4章 分布式数据库

36 《数据库新技术》 第4章分布式数据库 电子科技大学计算机学院 魏祖宽 anl exweeQuestc.edu.cn 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 电子科技大学 计算机学院 魏祖宽 anlexwee@uestc.edu.cn 《数据库新技术》 第4章 分布式数据库

本章内容 ☒ 36 DDBMS概述 DDBMS体系结构 分布式数据存储 分布式查询处理 分布式事务管理 分布式并发控制 区块链技术 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 DDBMS概述 DDBMS体系结构 分布式数据存储 分布式查询处理 分布式事务管理 分布式并发控制 区块链技术

DDBMS概述 由来 1.计算机平台环境的改变 全局用户 DDBMS DDBMS 全局用户 •卫星通信 LDBMS LDBMS 局部用户 •蜂窝通信 局部用户 局域网 结点1 结点n 广域网 DB DB .Intranet .Internet 2.信息系统应用需求 地域上分散、管理集中的企业越来越多 使用计算机网络将地理位置分 •既要求实现本地数据管理，就要求存取 散而管理和控制又需要不同程 异地的数据 •既要有各部门的局部控制和分散管理； 度集中的多个逻辑单位连接起 又要有整个组织的全局控制和高层次的 来，共同组成一个数据库系统 协同管理 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 2. 信息系统应用需求 •地域上分散、管理集中的企业越来越多 •既要求实现本地数据管理，就要求存取 异地的数据 •既要有各部门的局部控制和分散管理； 又要有整个组织的全局控制和高层次的 协同管理 网络 全局用户 局部用户 DDBMS LDBMS DDBMS 全局用户 LDBMS 局部用户 DB DB 结点1 结点n …… 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连接起 来，共同组成一个数据库系统 1.计算机平台环境的改变 •卫星通信 •蜂窝通信 •局域网 •广域网 •Intranet •Internet

DDBMS概述 发展 ☒ 936 分布式数据库发展阶段： 20世纪70年代末期一产生 20世纪80年代一成长阶段 20世纪90年代一商品化应用阶段 21世纪一大规模应用阶段 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 分布式数据库发展阶段： • 20世纪70年代末期——产生 • 20世纪80年代——成长阶段 • 20世纪90年代——商品化应用阶段 • 21世纪——大规模应用阶段

DDBMS:概述 特点 36 分布式数据库系统的特点： 物理分布性：数据不是存放在一个站点上 逻辑整体性：是与分散式数据库系统的区别 ·站点自治性：是与多处理机系统的区别 ·数据分布透明性 DDBMS DDBMS 。 集中与自治相结合 DBMSI DBMS2 全局用户1 全局用户2 存在适当的数据冗余度 局部用户1 111111111☐ 111110 局部用户2 ·事务管理的分布性 网络 DB1 DB2 全局用户3 DDBMS DBMS3 11111111 局部用户3 DB3 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 分布式数据库系统的特点： • 物理分布性：数据不是存放在一个站点上 • 逻辑整体性：是与分散式数据库系统的区别 • 站点自治性：是与多处理机系统的区别 • 数据分布透明性 • 集中与自治相结合 • 存在适当的数据冗余度 • 事务管理的分布性

DDBMS概述 规则 ☒ 36 分布式数据库系统的12条规则 本地自治性 不依赖于中心节点 可连续操作性 位置独立性 数据分片独立性 数据复制独立性 分布式查询处理 分布式事务处理 硬件独立性 操作系统独立性 网络独立性 数据库管理系统独立性 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 分布式数据库系统的12条规则 • 本地自治性 • 不依赖于中心节点 • 可连续操作性 • 位置独立性 • 数据分片独立性 • 数据复制独立性 • 分布式查询处理 • 分布式事务处理 • 硬件独立性 • 操作系统独立性 • 网络独立性 • 数据库管理系统独立性

DDBMS概述 分类 ☒ 按局部DBMS的数据模型分类 同构型DDBS:各个站点上的数据库的数据模型都是同一数据模型。 同构同质型：相同DBMS 同构异质型：不同DBMS 异构型DDBS:各站点上数据库的数据模型的类型是各不相同的 按DDBS的全局控制类型分类 全局控制集中型DDBS：全局控制机制和全局数据词典位于中心站点 全局控制分散型DDBS:全局控制机制和全局数据词典分散在网络的各 个站点上。 全局控制可变型DDBS:也称主从型DDBS。分成两组站点，一组包含 全局控制机制和全局控制词典，另外一组不包含。 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学  按局部DBMS的数据模型分类 • 同构型DDBS：各个站点上的数据库的数据模型都是同一数据模型。 • 同构同质型：相同DBMS • 同构异质型：不同DBMS • 异构型DDBS：各站点上数据库的数据模型的类型是各不相同的  按DDBS的全局控制类型分类 • 全局控制集中型DDBS：全局控制机制和全局数据词典位于中心站点 • 全局控制分散型DDBS：全局控制机制和全局数据词典分散在网络的各 个站点上。 • 全局控制可变型DDBS：也称主从型DDBS。分成两组站点，一组包含 全局控制机制和全局控制词典，另外一组不包含

DDBMS概述 优缺点 ☒ >主要缺点： ◆为保证各结点协调工作需做更多的工作，增加了开销：硬件开销、通 信开销、数据分布透明性的开销、为保证数据库全局并行性、并行操作 的可串行性，安全性和完整性等开销 主要优点 ◆有利于改善系统的运行性能 ◆提高了系统的可靠性和可用性 ◆自治性好 ◆便于扩展系统处理能力 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学  主要缺点： 为保证各结点协调工作需做更多的工作，增加了开销：硬件开销、通 信开销、数据分布透明性的开销、为保证数据库全局并行性、并行操作 的可串行性，安全性和完整性等开销  主要优点 有利于改善系统的运行性能 提高了系统的可靠性和可用性 自治性好 便于扩展系统处理能力

DDBMS概述 新兴DDBMS ☒ 36 BigTable ◆ 是Google设计的分布式数据存储系统，用来处理海量的数据的一种 非关系型的数据库。 ◆是一个稀疏的、分布式的、持久化存储的多维度排序Map。 ◆ Bigtable将存储的数据都视为字符串，但是Bigtable本身不去解析这 些字符串。 ◆适合大规模海量数据，PB级数据； ◆分布式、并发数据处理，效率极高： ◆易于扩展，支持动态伸缩； ◆适用于廉价设备： ◆ 适合于读操作，不适合写操作。 ◆不适用于传统关系型数据库。 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学  BigTable  是Google设计的分布式数据存储系统，用来处理海量的数据的一种 非关系型的数据库。  是一个稀疏的、分布式的、持久化存储的多维度排序Map。  Bigtable将存储的数据都视为字符串，但是Bigtable本身不去解析这 些字符串。  适合大规模海量数据，PB级数据；  分布式、并发数据处理，效率极高；  易于扩展，支持动态伸缩；  适用于廉价设备；  适合于读操作，不适合写操作。  不适用于传统关系型数据库

本章内容 36 DDBMS概述 DDBMS体系结构 分布式数据存储 分布式查询处理 分布式事务管理 分布式并发控制 区块链技术 学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学

学以致用 DATABASE@UESTC 用以促学 DDBMS概述 DDBMS体系结构 分布式数据存储 分布式查询处理 分布式事务管理 分布式并发控制 区块链技术