通信工程师综合能力分布式数据库

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　　1.分布式数据库
分布式数据库（Distributed Database)的研究始于20世纪70年代中期，是在集中式数据 库的基础上发展起来的，是数据库技术与计算机网络技术相结合的产物。随着计算机网络技 术的迅速发展、计算机硬件和通讯设备价格的下降，分布式数据库技术成了 20世纪80年代 数据库研究的主要方向并取得了显着成果。
(1)分布式数据库系统的定义
在分布式数据库系统中，数据库存储在几台计算机中，这几台计算机之间通过高速网络 或电话线笋各种通信设备相互通信，计算机之间没有共享公共的内存或磁盘。系统中每一台 计算机被称为一个结点（或节点）。在分布式数据库系统中，应用分为局部应用和全局应用两 种。局部应用是指仅操作本地结点上数据库的应用；而全局应用是指需要操作个两或两个以 上结点中的数据库的应用。
例如，一个银行系统中，有多个分支结构分布在不同的城市。每个分支机构有自己的服 务器（结点），用来维护该分支机构的所有账户的数据库；同时有若干客户机，完成本地客户 的存、取款业务等（局部应用）。同时分支机构的客户机也可以完成某些全局应用，如不同分 支机构中账户之间的转账，就需要同时访问和更新两个结点上的数据库中的数据。不支持全局应用的系统不能称之为分布式数据库系统。同时，分布式数据库系统不仅要求数据的物理 分布，而且要求这种分布是面向处理、面向应用的。所以，分布式数据库系统的更确切的定 义为：
分布式数据库是由一组数据组成的，这组数据分布在计算机网络的不同计算机上，网络 中的每个结点具有独立处理的能力（称为场地自治），可以执行局部应用；同时，每个结点也 能通过网络通信子系统执行全局应用。
(2)分布式数据库系统的特点
分布式数据库系统主要有如下几个特点。
①数据的物理分布性。数据库中的数据分布在计算机网络的不同结点上，而不是集中在 一个结点上。因此它不同于通过计算机网络共享的集中式数据库系统。
②数据的逻辑整体性。分布在计算机网络不同结点上的数据在逻辑上属于同一个系统， 因此，它们在逻辑上是相互联系的整体。
③结点的自主性。每个结点有自己的计算机，自己的数据库（局部数据库，LDB)，自 己的数据库管理系统（LDBMS)，因而能独立地管理局部数据库。局部数据库中的数据可以 供本结点的用户存取（局部应用），也可以供其他结点上的用户存取以供全局应用。
另外，分布式数据库系统是在集中式数据库系统的基础上发展起来的，但它在数据独立 性、减少数据冗佘、并发控制、数据库安全性和恢复等方面都有了新的更为丰富的内容。
①数据独立性。数据独立性是数据库系统的最主要特性之一。它使应用程序能不受数据 结构的影响，当数据库的逻辑结构或物理结构改变时，不必修改应用程序。在分布式数据库 系统中，数据独立性除了逻辑独立性和物理独立性之外，还有分布透明性（Distribution Transparency)所谓分布透明性，是指数据存放的结点以及数据存放的物理细节等对用户都 是透明的。用户使用数据时，就像使用集中式数据库一样。

②适当增加数据冗余。数据冗余不仅增加存储空间，而且容易造成数据之间的不一致性。 所以，减少数据冗余度也是集中式数据库系统的主要特征之一。而在分布式数据库系统中常 常希望增加冗余数据，在不同的结点存储同一数据的多个副本。主要的原因有二： 一是系统 可以选择最近的数据副本进行操作，以减少通信代价，提高系统执行效率；二是当存放数据 的结点发生故障时，可以存取存放在其他结点上的数据副本，提高系统的可用性和可靠性。
③全局的一致性、可串行性和可恢复性。由于数据是多用户共享的，当多个用户并发存 取同一数据时系统应提供数据的一致性视图。同时，由于数据是分布的，对于全局应用来说， 事务的执行将分成不同结点上的多个局部事务，而这多个事务的执行同样应具有原子性和可 串行性。并且，当某个局部事务不能正常提交时，应能撤销其他结点已完成的事务，从而实 现事务的全局回滚。此外，分布式查询优化、多副本数据的更新、数据目录的分布等都是分 布式数据库管理系统（DDBMS)需要解决的问题。

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