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分布式数据库

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分布式数据库系统通常使用较小的计算机系统,每台计算机可单独放在一个地方,每台计算机中都有DBMS的一份完整拷贝副本,并具有自己局部的数据库,位于不同地点的许多计算机通过网络互相连接,共同组成一个完整的、全局的大型数据库。

主要特点

· 多数处理就地完成;   · 各地的计算机由数据通信网络相联系。   · 克服了中心数据库的弱点:降低了数据传输代价;   · 提高了系统的可靠性,局部系统发生故障,其他部分还可继续工作;   · 各个数据库的位置是透明的,方便系统的扩充;   · 为了协调整个系统的事务活动,事务管理的性能花费高;

数据分片类型

(1)水平分片:按一定的条件把全局关系的所有元组划分成若干不相交的子集,每个子集为关系的一个片段。   (2)垂直分片:把一个全局关系的属性集分成若干子集,并在这些子集上作投影运算,每个投影称为垂直分片。   (3)导出分片:又称为导出水平分片,即水平分片的条件不是本关系属性的条件,而是其他关系属性的条件。   (4)混合分片:以上三种方法的混合。可以先水平分片再垂直分片,或先垂直分片再水平分片,或其他形式,但他们的结果是不相同的。   条件:   (1)完备性条件:必须把全局关系的所有数据映射到片段中,决不允许有属于全局关系的数据却不属于它的任何一个片段。   (2)可重构条件:必须保证能够由同一个全局关系的各个片段来重建该全局关系。对于水平分片可用并操作重构全局关系;对于垂直分片可用联接操作重构全局关系。   (3)不相交条件:要求一个全局关系被分割后所得的各个数据片段互不重叠(对垂直分片的主键除外)。

数据分配方式

(1)集中式:所有数据片段都安排在同一个场地上。   (2)分割式:所有数据只有一份,它被分割成若干逻辑片段,每个逻辑片段被指派在一个特定的场地上。   (3)全复制式:数据在每个场地重复存储。也就是每个场地上都有一个完整的数据副本。   (4)混合式:这是一种介乎于分割式和全复制式之间的分配方式。   目前分布式数据库分配的设计,越来越多的采用寻找最优解的算法,比如遗传算法、退火机制等

查询优化

指在执行分布式查询时选择查询执行计划的方法和关系运算符的实现算法。根据系统环境的不同,查询优化所使用的算法也有所不同,通常分为远程广域网环境和高速局域网环境,其区别主要在网络的带宽。对于一元运算符可以采用集中式数据库中的查询优化方法。而对于二元运算符,由于涉及场地间的数据传输,因此必须考虑通信代价。分布式查询中常见的连接运算执行策略包括:   (1)半连接方法:利用半连接运算的转换方法R∞S=(RµS)∞S。假 设场地1和场地2上分别有关系R和关系S,首先在S上执行连接属性上的投影并将结果传输至场地1,在场地1上执行关系R与投影的连接操作,再将结果传输至 场地2与关系S执行连接操作。这种方法能够降低执行连接运算时的网络通信代价,主要适用于带宽较低的远程广域网络。   (2)枚举法方法:指枚举关系运算符的物理执行计划,通过对比执行计划的代价选择执行算法的方法。其中,连接运算符的物理执行计划包括嵌套循环方法、哈希连接法和归并连接法。枚举法主要适用于以磁盘IO代价为主的高速局域网环境。

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