全景剖析分布式数据库(1)

全景剖析分布式数据库(1)

分布式数据库是在上世纪70年代中期，随着各企业、团体和单位对数据库更广泛地使用以及数据库技术和计算机网络发展成熟而产生的。

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：DDBS的物理结构图

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2：DDBS的逻辑结构

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。

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。

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。

数据处理器根据概念模式和内模式选择通向物理数据的最优或近乎最优的访问路径，用规范化命令翻译成物理命令，并发执行物理命令，并送回结果。它还负责将物理数据转换成规范化数据。 这一部分功能通常由LDBMS完成。

全局数据库控制和通讯系统的组成如图4所示。分解器根据分布模式负责将来自用户处理器的规范化命令翻译成一个分布执行策略，指明各数据处理器应完成的命令。分布式执行监测器负责分布策略的正确执行以及保证分布环境中事务的原子性。通讯子系统负责在网络的各计算面站点问传输命令和数据。局部执行监视器负责监视执行分布策略中的本地部分。合并器把来自几个数据处理器的结果组合起来，形成最终结果。