分布式数据库系统详解：概念、结构与查询优化

分布式数据库系统是现代大型应用系统中不可或缺的一部分，它允许数据在多个地理位置分散的计算机之间进行分布和共享。本章深入探讨了分布式数据库系统的概念、架构、查询处理以及并发控制和恢复机制。 首先，我们了解分布计算的三种形式：处理分布、数据分布和功能分布。处理分布是指计算任务分布在不同的节点上，而数据仍然集中；数据分布则是数据在各节点间分散，但逻辑上看仍视为整体；功能分布则涉及将系统功能如DBMS和应用处理分别部署在不同计算机上。 C/S（客户端/服务器）系统是分布式计算的常见模型，分为两层、三层以及多层结构。两层C/S结构主要由客户端和服务器端组成，适合简单的应用。三层结构增加了中间层，用于处理业务逻辑，提高了可扩展性和灵活性。多层C/S结构更灵活，可以根据需要添加更多层来处理特定任务。 分布式数据库系统（DDBS）是物理上分散、逻辑上集中的数据库系统，其特点是能够处理分布式数据存储的两种形式——分片和分配。分片是指将一个数据库逻辑上分割成若干部分，分配则是指数据在不同场地间的物理分散。DDBS的体系结构包括六层模式，其中分布透明性分为数据位置透明性、分片透明性和复制透明性，使得用户无需关注数据的具体分布情况。 分布式查询处理是DDBS的关键挑战之一，涉及到查询代价的计算以及优化策略，如基于半联接和基于联接的优化策略。这些策略旨在减少通信开销，提高查询效率。 并发控制和恢复是分布式数据库的另一重要方面。在分布式环境中，多个事务可能同时访问相同的数据，导致一致性问题。为此，DDBS采用各种并发控制机制，如两阶段提交协议，确保事务的正确执行。同时，当系统出现故障时，恢复机制用于恢复事务，保持数据库的一致性。 教材中习题9的解答部分提供了名词解释，进一步巩固了这些概念。集中计算是早期的单点处理方式，而分布计算则是随着网络发展而出现的开放、分布式环境。处理分布、数据分布和功能分布分别描述了处理、数据和功能的不同分布形式。服务器位置透明性让用户无需关心服务器具体位置，而DDBS、DDB、DDBMS和分布透明性则定义了分布式数据库系统的核心特征和操作原理。 分布式数据库系统是处理大规模数据和复杂应用的基石，涉及众多技术和概念，包括但不限于C/S架构、数据分片与分配、分布式查询优化、并发控制与恢复。理解和掌握这些知识对于IT专业人士来说至关重要，尤其对于那些参与设计和维护大型分布式系统的人员。