分布式数据库系统模式详解：全球视角与结构设计

分布式数据库系统是一种将数据分散存储在不同地理位置的计算机节点（场地）上，同时保持逻辑上的一致性和全局可见性的数据库架构。这种系统的设计旨在支持复杂的全球应用程序，并通过网络实现数据共享和协调。 1. **模式结构扩展**: - **全局外模式 (Global External Schema)**: 这是用户看到的最终视图，它描述了分布在各场地的数据对用户的操作透明的方式。用户可以直接访问，但并不关心数据的具体分布情况。 - **全局概念模式 (Global Conceptual Schema)**: 是数据库设计人员使用的抽象模型，表示整个系统的逻辑结构，包括实体、属性和它们之间的联系。这个模式与实际数据分布无关。 - **分片模式 (Fragmentation Schema)**: 片段模式定义了如何将全局概念模式分解成更小的、适合分布式环境的部分，即"片段"。每个片段可能对应数据库系统中的一个或多个实际存储实例。 - **片段 (Fragment)**: 数据库的一个逻辑部分，它在一个特定的场地或结点上存储和管理。 - **分布模式 (Allocation Schema)**: 描述了数据如何在物理上被分配到各个场地的细节，包括哪些数据片段存储在哪个场地。 2. **区分集中式与分布式系统**: - 集中式数据库是单一物理位置上的数据库，不支持全局应用，例如银行转账这类操作可能需要在所有相关数据库之间同步。 - 分布式数据库系统的关键特征在于其支持全局操作，如银行转账，需要同时更新多个场地的数据，这就需要分布式系统处理数据一致性问题。 3. **分布式系统的特点**: - **分布性**: 数据分布在不同的物理位置，提供更大的存储容量和处理能力。 - **逻辑整体性**: 尽管数据分散，但对用户来说，整个数据库看起来像一个整体，能够执行一致的查询和操作。 - **场地自治性**: 每个场地有独立处理能力，能处理本地应用。 - **协作性**: 自治场地之间通过网络通信进行协作，确保数据的一致性和事务的正确性。 4. **示例**: - **SN并行结构的例子**: 如图9.2所示，展示了分布式系统中多处理机的协作，没有局部应用限制，强调了系统间的通信和数据共享。 5. **总结**: 9.1节概述了分布式数据库系统的核心概念，强调了其在复杂应用场景下的优势和特点，包括数据的逻辑集中管理和物理分布的灵活性。理解这些模式结构对于设计和管理大规模分布式数据库系统至关重要。