分布式数据库系统详解：概念、优缺点与管理

"117.数据分片： 分布式数据库中的数据可被分割和复制在网络场地的各个物理数据库中。一般数据存放的单位不是关系而是片段，一个片段是关系的一部分。分片的方式主要有下面三种： （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，并在这些子集上做投影运算，每个投影为垂直分片。 （3）混合型分片：结合水平分片和垂直分片的特性，将数据按照既定的属性和元组规则进行划分。 118.在定义各种分片时必须遵守的条件： （1）完备性条件：不允许发生属于全局关系的某个数据不属于任何一个片段。 （2）重构条件：必须确保能够由各个片段重建全局关系。 （3）不相交条件：要求一个全局关系被划分后所得的各个数据片段互相不重叠。 119.分布透明性： 分布透明性指用户不必关心数据的逻辑分片，不必关心数据物理位置分配的细节，也不必关心各个场地上数据库的数据模型。它可归入物理独立性的范围。 120.分布透明性包括的三个层次： （1）分片透明性：最高层次的分布透明性，用户或应用程序只对全局关系进行操作而不必考虑数据的分片。 （2）位置透明性：用户或应用程序应当了解分片情况，但不必了解片段的存储场地。 （3）局部数据模型透明性：用户或应用程序要了解分片及各片段存储场地，但不必了解局部场地上使用的是何种数据模型。 121.分布式数据库管理系统（DDBMS）的主要功能： （1）路由和定位：接收用户请求，确定数据所在位置，将请求发送到正确场地。 （2）网络数据字典访问：获取关于数据分布和系统配置的信息。 （3）分布式处理：处理跨越多个场地的事务。 （4）通信协调：在用户、局部DBMS和其它计算机的DBMS之间建立通信路径。 （5）数据和进程移植：在异构环境中支持数据和处理的迁移。 122.DDBMS的组成： 从功能上看，DDBMS包括查询处理、完整性管理、调度和可靠性保障等子系统。 123.分布式数据库系统中存在的问题： （1）通信延迟：场地间的通信速度通常远低于本地数据存取速度。 （2）存取延迟：通信系统可能增加额外的等待时间。 （3）一致性与隔离性：在分布式环境中维护数据的一致性和事务的隔离性更为复杂。 （4）并发控制：多场地的并发操作需要更精细的控制机制。 （5）故障恢复：分布式系统中，单点故障可能导致整个系统的不稳定，需要设计有效的恢复策略。 124.解决这些问题的方法： （1）优化通信协议：使用高效的通信协议减少延迟。 （2）局部缓存：在每个场地存储常用数据的副本，减少远程访问。 （3）分布式事务处理：采用两阶段提交等分布式事务协议保证数据一致性。 （4）复制与分区：通过数据复制和分区策略提高可用性和性能。 （5）容错设计：构建冗余组件和备份策略，以应对系统故障。 总结来说，分布式数据库系统是一种数据分布在多个场地的数据库系统，它提供了灵活的架构、高可用性和可扩展性，但也带来了通信成本、复杂性和安全性挑战。通过数据分配、分片和透明性等手段，分布式数据库管理系统可以有效地管理这些分布式数据，并通过优化通信、并发控制和故障恢复策略来提高系统的整体性能和稳定性。"