分布式数据库系统：概念、架构与查询优化

"2022年分布式数据库系统.ppt" 本资料主要涵盖了分布式数据库系统的重要概念、体系结构、查询处理、并发控制和恢复等方面的知识。以下是对这些内容的详细阐述： 1. 分布计算的三种形式： - **处理分布**：计算任务分散在多个节点上执行，提高计算效率。 - **数据分布**：数据分布在不同地点，减少单点故障风险，提升数据访问速度。 - **功能分布**：应用功能被拆分为多个组件，由不同计算机协作完成，实现负载均衡。 2. 客户机/服务器（C/S）系统： - **C/S结构**：客户端负责用户交互和轻量级处理，服务器端承载核心数据库功能。 - **工作模式**：客户端提出请求，服务器响应，遵循功能分布原则。 - **技术特征**：客户端负责显示和用户交互，服务器负责数据管理和服务提供。 3. 分布式数据库系统（DDBS）： - **定义**：数据分布在不同地理位置的数据库系统。 - **特点**：包括数据的物理分布、逻辑统一、透明性等。 - **优点**：高可用性、容错性、可扩展性。 - **缺点**：复杂性增加，一致性、并发控制和恢复问题。 - **分类**：根据数据分布方式，分为数据分片和数据分配。 4. DDB的体系结构： - **六层模式**：包括用户层、应用层、接口层、分布式数据库管理系统层、网络层、硬件层。 - **分布透明性**：包括位置透明、复制透明、分区透明、访问透明等层次。 - **DDBS组成**：包含多个本地数据库管理系统和通信设施。 - **DDBMS**：负责管理和协调分布在网络中的数据。 5. 分布式查询处理： - **查询代价**：评估查询执行的资源消耗。 - **优化策略**：基于半连接和连接的优化方法，减少数据传输和提高效率。 6. 并发控制和恢复： - **问题**：分布式环境下的死锁、事务一致性等问题。 - **处理机制**：需要扩展传统的并发控制算法，如分布式死锁检测和预防。 7. 具体技术： - **数据分片**：数据按特定规则划分为片段，分布在不同的节点上。 - **数据分配**：数据不按结构划分，而是整体移动到不同节点。 - **并发控制**：例如基于数据项识别拷贝的方法，用于确保一致性。 - **恢复机制**：确保系统在故障后的正确状态恢复。 分布式数据库系统是现代大数据和云计算的关键组成部分，它涉及到了数据分布、计算分布和功能分布等多个层面，以及如何在这样的环境中有效地处理查询、实现并发控制和故障恢复。理解并掌握这些概念和技术对于构建高可用、高性能的分布式应用至关重要。