研究生第一課高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)課程之分布式數(shù)據(jù)庫

前言

時(shí)間:2018年3月11日 13:30-16:30
地點(diǎn):北京工業(yè)大學(xué)第三教學(xué)樓412教室

2018年3月11日筆者開始了在職研究生第一課忱屑,第一門課程是《高級數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)》。中午十二點(diǎn)開始報(bào)道暇昂,忙完相關(guān)入學(xué)事宜莺戒,一點(diǎn)半王冠老師開始講課。按照正常的上課時(shí)間是13:30-17:00四節(jié)課急波,每節(jié)課 45 分鐘从铲,中間休息時(shí)間應(yīng)當(dāng)是是半小時(shí)。實(shí)際上課時(shí)間13:30 -16:30澄暮,中間只休息了 7 分鐘名段。第一天上課阱扬,總的來說還算滿意,老師也很負(fù)責(zé)伸辟,短暫的三小時(shí)學(xué)習(xí)也算收獲滿滿麻惶。

接下來的文章內(nèi)容中,筆者會先來說說對在職研究生的認(rèn)識和看法信夫,然后再將三小時(shí)的課程整理成筆記窃蹋。

一、在職研究生值不值得上

事實(shí)上可能有人對在職研究生會存在偏見静稻,認(rèn)為在職研究生沒有全日制研究生權(quán)威警没,沒與全日制研究生好,認(rèn)為只是花錢買一個學(xué)位而已振湾,比如讀MBA主要就是為了結(jié)交更多的人杀迹。但筆者認(rèn)為在職研究生值得上。我是去年年底報(bào)的北京工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的在職研究生的恰梢,坦白說剛了解在職研究生的時(shí)候也是存在一些質(zhì)疑的佛南,但是又非常想提高自己的能力。于是嵌言,當(dāng)時(shí)就聯(lián)系了身邊的不少讀研的朋友問問他們的了解嗅回。其中還咨詢過大學(xué)母校兩位老師的意見,兩位老師對我的想法還是很支持的摧茴。其中一位老師屬于治學(xué)和科研態(tài)度非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜嗣嘣兀佑|的所有老師中沒有任何一個可以像他那般嚴(yán)謹(jǐn),按照他的建議在職研究生同全日制相比苛白,肯定沒有全日制學(xué)習(xí)時(shí)間那樣充足娃豹,但是所接受的教學(xué)、拿到的學(xué)位證同全日制學(xué)生相比基本沒有差別的购裙;另外一位老師懂版,三十歲拿到博士學(xué)位,行政上也即將到達(dá)正處級別躏率,也是對此非常贊同我去讀的躯畴。至今還引以為傲的是大學(xué)期間幫助這幫老師寫過一部分博士論文,并協(xié)助其寫科研基金申請論文拿到二十多萬元的科研經(jīng)費(fèi)薇芝,雖然這些都只是和化學(xué)相關(guān)蓬抄。

注意:以下相關(guān)理由主要是站在技術(shù)相關(guān)工作人員角度思考問題。在研究生值得上的理由夯到,主要如下:

  • 1嚷缭、學(xué)的東西并不比全日制研究生少。
    在職研究生也是要修夠一定的學(xué)分,課程安排同全日制基本一樣阅爽。如果按照每周兩天的課程計(jì)算路幸,修夠?qū)W分也需要將近一年半的時(shí)間。且?guī)熧Y待遇同全日制無區(qū)別优床,課程的授課老師均是教授或者研究生劝赔、博士生導(dǎo)師誓焦。

  • 2胆敞、學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐相結(jié)合,學(xué)習(xí)的同時(shí)同樣能積累工作經(jīng)驗(yàn)杂伟。

  • 3移层、在職研究生并非只是花錢就能考過,需要參加國家五月聯(lián)考赫粥。
    學(xué)校各課程考試可能不會卡主你观话,但是要想拿到學(xué)位證,要參加國家的五月聯(lián)考越平。一門專業(yè)課和一門英語频蛔,其中英語的難度相當(dāng)于國家英語四級的難度。

  • 4秦叛、學(xué)習(xí)課程可以指導(dǎo)自己成長的方向晦溪。
    工作中想提高自己,如果單單是自學(xué)挣跋,沒有方向三圆,可能會迷茫。筆者之前就是這樣避咆,感覺有很多東西要學(xué)舟肉,但是很迷茫,沒方向查库。相信以后在相關(guān)課程作指導(dǎo)下路媚,自己會有更明確的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

  • 5樊销、學(xué)習(xí)過程會比較艱苦整慎,因?yàn)槠D苦,所以可以成長现柠。
    聽之前的在職研究生師兄師姐說院领,上一年他們是周六周日兩天滿滿的課程,有時(shí)為了趕進(jìn)度偶爾還會在晚上加課够吩;另外比然,北京工業(yè)大學(xué)早上上課時(shí)間是8:00,對于帝都的上班族而言一個多小時(shí)的上班時(shí)間再正常不過了周循。拿筆者來說强法,八點(diǎn)上課的話万俗,大概一小時(shí)十分鐘的車程,那么早晨六點(diǎn)左右就要起床饮怯;再來看看課表筆者課表上的一句話:"節(jié)假日正常上課"闰歪。


    上課時(shí)間
  • 6、在職研究生畢業(yè)后所獲得的碩士學(xué)位證書蓖墅,與統(tǒng)招研究生碩士學(xué)位證書一樣库倘,都是國家承認(rèn)、社會認(rèn)可的论矾。如果是將后想繼續(xù)讀博士教翩,也是完全可以的。

  • 7贪壳、這個社會上饱亿,學(xué)生可能是最廉價(jià)的勞動力。有些研究生雖然整日忙綠闰靴,但做的更多的是一些重復(fù)性的工作彪笼。學(xué)生沒有踏入社會,思想較為單純蚂且。但是社會是殘酷的配猫,從老師的角度上來講,老師同一般的社會工作人員相比膘掰,并無太大區(qū)別章姓,所以很多人說校園比較單純,但其實(shí)老師并不單純识埋。

  • 8凡伊、工作中需要更多的規(guī)范,在職研究生可以為你帶來更多規(guī)范窒舟。
    工作以來系忙,筆者去過大公司也去過小公司。但從來沒有認(rèn)為接觸的哪一個項(xiàng)目做到了規(guī)范惠豺,即使是現(xiàn)在所在的公司(公司上萬人银还,規(guī)模不算小),一個面向百萬用戶的App距離規(guī)范也很遙遠(yuǎn)洁墙。筆者認(rèn)為這種規(guī)范有兩種類型的人可能可以做到帶頭牽引的作用蛹疯,一種是經(jīng)驗(yàn)比較豐富的專家級別開發(fā)者,另一種是接受過高等教育热监。后者雖然沒有專家級別開發(fā)者經(jīng)驗(yàn)捺弦,但是卻從相關(guān)課程中學(xué)到不少規(guī)范,這種規(guī)范或許可以應(yīng)用到實(shí)際工作。再者列吼,那些博士或接受過更教育的人幽崩,學(xué)術(shù)上本身就要求他們要做到嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范,這種嚴(yán)謹(jǐn)和規(guī)范當(dāng)然也可能會被帶到工作中寞钥。筆者本科期間接觸過博士論文寫作慌申,對其中的嚴(yán)謹(jǐn)自然是感悟不少。

  • 9理郑、一些原理性東西需要掌握蹄溉。
    一些原理性的東西在實(shí)際寫代碼的過程中,可能用的不多香浩。但是當(dāng)遇到一些特殊難題或需要知道相關(guān)原理的情況类缤,這時(shí)才能體現(xiàn)一個開發(fā)者的水平。筆者之前在一家創(chuàng)業(yè)公司開發(fā)的一個項(xiàng)目邻吭,數(shù)據(jù)量非常大,開始是無從下手宴霸。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識可能實(shí)際開發(fā)中很少用到囱晴,但筆者最后主要就是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)基礎(chǔ)知識解決的。

小結(jié)

筆者身邊的一些全日制的研究生朋友瓢谢,有非常忙碌的畸写,也有比大學(xué)還悠哉的。比如我女朋友天天快要忙成氓扛,基本快全年無休了枯芬;我一大學(xué)隔壁同班同學(xué)以及一個學(xué)長,他們簡直比大學(xué)還逍遙快活采郎。無論是全日制還是在職千所,在兩者為你提供基本一樣的課程和教學(xué)的條件下,到底能學(xué)多少東西蒜埋,真正關(guān)鍵的在于自己淫痰。所以,今后學(xué)到的研究生相關(guān)課程內(nèi)容整份,筆者打算盡可能的抽出一些時(shí)間將所學(xué)的東西以博客文章的形式記錄待错。接下來,總結(jié)第一次三小時(shí)課程學(xué)習(xí)到的大概內(nèi)容烈评。

二火俄、一些基本概念

這里就先說一些最基本概念相關(guān)的東西。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):(Database System, DBS)是一個綜合的系統(tǒng)讲冠,一般有數(shù)據(jù)庫(Database,DB)瓜客、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(Database Manager System,DBMS)及其開發(fā)工具、應(yīng)用系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理員(DataBase Administrator, DBA)組成忆家。其中BDMS是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一組軟件犹菇。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng):數(shù)據(jù)庫的核心是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的重要程度相當(dāng)于操作系統(tǒng)(OS),價(jià)值操作操作系統(tǒng)芽卿,往往比操作系統(tǒng)還要復(fù)雜很多揭芍。

三、分布式數(shù)據(jù)庫

分布式數(shù)據(jù)庫的重要意義就不多說⌒独現(xiàn)在很火的區(qū)塊鏈技術(shù)称杨,其實(shí)和分布式數(shù)據(jù)庫有不淺的關(guān)系,這里有篇文章你可以看看筷转。

3.1 概念

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng):(Distributed Database System,DDBS) 是面向地理上分散姑原,但管理上需要不同程度的企業(yè)或組織提供數(shù)據(jù)庫管理的管理信息系統(tǒng)。比如一個學(xué)校的多個校區(qū)學(xué)生信息管理或一些跨國企業(yè)呜舒、連鎖店等數(shù)據(jù)信息管理锭汛。
分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)DDBMS:同DBMS對應(yīng)的是分布式數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)DDBMS (Distributed Database Manager System),它是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的一組軟件袭蝗,負(fù)責(zé)管 理分布環(huán)境下邏輯集成數(shù)據(jù)的存取唤殴、 控制、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到腥、通信朵逝。

另外還要知道,傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫稱為集中式數(shù)據(jù)庫乡范。國內(nèi)研究始于80年代初期配名,相對比較完備的有中科院研發(fā)的C-POREL系統(tǒng)、武漢大學(xué)的WDDBS & WOODDBS的系統(tǒng)晋辆、東北大學(xué) DMU/FO系統(tǒng)渠脉。

3.2 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

從上圖中可以看出,分布式數(shù)據(jù)庫中包含全局?jǐn)?shù)據(jù)庫系統(tǒng)局部數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)栈拖。與之對應(yīng)的分別是全局?jǐn)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)GDBMS和局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)LDBMS连舍。另外,一個用戶或一個應(yīng)用如果只訪問他注冊的那個站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)則稱為本地用戶/局部用戶/局部應(yīng)用涩哟;如果訪問兩個或兩個以上站點(diǎn)中的數(shù)據(jù)索赏,稱為全局用戶或全局應(yīng)用。ps:上圖中的電腦樣式就是對應(yīng)的三個站點(diǎn)贴彼。

3.3分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)特點(diǎn)

  • 1潜腻、物理分布性
    數(shù)據(jù)不是存儲在一個站點(diǎn)上,而是分散存儲在多個站點(diǎn)器仗,且用戶是感覺不到這種分布特性融涣。
  • 2童番、邏輯整體性
    五;上數(shù)據(jù)是分散在不同站點(diǎn)上威鹿,但是這些分散的數(shù)據(jù)在邏輯上卻是一個整體剃斧,他們被分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)所有用戶(全局用戶)共享,并由一個分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理忽你。
  • 3幼东、站點(diǎn)自治性
    即各站點(diǎn)數(shù)據(jù)由本地DBMS管理,具有自治處理能力科雳,完成本站點(diǎn)的應(yīng)用(局部應(yīng)用)根蟹。

基于以上三點(diǎn)可以推到出另外幾個特點(diǎn):

  • 4、數(shù)據(jù)分布透明性
    分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中糟秘,數(shù)據(jù)的獨(dú)立性有數(shù)據(jù)的邏輯獨(dú)立性简逮、數(shù)據(jù)物理獨(dú)立性以及數(shù)據(jù)分布獨(dú)立性,其中數(shù)據(jù)分布獨(dú)立性也稱為數(shù)據(jù)分布透明性尿赚。數(shù)據(jù)分布透明性是指用戶不用關(guān)心數(shù)據(jù)是如何被邏輯分片的(數(shù)據(jù)分片透明性)散庶,不必關(guān)心數(shù)據(jù)及其端是否被復(fù)制或復(fù)制副本的個數(shù)(數(shù)據(jù)復(fù)制透明性),也不必關(guān)心局部場地上數(shù)據(jù)庫支持哪些數(shù)據(jù)模型等吼畏。
  • 5督赤、集中與自治相結(jié)合的控制機(jī)制
  • 6、存在適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)冗余度
    傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)即集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)泻蚊,減少冗余度是其目標(biāo),因?yàn)槿哂鄶?shù)據(jù)會浪費(fèi)空間丑婿,且容易造成數(shù)據(jù)副本之間的不一致性性雄。但分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,通過冗余數(shù)據(jù)可以提高系統(tǒng)的可靠性羹奉、可用性以及改善性能秒旋,增加冗余度可以方便檢索,提高系統(tǒng)的查詢速度诀拭,但不利于數(shù)據(jù)的更新迁筛,會增加系統(tǒng)維護(hù)的成本。
  • 7耕挨、事務(wù)管理的分布性
    大型數(shù)據(jù)庫分布在多個站點(diǎn)上细卧,數(shù)據(jù)的分布性必然會造成事務(wù)執(zhí)行和管理的分布性,即一個全局事務(wù)的執(zhí)行可分解為在若干個站點(diǎn)上執(zhí)行的子事務(wù)(局部事務(wù))筒占。關(guān)于事務(wù)的概念贪庙,如下。

事務(wù):數(shù)據(jù)庫操作的最小單位翰苫,事務(wù)是一組操作的集合止邮,要保證整個數(shù)據(jù)庫的一致性这橙,事務(wù)中的操作要么都操作,要么都不操作导披,不存在一組操作中一部分執(zhí)行一部分不執(zhí)行的情況屈扎。比如銀行轉(zhuǎn)賬,A轉(zhuǎn)給B一千元則會分兩步進(jìn)行:第一步A的賬戶減去1000撩匕,第二步B的賬戶加上1000鹰晨,兩個步驟要么都操作,要么都不操作滑沧。如果只執(zhí)行第一步并村,那么A來說是一種損失;如果只執(zhí)行第二步滓技,那么對銀行來說是一種損失哩牍。

3.4分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)分類

有兩個分類標(biāo)準(zhǔn),一種是按照構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型令漂,另一種是按照分布式數(shù)據(jù)庫的全局控制系統(tǒng)類型膝昆。

按照構(gòu)成分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的局部數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型分類:

  • 同構(gòu)型
    如果各個站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型都是同一數(shù)據(jù)模型(如關(guān)系模型),則稱該數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是同構(gòu)型叠必。但是具有相同類型的數(shù)據(jù)模型若為不同公司的產(chǎn)品荚孵,其性質(zhì)(如數(shù)據(jù)表示的格式)也不盡相同。因此DDBS又可以分為同構(gòu)同質(zhì)和同構(gòu)異質(zhì)兩種纬朝。關(guān)于數(shù)據(jù)模型收叶,該節(jié)(3.4 節(jié))后面會提到一點(diǎn)。
  • 異構(gòu)型
    如果各站點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型的類型是各不相同的共苛,則稱該分部式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)是異構(gòu)DDBS判没。

按照分布式數(shù)據(jù)庫的全局控制系統(tǒng)類型分類:

  • 全局控制集中型DDBS
  • 全局控制分散性DDBS
  • 全局控制可變型DDBS
補(bǔ)充:關(guān)系模型概念

常見的數(shù)據(jù)模型有關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型隅茎、層次模型等澄峰,其中關(guān)系模型最為常見。關(guān)系模型可以理解為一組關(guān)系辟犀,其中的每一個關(guān)系的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是一張規(guī)范化的二維表俏竞。關(guān)系模型要求關(guān)系是規(guī)范化,規(guī)范化的最基本條件就是關(guān)系的每一個分量都必須是不可再分的數(shù)據(jù)項(xiàng)堂竟,通俗的說法就是不存在大表中嵌套小表魂毁。如圖所示的表格就不符合關(guān)系模型的基本要求。


不符合關(guān)系模型

另外跃捣,要知道支持關(guān)系模型的數(shù)據(jù)庫就是關(guān)系數(shù)據(jù)庫漱牵。

3.4分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的分片與分布

3.4.1 數(shù)據(jù)的分片

數(shù)據(jù)的分片也成數(shù)據(jù)分割,是分布式數(shù)據(jù)庫的特征之一疚漆。全局?jǐn)?shù)據(jù)庫是有各個局部數(shù)據(jù)庫邏輯組合而成酣胀;反之刁赦,各個局部數(shù)據(jù)庫由全局?jǐn)?shù)據(jù)庫的魔種邏輯分割而得∥畔猓可以想象一份學(xué)生名單甚脉,第一行分別是學(xué)號、姓名铆农、性別牺氨、出生年月等。接下來的若干行就是具體的學(xué)生信息墩剖。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中猴凹,就有三種分片方式。即水平分片岭皂、垂直分片郊霎、混合分片。水平分片即按照若干行劃分爷绘,如學(xué)號小于10的化為一組书劝,其他化為一組;垂直分片可以想象成將學(xué)生的姓名和學(xué)號獨(dú)立出來土至,其他信息再獨(dú)立成一部分购对;混合分片就是水平分片和垂直分片兩種方式結(jié)合。
之所以存在數(shù)據(jù)分布一說陶因,是因?yàn)閼?yīng)有的需要骡苞。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中不同站點(diǎn)的用戶需要該關(guān)系中的元組(一組集合,集合中的元素類型可以不相同)可能不同楷扬。比如烙如,某個關(guān)系中的元組和地區(qū)有關(guān),上海站點(diǎn)的用戶需要的是包含''上海''的那些元組毅否,而北京站點(diǎn)的用戶需要的是包含''北京''的那些元組等。

3.4.2 數(shù)據(jù)的分布

數(shù)據(jù)分布是指數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)不是存儲在一個站點(diǎn)的計(jì)算機(jī)存儲設(shè)備上蝇刀,而是根據(jù)需要將數(shù)據(jù)劃分成邏輯片段螟加,按照某種策略將這些片段分散在各個站點(diǎn)上。通常有四種分布策略:集中式吞琐、分割式捆探、復(fù)制式、混合式站粟。

  • 集中式:所有數(shù)據(jù)都放在一個站點(diǎn)上黍图。這樣對數(shù)據(jù)的控制管理比較溶質(zhì),數(shù)據(jù)的一致性可以得到保證奴烙。但由于所有數(shù)據(jù)放在一個站點(diǎn)助被,所以站點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重剖张,加入站點(diǎn)故障,則整個系統(tǒng)直接崩潰揩环。
  • 分割式:所有數(shù)據(jù)只有一份搔弄,被分割成若干邏輯片段,每個邏輯片段指派到特定的站點(diǎn)丰滑。該方式可以充分利用各個站點(diǎn)的存儲設(shè)備且數(shù)據(jù)存儲量大。如果某個站點(diǎn)出現(xiàn)故障,系統(tǒng)仍能運(yùn)行陋守。但是對于去哪聚的查詢和修改會比較耗時(shí)橘原。
  • 復(fù)制式:全局?jǐn)?shù)據(jù)由多個副本,每個站點(diǎn)都有一個完整副本郁妈。該方式可靠性高浑玛,響應(yīng)速度快,數(shù)據(jù)庫的恢復(fù)也比較容易圃庭。但是要保證各個站點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步修改锄奢,將要付出高昂的代價(jià)。
  • 混合式:兼顧分割師和復(fù)制式的做法剧腻。

四拘央、傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(集中型數(shù)據(jù)庫)模式結(jié)構(gòu)

集中型數(shù)據(jù)庫有三級模式和兩級映像。三級模式即外模式书在、模式(或概念模式)灰伟、內(nèi)模式。兩級映像即外模式/模式映像和模式/內(nèi)模式映像儒旬。

4.1 三級模式

  • 外模式
    外模式(亦稱子模式或者用戶模式)栏账,是數(shù)據(jù)庫用戶能夠看到和使用的局部數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征的描述。外模式保證了數(shù)據(jù)庫的安全性栈源,每個用戶只能看到和訪問對應(yīng)外模式中的數(shù)據(jù)挡爵,數(shù)據(jù)庫的其他數(shù)據(jù)對該用戶均不可見。通常情況下來說甚垦,1茶鹃、外模式是模式的的子集,一個數(shù)據(jù)庫可以有多個外模式艰亮。2闭翩、一個外模式可以被多個應(yīng)用程序所使用,一個應(yīng)用程序只能使用一個外模式迄埃。
  • 模式或概念模式
    模式(亦稱邏輯模式)是數(shù)據(jù)庫全體數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和特征描述疗韵,是所有用戶的公共數(shù)據(jù)視圖。是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的中間層侄非,既不涉及數(shù)據(jù)的物理存儲細(xì)節(jié)蕉汪,也不涉及具體的應(yīng)用程序流译、開發(fā)工具和語言。通常來說肤无,模式是數(shù)據(jù)庫在邏輯級的視圖先蒋,一個數(shù)據(jù)庫只有一個模式。
  • 內(nèi)模式
    一個數(shù)據(jù)庫只有一個內(nèi)模式(亦稱存儲模式)宛渐,內(nèi)模式是數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)和存儲方式的描述竞漾,是數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的內(nèi)部表示方式。

4.2 兩級映像

外模式/模式映像保證了數(shù)據(jù)和程序之間的邏輯獨(dú)立性窥翩;模式/內(nèi)模式映像保證了數(shù)據(jù)和程序之間的物理獨(dú)立性业岁。

  • 外模式/模式映像
    模式描述數(shù)據(jù)的全局邏輯結(jié)構(gòu),外模式描述數(shù)據(jù)的局部邏輯結(jié)構(gòu)寇蚊,外模式是模式的子集笔时。同一個模式可以有多個外模式,每一個外模式在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中都有一個對應(yīng)外模式/模式映像仗岸。當(dāng)模式改變時(shí)允耿,數(shù)據(jù)庫可以對各個外模式/模式映像做相應(yīng)的改變,從而使外模式保持不變扒怖,较锡,所以應(yīng)用程序可以不修改。所以說外模式/模式映像保證了數(shù)據(jù)和程序之間的邏輯獨(dú)立性盗痒。

  • 模式/內(nèi)模式映像
    模式和內(nèi)模式有且只有一個蚂蕴。模式/內(nèi)模式映像定義了數(shù)據(jù)全局邏輯結(jié)構(gòu)與存儲結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系。當(dāng)數(shù)據(jù)庫的存儲方式發(fā)生變化時(shí)俯邓,模式/內(nèi)模式映像做相應(yīng)的改變骡楼,可使模式保持不變,進(jìn)而使外模式也保持不變稽鞭,最后可達(dá)到應(yīng)用程序不變的目的鸟整。所以說模式/內(nèi)模式映像保證了數(shù)據(jù)和程序之間的物理獨(dú)立性。

五朦蕴、分布式數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)

和集中型數(shù)據(jù)庫不同吃嘿,分布式數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)中有六級模式結(jié)構(gòu)和五級映像,具體可以看下圖梦重。


分布式數(shù)據(jù)庫模式結(jié)構(gòu)
  • 1、全局外模式
    全局外模式是全局應(yīng)用的用戶視圖亮瓷,所以也稱為全局視圖琴拧。同集中型數(shù)據(jù)庫類似全局外模式是全局概念模式的子集。但和集中型數(shù)據(jù)庫最大的不同點(diǎn)是:分布式數(shù)據(jù)庫的全局視圖數(shù)據(jù)不是從某一個站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫中抽取出來的嘱支,而是從一個邏輯集合(各局部數(shù)據(jù)庫組成的邏輯集合)中抽取出的蚓胸。
  • 2挣饥、全局概念模式或全局模式
    全局概念模式主要描述分布式數(shù)據(jù)庫中全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特性。和集中式數(shù)據(jù)庫類似沛膳,全局概念模式是分布式數(shù)據(jù)的全局概念視圖扔枫。
  • 3、分片模式
    分布式數(shù)據(jù)庫中锹安,數(shù)據(jù)存儲的單位是數(shù)據(jù)的邏輯片段短荐。分片模式描述全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯劃分,主要是描述數(shù)據(jù)分片以及全局關(guān)系與片段之前的影響叹哭。
  • 4忍宋、分配模式
    分配模式就是根據(jù)選定的數(shù)據(jù)分配策略,定義各片段物理上存放的站點(diǎn)风罩。
  • 5糠排、局部概念模式或局部模式
    局部概念模式是全局概念模式的子集。局部站點(diǎn)模式僅與站點(diǎn)相關(guān)超升,即局部概念模式''局限于''特定站點(diǎn)入宦。
  • 6、局部內(nèi)模式
    局部內(nèi)模式是分布式數(shù)據(jù)庫中關(guān)于物理數(shù)據(jù)庫的描述室琢。類似于集中式數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)模式乾闰。

六、總結(jié)

文章中的不少內(nèi)容是筆者從書中提煉出來的研乒,寫出一篇文章出來汹忠,感覺對這些概念也清晰了很多。三個小時(shí)左右的課程大概是講了這么多的東西雹熬,內(nèi)容不是很多宽菜,但是也不少。主要涉及一些概念問題比較多竿报,對于新手而言铅乡,還是要花上一些時(shí)間去了解的。下周的課程大概是要講分布式數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)烈菌,課程的PPT課件也已經(jīng)下發(fā)阵幸,按照老師的意思大概是要提前了解關(guān)系代數(shù)、數(shù)據(jù)庫事務(wù)相關(guān)的內(nèi)容芽世,才能保證跟的上下次課程的進(jìn)度挚赊。

分布式數(shù)據(jù)庫第二次課程補(bǔ)充 (2018年3月18日)

因?yàn)樵撈恼略趯?shí)際的課程大綱中算是第一章節(jié),但是第一次三個小時(shí)的課程該章節(jié)中有部分知識點(diǎn)未涉及济瓢,補(bǔ)充的知識點(diǎn)是在第二次上課時(shí)所講荠割。所以這里就在之前寫的文章中做些簡單補(bǔ)充。后期的博客文章筆記整理應(yīng)該是按照章節(jié)來發(fā)布,這樣每篇文章就會相對比較系統(tǒng)些蔑鹦。

分布式數(shù)據(jù)庫的分布透明性

分布式數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)獨(dú)立性也稱分布透明性夺克。用戶或用戶程序使用分布式數(shù)據(jù)庫時(shí),不必關(guān)心數(shù)據(jù)的分布情況嚎朽,包括:全局?jǐn)?shù)據(jù)的邏輯分片铺纽、 片段的物理位置分配各站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型哟忍。三者也即是分片透明性狡门、位置透明性、局部數(shù)據(jù)模型透明性魁索,說白了就是數(shù)據(jù)庫每層的獨(dú)立性融撞,保證層級之間的低耦合。

  • 分片透明性
    用戶編寫程序時(shí)要了解全局?jǐn)?shù)據(jù)的分片情況(即下圖的supplier)粗蔚,但不必了解各邏輯片段的復(fù)制副本情況尝偎,也不必 關(guān)心各片段及其副本的站點(diǎn)位置分配情況。


  • 位置透明性
    用戶編寫程序時(shí)要了解全局?jǐn)?shù)據(jù)的分片情況鹏控、 各邏輯片段的復(fù)制副本情況(即下圖的supplier1)致扯,以及各片段和它們的副本的站點(diǎn)位置分配情況,但不必了解各站點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型当辐。


  • 局部數(shù)據(jù)模型透明性
    用戶編寫程序時(shí)要了解全局?jǐn)?shù)據(jù)的分片情況抖僵、 各邏輯片段的復(fù)制副本情況,以及各片段和它們 的副本的站點(diǎn)位置分配情況(即下圖的supplier1 at site1,site1位具體的站點(diǎn))缘揪,但不必了解各站點(diǎn) 上數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型耍群。


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