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8.1.3 DDB模式结构
（3）局部数据模型透明性 局部数据模型透明性（local data transparency） 也称为局部映像透明性或模型透明性，由位于分配模 式和局部概念模式之间的映射4实现。 当DDB不具有分片透明性和位置透明性，但具有 模型透明性时，用户编写的程序需要指明数据片断名 称和片断存储站点，但不必指明站点使用的是何种数 据模型，而模型转换和查询语言转换都由映射 4完成。
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8.1.3 DDB模式结构
● 映射3：分片层到分配层之间的映射。 ● 映射4：分配层到局部概念模式层之间映射。 ● 映射5：局部概念层到局部内模式层之间映射。
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8.1.3 DDB模式结构
映射1和5类似集中式数据库中体现逻辑与物理独 立性的 “两级映射”。 映射2、3和4是DDB所特有。DDB中为突出其基 本特点，数据独立性通常包括数据的 “分布透明性”。 映射2、3和4体现的相应独立性分别称为数据的“分 片透明性”、“位置透明性”和“模型透明性”，三
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8.1.3 DDB模式结构
③ 分片模式层 描述数据在逻辑上如何进行划分。每个一个全局 关系可划分为若干个互不相交的片（fragment），片 是全局关系的逻辑划分，在物理上位于网络的若干个 结点上。全局关系和片之间的映射在分片模式层中定 义，这种映射通常是一对多。 一个全局关系可对应多个片，而一个片只能来自 一个全局关系
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8.2.1
数据复制方法
● 更新传播 由于存在多个副本，一旦某个副本发生改动操作， 如何进行操作使得所有副本保持一致，此时即是传播 更新的问题。
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8.1.4分布式数据库系统
同时，系统也可通过选择距用户最近的数据副本 进行操作，减少通信代价，改善整个系统性能。 由于DDBS是集中式数据库的拓广，数据冗余也 会带来各副本间数据可能不一致的问题，设计时需要 权衡利弊，优化选择。
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8.1.4分布式数据库系统
（4）事务管理分布性质 数据分布引发事务执行和管理分布，一个全局事 务执行能够分解为在若干个站点上子事务（局部事务） 的执行。 事务的ACID性质和事务恢复具有分布性特点。
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
数据库系统基础教程（第2版）
叶小平 汤 庸 汤 娜 潘 明 编著 清华大学出版社
第8章分布式数据库
●随着数据库技术日趋成熟，传统集中式数据库 系统 显现出一些自身弱点和不足。 ●由于物理上分散的公司、团体和组织对数据库 提出更为广泛的应用需求， 由此，作为数据库技术和网络技术相互渗透、有 机结合的分布式数据库受到人们广泛关注，成为数据 库发展一个重要方向。
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8.1.1集中式与分布式
（2）功能分布 基本特征： 网络中每个结点都是一个通用计算机，同时执行 分布式功能和应用程序。 为解决计算瓶颈口问题，需将数据库管理功能和 应用机制分开。 ●某些结点专门执行数据库管理系统功能，称之 为数据库服务器（DB Server）。 ●另外一些结点上专门处理用户应用程序，称之 为客户机（Client）。
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8.1.2 DDB基本概念
DDBS具有“六层模式五级映射”的体系结构 ● 物理分布性 数据存储在不同计算机的存储设 备当中，而不是集中存储于一个结点，这不同于数据 存放在服务器上而由客户共享的网络数据库系统。 ● 逻辑整体性 数据在物理上分散存储，但在逻 辑上相互关联，构成整体，数据被所有用户（全局用 户）共享，有一个DDBMS统一管理，这不同于由网 络连接的多个独立的数据库。
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8.1.4分布式数据库系统
1. DDBS基本概念 分布式数据系统（distributed database system， DDBS）由DDB和DDBMS组成。
● DDB分为局部数据库（LDB）和全局数据库 （GDB）。
2为局部数据库管理系统（LDBMS） 和全局数据库管理系统（GDBMS）。 ●用户分为局部用户和全局用户。 ● DBA分为局部数据库管理人员（LDBA）和全 局数据库管理人员（CDBA）。
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8.2 分布式数据存储
DDB各个站点数据在逻辑上是一整体，但数据存 放却是分散。对于关系数据库中关系R，通常使用 “数据复制”和“数据分片”来存储数据库。 ●数据复制 数据复制（data replication）即将 关系R的若干个完全相同的副本分别存储在不同的站 点。
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8.2 分布式数据存储
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8.1.3 DDB模式结构
⑥ 局部内模式层 DDB中关于物理数据库的描述，与集中式数据库 内模式相似，但描述内容不仅包含局部本站点数据存 储，也包含全局数据在本站点存储描述。
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8.1.3 DDB模式结构
2.五级映射与分布透明 集中式数据库中 数据独立性通过两级映射实现。 在DDB中，六层模式间存在着五级映射： ● 映射1：全局外模式层到全局概念模式层之间 映射。 ● 映射2：局部概念模式层到分片层之间映射。
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8.1.3 DDB模式结构
④ 分配模式层
定义了片的存储结点，即定义了一个片位于哪一 个结点或哪些结点。
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8.1.3 DDB模式结构
（3）局部数据库模式结构 ⑤ 局部概念模式层 全局关系被逻辑划分成为一个或多个逻辑分片， 每个逻辑分片被放置在一个或多个站点，称为逻辑分 片在某站点的物理映像或分片。 分配在同一站点的同一全局概念模式的若干物理 片断构成全局模式的一个物理映像。一个站点局部概 念模式是该站点所有全局概念模式物理映像集合。全 局概念模式与站点无关，而局部概念模式相关。
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8.2.1
数据复制方法
① 连续操作性 设某数据在不同站点存有副本，当一个全局事务 在某站点涉及此数据时，只要此站点存在数据副本， 就能“就地”读取和操作，不会因为站点没有相应数 据而影响这一全局事务连续执行。
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8.2.1
数据复制方法
② 系统自治性 本地自治性部分事务可以在本地副本上进行，而 不需要通过网络和远程的站点进行通信，从而提高系 统自治性能，同时也减少信息传输开销，。 采用数据复制技术也会带来如下需要考虑的问题：
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8.1.2 DDB基本概念
1.六层模式结构 图8-3是一种分布式数据库的分层模式结构，可从 整体上分为两大部分： ●集中式模式结构 由最底两层组成，本质上是集 中式数据库原有模式结构，式各站点局部分布式数据 库结构； ●分布式模式结构 由上面四层组成，是DDBS新 增加的分布式模式结构
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8.1.3 DDB模式结构
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8.1.3 DDB模式结构
（2）位置透明性 位置透明性（location transparency）由位于 分片层和分配层的映射3实现。 当DDB不具有分片透明性但具有位置透明性时， 编写程序需要指明数据片断名称，但不必指明片断存 储站点。 当存储站点发生改变时，只需改变分片模式到分 配模式之间映射3，而不会影响分片模式、全局概念 模式和应用程序。
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8.1 分布式数据库系统
8.1.1集中式与分布式
传统数据库系统作为一种主机/终端式系统，表现 出明显的集中式数据库体系结构。 集中式数据库基本特征： ● “单点”数据存取 ● “单点”数据处理。
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8.1 分布式数据库系统
8.1.1集中式与分布式
数据库管理系统、所有用户数据以及应用程序都 安装和存储在一个“中心”计算机系统当中。其通常 为大型机，也称为主机。 ●用户通过终端发出存取数据请求，由通信线路 传输到主机。 ●主机予以响应并加以相应处理，再由通信线路 将处理结果返回用户终端。 集中式数据库结构如图8-1所示。
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8.1.1集中式与分布式
存取请求 处理结果
用 户
客户 机
通信 线路
主 机 数据库
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8.1.1集中式与分布式
在网络环境下，“分布计算”具有下述三种含义。 （1）处理分布 基本特征：数据集中，处理分布 网络中各用户结点向同一数据库存取数据，然后 在各自结点进行处理。 处理分布作为一种单点数据、多点处理方式，只 是在相当于智能终端的用户计算机上具有应用处理能 力，并增加网络接口以便在网络环境中运行，所以本 质仍属于集中式数据库，本章不讨论这种情形。
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8.1.1集中式与分布式
（3）数据分布 基本特征： ●数据分布在不同物理结点上，但构成一个逻辑整体。 ●各结点具有独立处理本地数据库中数据能力。 ●各结点还具有存取处理其他站点数据库中数据能力。 数据分布实现途径就是分布式数据库技术，这是 本章讨论重点内容。
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8.1.2 DDB基本概念
分布式数据库（distributed database，DDB） 是由一组物理上分布在网络不同结点而在逻辑上属于 同一系统的多个数据库子系统组成，这些数据库子系 统分散在计算机网络不同计算实体之中，每个结点具 有独立处理数据的站点自治能力，同时也可通过网络 通信系统执行全局应用。 由上述定义可知，DDB具有“物理分布性”和 “逻辑整体性”
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8.1.4分布式数据库系统
2.DDBS基本特征 （1）数据分布透明性 数据独立性是数据库技术需实现基本目标之一。 在集中式数据库，数据独立性分为逻辑和物理独 立性，要求应用程序与数据逻辑结构和物理结构无关。 在DDBS中，数据独立性包括数据的逻辑、物理 独立性和数据的分布透明性，具有更广泛含义。
者就组成了数据的 “分布透明性”。
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8.1.3 DDB模式结构
（1）分片透明性 分片透明性（fragmentation transparency）是 最高层面的分布透明性，由位于全局概念层和分片层 之间的映射2实现。当DDB具有分片透明性时，应用 程序只需要对全局关系操作，不必考虑数据分片及存 储站点。当分片模式改变时，只需改变映射2即可， 不会影响全局概念模式和应用程序。
应用 1 全局外部级 全局外模式 应用 2 全局外模式