分布式数据库系统完整版课件全套ppt教学教程最全整套电子讲义幻灯片（最新）

数据库技术回顾计算机网络技术回顾基础知识回顾第2章数据库系统知识回顾数据库(DB:DataBase)长期储存在计算机内的有组织的、可共享的相关数据的集合。数据库技术数据库系统软硬件层次关系11数据库系统知识回顾数据库系统的模式结构视图抽象——外模式概念抽象——概念模式物理抽象——内模式概念模式内模式现实世界视图抽象概念抽象物理抽象外模式视图2视图1视图3…数据库系统知识回顾关系数据模型(DataModel)11.3●数据结构●数据操作●完整性约束用于描述系统的静态特性；是所研究的对象类型（Objecttype）的集合，包括：数据的类型、内容和性质的对象（事物）；数据之间联系的对象（联系）。数据模型的三要素1.数据结构：是一组完整性规则（条件）的集合。给出数据及其联系所具有的制约、依赖和存储规则，用于限定数据库的状态和状态变化，保证数据库中的数据的正确、有效、完全和相容。3.完整性约束（IntegrityConstraint）：用于描述系统的动态特性，是对数据库中的各种对象的实例（值）允许执行的操作的集合。主要有查询和更新（插入、删除、修改）两类操作。2.数据操作（DataManipulation）：1.数据库系统知识回顾实体联系模型一对一的联系，记为1﹕1一对多的联系，记为1﹕n多对多的联系，记为m﹕n实体联系类型实体内部联系实体之间的联系同一实体型的实体之间的联系不同实体型的实体之间的联系1.数据库系统知识回顾SQL语言SQL是结构化查询语言（StructuredQueryLanguage）的英文缩写，它起源于IBM公司SanJose研究中心为其关系数据库管理系统SystemR开发的一种查询语言——SQUARE语言。SQL语言之所以成为国际标准，被广大用户接收和使用，是因为它是一个综合的、功能强大的、简单易学的语言。它主要有以下几个特点：综合统一高度非过程化面向集合的操作方式灵活的使用方式语言简洁，易学易用，功能强大1.数据库系统知识回顾SQL语言基本组成数据定义语言操作对象操作方式SQL语句模式创建CREATESCHEMA<模式名>AUTHORIZATION<用户名>;删除DROPSCHEMA<模式名>[CASCADE|RESTRICT];基本表创建CREATETABLE<表名>(<列名><数据类型>[<列级完整性约束条件>][,<列名><数据类型>[列级完整性约束条件]]…[,<表级完整性约束条件>]);删除DROPTABLE<表名>[CASCADE|RESTRICT];修改ALTERTABLE<表名>[ADDCOLUMN<新列名><数据类型>[完整性约束]][MODIFYCOLUMN<列名><数据类型>][DROPCOLUMN<列名>[CASCADE|RESTRICT]];视图创建CREATEVIEW<视图名>[(<列名>[,<列名>]…)]AS<子查询>[WITHCHECKOPTION];删除DROPVIEW<视图名>[CASCADE];索引创建CREATE[UNIQUE][CLUSTER]INDEX<索引名>ON<表名>(<列名>[<次序>][,<列名>[<次序>]]…);删除DROPINDEX<索引名>;1.数据库系统知识回顾SQL语言基本组成数据定义语言（续）域创建CREATEDOMAIN<域名>AS<数据类型>[DEFAULT<默认值>][CHECK<约束条件>];删除DROPDOMAIN<域名>;存储过程创建CREATEPROCEDURE<存储过程名>[<参数1><数据类型>[,<参数2><数据类型>[,...]]ASSQL语句;修改ALTERPROCEDURE<>[<参数1><数据类型>[,<参数2><数据类型>[,...]]ASSQL语句;删除DROPPROCEDURE<存储过程名>;触发器创建CREATETRIGGER[owner.]<触发器名>ON[owner.]表名[WITHENCRYPTION]{FOR|AFTER|INSTEADOF}{INSERT|UPDATE|DELETE}AS[IFUPDATE(列名)][{AND|OR}UPDATE(列名)]SQL语句;修改ALTERTRIGGER[owner.]<触发器名>ON[owner.]表名[WITHENCRYPTION]{FOR|AFTER|INSTEADOF}{INSERT|UPDATE|DELETE}AS[IFUPDATE(列名)][{AND|OR}UPDATE(列名)]SQL语句;删除DROPTRIGGER<触发器名>;1.数据库系统知识回顾SQL语言基本组成2.数据操作语言操作对象操作方式SQL语句基本表查询SELECT[ALL|DISTINCT]<目标列表达式>[,<目标列表达式>]…FROM<表名>[,<表名>]…[WHERE<条件表达式>][GROUPBY<列名1>[HAVING<条件表达式>]][ORDERBY<列名2>[ASC|DESC]];插入INSERTINTO<表名>[(<属性列1>[,<属性列2>…)]VALUES(<常量1>[,<常量2>]…);更新UPDATE<表名>SET<列名>=<表达式>[,<列名>=<表达式>]…[WHERE<条件>];删除DELETEFROM<表名>[WHERE<条件>]；1.数据库系统知识回顾SQL语言基本组成2.数据操作语言（续）视图查询SELECT[ALL|DISTINCT]<目标列表达式>[,<目标列表达式>]…FROM<视图名>[,<视图名>]…[WHERE<条件表达式>][GROUPBY<列名1>[HAVING<条件表达式>]][ORDERBY<列名2>[ASC|DESC]];插入INSERTINTO<视图名>[(<属性列1>[,<属性列2>…)]VALUES(<常量1>[,<常量2>]…);更新UPDATE<视图名>SET<列名>=<表达式>[,<列名>=<表达式>]…[WHERE<条件>];删除DELETEFROM<视图名>[WHERE<条件>];1.数据库系统知识回顾SQL语言基本组成3.数据控制语言操作对象操作方式SQL语句权限授权GRANT<权限>[,<权限>]...[ON<对象类型><对象名>]TO<用户>[,<用户>]...[WITHOPTION];收权REVOKE<权限>[,<权限>]...[ON<对象类型><对象名>]FROM<用户>[,<用户>]...;1.数据库系统知识回顾关系代数与关系数据库的查询优化关系代数语言是非过程化的语言，即：存取数据不必给出路径，存取多个记录不必借助于循环或递归来实现。关系代数操作符主要有传统的集合操作符、专门的关系操作符、比较操作符和逻辑操作符四大类，如下图所示传统的集合操作符：，，，专门的关系操作符：，，，，，，比较操作符：，，，，，逻辑操作符：，，传统的集合运算1.6.2关系代数并运算差运算交运算广义笛卡尔积R∪SR-SRxS数据库系统知识回顾1选择运算是从关系中选取使公式为真的元组。这是从行的角度进行的运算。在关系R中选择满足给定条件的元组，记做：σF(R)={r|r∈RΛF(r)=‘真’}F是一个公式，表示形式为由逻辑运算符（∧,∨,٦)连接各算术表达式组成。算术表达式的基本形式为：XθY.θ={>,≥,<,≤,=,≠}.X,Y是属性名或常量或简单函数。例1求计算机科学系CS的学生σSD=‘CS’(S)σSD=‘CS’(S)选择运算投影运算这是从列的角度进行的运算。例2πSN,SD(S)即求得学生关系S在学生姓名和所在系这两个属性上的投影结果。πSN,SD(S)关系R上的投影是从R中选择若干属性组A组成新的关系。记做：πA(R)={r[A]|r∈R}投影之后不仅取消了某些列，还可能取消某些元组。πSA(S)连接运算是从两个关系的笛卡尔积中选取属性间满足一定条件的元组。记做：RS.其中，F是条件表达式，它涉及到对两个关系中的属性的比较。如果F仅仅是一个相等条件，即等值连接。连接运算∞F例3设关系R、S如下图：1数据库系统知识回顾6.3关系数据库的查询优化1.1数据库系统知识回顾7关系数据库的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 理论1.关系数据库设计理论主要包括数据依赖、模式分解和规范化理论三个方面。三者之间的关系是：以数据依赖为核心，指导/评价模式设计，包括消除更新、删除和插入异常，并根据实际需求的需要，保持合理的冗余。数据依赖：对属性之间值的相关性约束函数依赖多值依赖连接依赖模式分解：模式分解的样式是多种多样的，但是要遵循等价原则等价性的含义有三种不同的定义分解具有无损连接性分解要保持函数依赖分解既要保持函数依赖，又要具有无损连接性1数据库系统知识回顾7关系数据库的设计理论1.规范化（Normalization）过程是指通过对关系模式进行一系列的检验，以“验证”一个关系模式是否满足某些特定的范式（NormalizationForm，NF）。这个过程按照各范式的相应标准对每个关系模式进行评估，并根据需要分解原有的关系模式。规范化过程被认为是基于 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 的关系设计。规范化过程数据库系统知识回顾数据库建设是硬件、软件和干件(技术与管理的界面称为干件)的结合。“三分技术，七分管理，十二分基础数据”是数据库建设的基本规律结构（数据）设计应该和行为（处理）设计密切结合，也就是说，整个设计过程中要把数据库结构设计和对数据的处理设计（应用系统功能设计）密切结合起来。11.8数据库设计数据库系统知识回顾11.8.1数据库设计方法手工试凑法手工与经验相结合的方法。设计的质量往往与设计人员的经验与水平有直接关系。该方法缺乏科学理论和工程方法的支持，工程的质量难以保证。数据库运行一段时间后通常会发现各种问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，增加了维护代价。规范设计法规范设计法有以下4种典型方法：1）新奥尔良法：将数据库设计分成若干阶段和步骤，并采用一些辅助手段实现每一过程。2）基于E-R模型的数据库设计方法：该方法用E-R模型来设计数据库的概念模型，是数据库概念设计阶段广泛采用的方法。3）3NF设计方法：以关系数据理论为指导来设计数据库的逻辑模型。4）ODL（ObjectDefinitionLanguage）方法：该方法是面向对象的数据库设计方法。该方法用面向对象的概念和术语来定义数据库结构。数据库系统知识回顾11.8.2数据库设计步骤数据库系统知识回顾11.8.3数据库建模工具工具名称所属公司简要介绍PowerDesignerSybasePowerDesigner是Sybase公司开发的CASE工具集，它几乎包括了数据库模型设计的全过程，可用来制作数据流程图、概念数据模型、物理数据模型等，其中支持数据建模的模块是DataArchitect。截止到2011年6月，PowerDesigner的版本为15.3。ERWinComputerAssociatesERWin是ComputerAssociates公司开发的数据建模工具，全称是AllFuusinERwinDataModeler。通过它构建的数据模型支持各种主流的数据库管理系统。截止到2011年6月，ERWin的版本为8.0。ER/StudioEmbarcaderoER/Studio是EmbarcaderoTechnologies公司为企业提供的专业级的数据库工具，用于设计、开发、管理数据库以及其中的数据，是一套模型驱动的数据结构管理和数据库设计产品。截止到2011年6月，ER/Studio的版本为9.0。VisioMicrosoftVisio是Microsoft公司提供的画图和建模工具，可以通过其中的框图模板构建ER图，也可以用其中的数据库模型模板构建数据模型。Visio的数据库建模功能相对较弱。截止到2011年6月，Visio的版本为2010。RationalIBMIBM公司提供的一种面向对象的UML可视化建模工具，主要用于可视化建模和公司级软件应用的组件构造，在后续的版本中加入了数据建模工具RoseDataModeler。截止到2011年6月，RationalRose的版本为7.0。数据库系统知识回顾11.9.1数据库管理系统DBMS的基本功能序号主要功能功能描述1数据库的定义和创建在关系数据库中主要是建立数据库（或Schema）、表、视图、索引等。另外还有创建用户、安全保密定义（如用户口令、级别、角色、存取权限）、数据库的完整性定义。这些定义存储在数据字典中，是DBMS运行的基本依据。2数据组织、存储和管理DBMS要分类组织、存储和管理各种数据，包括数据字典、用户数据、存取路径等。要确定以何种文件结构和存取方式在存储器上组织这些数据，如何实现数据之间的联系。3数据操作提供用户对数据的操作功能，实现对数据库数据的检索、插入、修改和删除。4数据库事务管理和运行管理包括多用户环境下的事务管理功能和安全性、完整性控制功能。包括数据库恢复、并发控制和死锁检测（或死锁防止）、安全性检查和存取控制、完整性检查和执行、运行日志的组织管理等。5数据库的建立和维护包括数据库的初始建立、数据的转换、数据库的转储和恢复、数据库的重组织和重构造以及性能检测分析等功能。6其他功能包括DBMS与网络中其他软件系统的通信功能，一个DBMS与另一个DBMS或文件系统的数据转换功能，异构数据库之间的互访和互操作功能等。数据库系统知识回顾11.9.2数据库管理系统DBMS的数据库访问过程数据库系统知识回顾11.9.2数据库管理系统DBMS产品的发展过程阶段时间成果第一阶段：理论研究和原型开发阶段20世纪70年代初期1）奠定了关系数据模型的理论基础，给出了关系数据模型的规范说明；2）研究开发了关系数据库语言；3）研制了大量的关系DBMS原型，如SystemR、Ingres等。第二阶段：实用阶段20世纪70年代后期1）从理论上攻克了关系DBMS的一系列关键技术问题，如查询优化、并发控制、完整性机制等，从而使数据库走向实用化和商业化；2）开发了大量商业关系DBMS产品，主要有Oracle、DB2等，不仅丰富了数据库理论和实现技术，更重要的是促进了关系DBMS产品的发展。第三阶段成熟和发展阶段20世纪80年代开始1）随着微机性价比的提高和网络技术的实用化，使数据库系统的运行环境由单机、集中式环境转到网络、分布式环境；2）使数据库的应用由简单数据处理到联机事务处理，再到联机分析处理。3）基于客户机/服务器结构的关系DBMS的使用，使数据库技术广泛地应用到各行各业、各个领域，成为实现和优化信息系统的基本技术。数据库系统知识回顾11.9.2数据库管理系统典型的数据库管理系统数据库管理系统简介OracleOracle公司研制的一种关系型数据库管理系统，是一个协调服务器和用于支持任务决定型应用程序的开放型DBMS。它可以支持多种不同的硬件和操作系统平台，从台式机到大型机和超级计算机，为各种硬件结构提供高度的可伸缩性，支持对称多处理器、群集多处理器、大规模处理器等，并提供广泛的国际语言支持。Oracle是一个多用户系统，能自动从批处理或在线环境的系统故障中恢复运行。Oracle属于大型数据库系统，主要适用于大、中型应用系统，或作为客户机/服务器系统中服务器端的数据库管理系统。截止到2011年6月，Oracle的版本为。DB2IBM公司研制的一种关系型数据库管理系统。DB2主要应用于大型应用系统，具有较好的可伸缩性，可支持从大型机到单用户环境，应用于OS/2、Windows等平台。DB2提供了高层次的数据利用性、完整性、安全性、可恢复性，以及小规模到大规模应用程序的执行能力，具有与平台无关的基本功能和SQL命令。它以拥有一个非常完备的查询优化器而著称，其外部连接改善了查询性能，并支持多任务并行查询。DB2具有很好的网络支持能力，每个子系统可以连接十几万个分布式用户，可同时激活上千个活动线程，对大型分布式应用系统尤为适用。截止到2011年6月，DB2的版本为9.7。SQLServerMicrosoft公司研制的一种关系型数据库管理系统。SQLServer是一个可扩展的、高性能的、为分布式客户机/服务器计算所设计的数据库管理系统，实现了与WindowsNT的有机结合，提供了基于事务的企业级信息管理系统方案。其主要特点有：（1）高性能，可充分利用Windows的优势；（2）系统管理先进，支持Windows图形化管理工具，支持本地和远程的系统管理和配置；（3）强壮的事务处理功能，采用各种方法保证数据的完整性；（4）支持对称多处理器结构、存储过程、ODBC，并具有自主的SQL语言。截止到2011年6月，SQLServer的版本为2008。SybaseAdaptiveServerEnterprise（SybaseASE）Sybase公司研制的一种关系型数据库管理系统，现已被SAP公司收购。Sybase是一种典型的UNIX或Windows平台上客户机/服务器环境下的大型数据库管理系统。Sybase提供了一套应用程序编程接口和库，可以与非Sybase数据源及服务器集成，允许在多个数据库之间复制数据，适于创建多层应用。系统具有完备的触发器、存储过程、规则以及完整性定义，支持优化查询，具有较好的数据安全性。截止到2011年6月，SybaseASE的版本为15.5。MySQLMySQL是一个开源的小型关系型数据库管理系统，开发者为瑞典MySQLAB公司。在2008年1月被Sun公司收购，而2009年，SUN公司又被Oracle公司收购。目前，MySQL被广泛地应用在中小型网站中。由于其体积小、速度快、成本低，尤其是开放源码这一特点，受到广大用户的欢迎。但是，与其他大型商业数据库，例如Oracle、DB2、SQLServer等相比，MySQL有它的不足之处，如规模小、功能有限等，但是这丝毫也没有减少它受欢迎的程度。目前Internet上流行的网站构架方式LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP），即使用Linux作为操作系统，Apache作为Web服务器，MySQL作为数据库，PHP作为服务器端脚本解释器，非常流行。截止到2011年6月，MySQL的版本为。数据库系统知识回顾11.10数据库的安全性及其实现方法数据库的安全性是指数据库具有防范不合法的访问所造成对数据库数据的泄露、更改或破坏的能力，并能对数据库变化作跟踪记录，以防止否认对数据库的安全责任。数据库安全性包括：1）物理安全性，包括自然灾害、偷盗、物理环境破坏等。2）逻辑安全性，这里主要指政府规定的政策法规、 管理制度 档案管理制度下载食品安全管理制度下载三类维修管理制度下载财务管理制度免费下载安全设施管理制度下载 等。3）技术安全性，这里主要指在计算机系统中采用一定安全性的网络硬件、通信设备、DBMS和操作系统来实现对计算机系统及其存储数据的安全保护数据库系统知识回顾11.10.1数据库安全的评估标准安全等级主要特征1D最低保护等级D最小安全保护2C自主保护等级C1自主安全保护自主存取控制，审计功能C2可控存取保护比C1级更强的自主存取控制，审计功能3B强制保护等级B1标记安全保护强制存取控制，敏感度标记B2结构化保护形式化模型，隐蔽通道约束B3安全域保护安全内核，高抗渗透能力4A验证保护等级A1可验证保护形式化安全验证，隐蔽通道分析数据库系统知识回顾11.10.2数据库安全的特点1）身份认证：系统提供一定的方式让用户表示自己的名字或身份，主要使用用户名或口令的方式，这种方式简单易行，但容易被人窃取。2）基于角色的管理：对不同用户设定不同的身份，不同身份的用户在使用数据库时会根据身份的不同而有不同的使用权限。3）自主存取控制方法：同一用户对不同的数据对象有不同的存取权限，不同的用户对同一对象也有不同的权限。另外，用户还可将其拥有的存取权限转授给其他用户。通常使用GRANT/REVOKE语句来建立数据库用户对数据库对象的访问权限。4）审计：启用一个专用的审计日志可以将用户对数据库的所有操作记录在上面，DBA可以利用审计日志中的追踪信息找出非法存取数据的人，另外，C2以上安全级别的DBMS必须具有审计功能。5）使用视图、存储过程和触发器等数据库对象。数据库系统知识回顾11.10.3数据库完整性数据库的完整性是指数据的正确性和相容性实体完整性参照完整性用户定义的完整性数据库完整性实现方法声明完整性创建其他数据库对象，如UNIQUEINDEX、DEFAULT、RULE和TRIGGER等创建表与其他数据库对象的联系。数据库系统知识回顾11.10.4数据库一致性数据库一致性是指数据库中的任何数据在同一时刻，不同用户对同一数据的读出值是相同的。保证数据库一致性是指当事务完成时，必须使所有数据都具有一致性状态。数据库完整性实现方法：DBMS在实现数据库一致性时通常采用一致性访问控制机制（事务管理）以及语义约束（完整性）来联合保证。事务管理主要包括两方面的内容：事务控制：对数据库操作/恢复的工作以原子单位执行。并发控制：使有冲突的操作能正确执行，如加锁技术。数据库系统知识回顾11.10.5数据库可恢复性数据库可恢复性是指当数据库遇到任何一种故障时，具有恢复数据库完整性和一致性的能力。实现方法：使用数据库的备份和恢复使用事务日志使用磁盘镜像计算机网络：定义为相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。相互联接指两台或多台计算机通过信道互连，从而可进行通信；彼此独立则强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力，每台计算机都具有独立的操作系统。计算机网络的组成：通信子网和资源子网计算机网络的功能：1．数据通信（1）传输文件（2）使用电子邮件（E-mail）2．资源共享（1）共享硬件资源（2）共享软件资源（3）共享数据资源。3．提高计算机系统的可靠性和可用性4．易于进行分布处理一、按地理范围分类1.局域网（LocalAreaNetwork）特点:(1)采用的传输介质类型相对较少。(2)数据传输速率快。(3)传输延迟小，且误码率较低。(4)组网比较灵活、方便、成本较低。2.城域网（MetropolitanAreaNetwork一般不超过几十公里）特点：(1)采用的传输介质相对要复杂。(2)数据传输速率次于局域网。(3)数据传输距离相对局域网要长，信号容易受到干扰。(4)组网比较复杂，成本较高。3.广域网（WideAreaNetwork,最常见的就是Internet）特点：(1)传输介质复杂(2)数据传输速率较低(3)采用的技术比较复杂(4)是一个公共的网络，即不属于一个机构或国家。二.按通信介质分1.有线网络：网络中的通信介质全部为有线介质的网络，常见的介质有同轴电缆、双绞线、光缆、电话线等。其特点是：技术成熟；产品较多；实施方便；成本较低；受气候环境的影响较小。2.无线网络：采用无线电波、卫星、微波、红外线、激光等无线形式来传输数据的网络，即网络中的节点之间没有线缆的连接。优点：（1）高移动性；（2）保密性强；（3）抗干扰性好；（4）架设与维护容易；（5）支持移动计算机缺点：（1）技术发展较慢；（2）费用较高；（3）易受环境因素的影响；（4）安装实施要求的技术高。三.其他分类方法1.按使用网络的对象来分(1)公用网络,是为全社会所有的人提供服务的网络。(2)专用网络,只为拥有者提供服务，一般不向本系统以外的人提供服务。2.按网络的连接方式来分(1)全连通型网络全连通型网络是指所有节点之间的相互通信均可通过相邻的节点实现，可靠性最好。(2)交换型网络交换型网络两个端节点之间可以通过中间节点（即转接节点）实现连接。(3)广播型网络。3.按照通信子网的交换方式按照通信子网的交换方式不同，网络可分为公用电路交换网、报文交换网、分组交换网、ATM交换网等。1.星型结构星型拓扑结构即任何两节点之间的通信都要通过中心节点进行转发，中心节点通常是集线器。特点：(1)结构简单、便于集中控制和管理(2)网络易于扩展(3)故障检测和隔离方便(4)延迟时间小(5)传输误码率低⑹中心节点负担重⑺网络脆弱2.总线型结构总线型网络是将若干个节点平等地连接到一条高速公用总线上的网络。特点：(1)结构简单灵活，便于扩充。(2)可靠性高(3)网络节点响应速度快(4)易于布线，成本较低。(5)实时性差⑹物理安全性差⑺故障诊断困难3环型结构环型结构的网络指网络中的每个节点均与下一个节点连接，最后一个节点与第一个节点连接，构成一个闭合的环路特点：(1)网络结构简单(2)路径选择的控制得到简化(3)扩充不方便(4)环上节点过多时，传输效率严重下降。(5)当环中某一节点出现故障时整个网络将瘫痪，查找故障点不易。4.树型结构树形结构是由星型结构演变而来的。其实质是星型结构的层次堆叠特点：(1)扩展方便。(2)故障隔离容易。(3)高层节点性能要求高。5.网状结构网状结构是由星型、总线型、环型演变而来的，是前三种基本拓扑混合应用的结果。协议是用来描述进程之间信息交换数据时的规则术语网络协议至少包括三个要素语法：用来规定信息 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ，包括数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。语义：用来说明通信双方应该怎么做，需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应。同步：规定通信事件发生的顺序并详细说明。OSI网络模型应用层：应用层是体系结构中的最高层表示层：应用程序和网络之间的翻译官会话层：负责在网络中的两节点之间建立、维持和终止通信。运输层：运输层的任务就是负责向两个主机进程之间的通信提供服务。网络层：网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。数据链路层：在两个相邻节点传送数据时，数据链路层将网络层传递下来的IP数据报组装成帧（Frame），在两个相邻节点的链路上“透明”地传送帧中的数据。物理层：在物理层上所传送数据的单位是比特（Bit）。7应用层6表示层5会话层4运输层3网络层2数据链路层1物理层Internet是由那些使用公共语言相互通信的计算机连接而成的全球网络，中文正式译名为因特网。Internet起源于美国，现已发展成为世界上最大的国际性计算机网络。Internet的起源和发展第一个阶段是从单个网络ARPANet向互联网发展的过程。第二阶段是建成了三级结构的Internet。第三阶段是逐渐形成了多层次ISP结构的Internet1.TCP/IP协议：TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）协议是Internet使用的事实标准协议2.IP地址和域名系统TCP/IP协议规定了Internet上的每一台计算机主机都必须有唯一的“地址”，以保证Internet上所有的计算机和网络能够互相传送信息而不被混淆。TCP/IP规定，IP地址一般用32位的二进制表示为便于使用和管理，Internet建立了域名管理系统（DomainNameSystem，DNS），即用一组英文字符串来替代难以记忆的数字，称为域名（DomainName）3.基于Internet的主要应用新闻门户电子商务搜索引擎即时通讯社会网络系统网上银行数据库技术回顾计算机网络回顾分布式数据库系统设计的目标分布式数据库系统设计的内容分布式数据库的设计方法数据分片设计数据分布设计DATAID-D方法分布式数据库系统中数据的独立性与分布透明性实例研究：飞机订票系统分布式数据库系统设计第3章DDBS设计目标本地性或近地性存储能力和费用尽量减少通信次数和通信量，90/10准则分片和分布方案（本地和远程访问次数）择优控制数据适当冗余冗余增加了可靠性、可用性，提高了效率维护数据一致性开销增加工作负荷分布各站点可以分担整个工作任务本地性降低DDBS设计DDB设计应用设计全局模式设计局部数据库设计相关应用需求各个应用的原发站点各个应用在每个站点的激活频率各个应用对要求访问数据对象的访问次数、类型和统计分布分片和分布DDBS设计方法自顶向下方法（重构法）混合方法自底向上方法（组合法）3分布式数据库设计方法DDBS设计方法组合法剖析网络功能剖析原有数据库系统解决数据的一致性、完整性和可靠性难度较大通常是异构或者同构异质DDBS3分布式数据库设计方法重构法根据实现环境和用户需求按照DDBS的设计思想和方法从总体设计做起，包括LDBS,重新建立一个DDBS可有效解决数据一致性、完整性和可靠性问题。通常是同构异质或同构同质DDBS将现有的各种不同的数据库模式集成为全局模式.三个问题选择公用数据库模型来描述数据库的全局模式把每个站点上的本地模式翻译成公用数据模型把各站点上的本地数据模式集成为一公用的全局模式自底向上设计方法要解决的问题自底向上方法主要问题是构造一个全局模式（超视图）.把各站点上的数据库模式看成是全局模式的一个视图这个问题就可看作是视图综合问题概括分层结构支持视图综合经典方法就是生成三个实体：一个具有共同属性（超类型），两个具有不相交属性（子类型）视图综合次序一次把一个视图和全局模式进行综合，逐步构造起全局视图通常，最好首先综合最大的或最重要的视图，然后跟着综合小的或者不重要的视图构造全局模式问题和解决方法班机机号日期可用座位出入口座位图延期班机机号日期可用座位机型座位图识别相似性模式命名相似性模式结构相似性不同Site上有相似应用,使用各自DB的数据副本,则这两Site之间有某些相似点.识别冲突命名冲突：同物异名（EMP,EMPLOYEE），异物同名域差异定标差异：计量单位不同(天、小时、分钟、秒）结构差异：同一对象有的用实体描述,有的用属性描述.处理操作期间不一致的数据策略（5种，p64-65）在自顶向下的数据分布设计中，必须要解决的第一个问题是数据的分片设计。在数据分片设计时，是从分配的观点来看，根据具有“相同性质”的元组（在水平分片的情况下）或属性（在垂直分片的情况下）进行分组，使具有“相同性质（例如访问频率相同）”的元组或属性划分在一个组中，每组就构成一个片段分片设计的基本目的是产生一个对全局数据合适的划分方案，将使用这种方案得到的数据片段作为分布式数据库中数据的分配和存储单位时，不但能够减少应用中的操作量，而且对于应用具有最大可能的本地性但是，不是所有的全局数据都必须进行分片，应考虑到有可能一个全局关系根本不需要分片。假若有全局关系R被分片为子关系(片段)集合R={R1,R2,…,Rn},则R满足完整性?xR,RiR必有xRi，i=1,2,…,n可重构性存在函数g使得R=g(R1,R2,…,Rn)即，R=∪Ri(水平分片）,R=∞Ri（垂直分片）不相交性Ri∩Rj=空集,i≠j,i,j=1,2,…,n(水平分片)Ri∩Rj=主键属性,i,j=1,2,…,n(垂直分片)分片原则分片方法水平分片垂直分片职工关系E(e#,name,loc,sal,…)查询:Qa:select*Qb:select*fromEfromEwhereloc=Sawhereloc=Sband…and...举例e#NMLocSalE578Sa1000SallySb2500TomSa500Joee#NMLocSale#NMLocSal58Sa1000TomSa500Joe7Sb2500Sally........F站点Sa站点Sb举例基本水平分片以关系自身的属性性质为基础，执行“选择”操作，将关系分割成若干个不相交的片段。R={R1,R2}R1=loc=Sa(E)R2=loc=Sb(E)基本水平分片若R={R1,R2,…,Rn},则完整性对于每一个元组tR,RiR使得tRi不相交性对tRi,Rj使得tRj,ij可重构性操作是∪(可以忽略,因为完整性就蕴含着)R=∪{R1,R2,…,Rn}P={p1,p2,…,pn}是一简单谓词集合，为保证分片的正确性，P必须是：完整的：同一分片中的任意两个元组被应用同样概率访问。最小的：集合P中的所有谓词与应用密切相关。具有完整性和最小性不是必要条件,但是对于简化分配问题有好处基本水平分片例子EMP(E#,NAME,DEPT,JOB,SAL,TEL,…)DEPT={1,2}JOB={‘P’,‘-P’}假定，应用经常查询的内容是属于部门1且是程序员的职员。则可能有的水平分段限定P={DEPT=1}（不是完整的）P={DEPT=1,JOB=‘P’}（是完整的、最小的）P={DEPT=1,JOB=‘P’,SAL>500}（完整的，不是最小的）基本水平分片如何保证分片原则“手工”检查!e.g.,R1=loc=‘Sa’E;R2=loc=‘Sb’E生成具有满足分段原则的限定谓词基本水平分片设有关系E(e#,name,Loc,sal,A,…),查询使用的简单谓词（AiValue）是:A<10,A>5,Loc=Sa,Loc=Sb下一步:-生成“小项”谓词-消除无用谓词给定简单谓词集Pr={p1,p2,..pn},则“小项”谓词（mintermpredicate）形式:p1*p2*…pn*这里pk*是pk或是¬pk谓词生成举例(1)A<10A>5Loc=SALoc=SB(2)A<10A>5Loc=SA¬(Loc=SB)(3)A<10A>5¬(Loc=SA)Loc=SB(4)A<10A>5¬(Loc=SA)¬(Loc=SB)(5)A<10¬(A>5)Loc=SALoc=SB(6)A<10¬(A>5)Loc=SA¬(Loc=SB)(7)A<10¬(A>5)¬(Loc=SA)Loc=SB(8)A<10¬(A>5)¬(Loc=SA)¬(Loc=SB)小项谓词选择(9)¬(A<10)A>5Loc=SALoc=SB(10)¬(A<10)A>5Loc=SA¬(Loc=SB)(11)¬(A<10)A>5¬(Loc=SA)Loc=SB(12)¬(A<10)A>5¬(Loc=SA)¬(Loc=SB)(13)¬(A<10)¬(A>5)Loc=SALoc=SB(14)¬(A<10)¬(A>5)Loc=SA¬(Loc=SB)(15)¬(A<10)¬(A>5)¬(Loc=SA)Loc=SB(16)¬(A<10)¬(A>5)¬(Loc=SA)¬(Loc=SB)小项谓词选择R2:5