第一章分布式數據庫系統概述1、 邏輯集中和物理分散：（P4）分布式數據庫系統定義：分布式數據庫，通俗地說，是物理上分散而邏輯上集中的數據庫系統。分布式數據庫系統使用計算機網絡將地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多個邏輯位連接起來，共同組成一個統一的數據庫系統。物理分散：分布式數據庫系統中的數據不是存儲在一個站點上，而是分散的存儲在由計算機網絡連接起來的多個站點；這是與集中式數據庫系統的最大差別之邏輯集中：分布式數據庫系統中的數據物理上是分散在各個站點中，但是這些分散的數據邏輯上構成一個整體，它們被分布式數據庫系統的所有用戶共享，并由一個分布式數據庫管理系統統一管理，它使得“分布”對用戶來說是透明的。這是與分散式數據庫的最大區別。2、 構與質：（P7）構：數據庫的數據模型；質：DBMS的類型；構與質的種類：同構型：數據庫的數據類型是同一類型的；其中同構型DDBS又分為：同構同質DDBS、同構異質DDBS；?同構同質DDBS:站點上的數據庫都是同一類型的，而且是同一種DBMS；?同構異質DDBS：站點上的數據庫都是同一類型的，但不是同一種DBMS；異構型DDBS：各站點上數據庫的數據模型的類型各不相同；3、 分布式數據庫的體系結構、模式結構和功能結構的理解（參考P9、P12和P17的圖解及定義）；?體系結構：給出該系統的總體架構，定義整個系統的各組成部分及他們的功能，定義系統個組成部分之間的相互關系。組成成分有：局部DB和全局DB，局部DBMS和全局DBMS，及局部DBA和全局DBA。

模式結構：全局外模式，全局概念模式，分片模式，分配模式，局部概念模式，局部內模式。全崗磁模式分片模式映爍3DBMS朋部內模武l)H圖1.日分布式數據礙的樸武結拘■功能模式：查詢處理模塊，完整性處理模塊，調度處理模塊，可靠性處理模塊。

覚潸址鼻年葉1Ithus0曲”斬兗VH1*1*n覚潸址鼻年葉1Ithus0曲”斬兗VH1*1*n業軒鼻彈4、分布式數據庫數據分布透明性的劃分：（P25）分布透明性的定義：指用戶或用戶程序使用分布式數據庫如同使用集中式數據庫那樣，不必關心全局數據的分布情況，包括全局數據的邏輯分片情況、邏輯片段的站點位置分配情況，各站點數據庫的數據模型等情況對用戶和用戶程序是透明的。分布透明性的三個層次：?分片透明性：分布透明性中的最高層，位于全局概念模式與分片模式之間。位置透明性：分布透明性的中間層，位于分片模式和分配模式之間。局部數據模型透明性：分布透明性的最底層，位于分配模式與局部概念模式之間。第二章分布式數據庫系統的設計1、 分布式數據庫的設計目標：（P41）分布式數據庫設計的目標除了包括集中式數據庫設計中的目標外，還要包括以下幾點：分布式數據庫的本地性或近地性；控制數據的適當冗余；工作負荷分布；存儲的能力和費用；（詳細內容參看課本內容）2、 1）分片應遵守的原則：（P45）（1）完整性條件；可重構條件；(3)不相交條件2)分片的方式：(P45)水平分片：是對全局關系執行“選擇”操作。分為基本分片和基于到處分片。垂直分片；是通過“投影”操作把它的屬性分成若干組。3、P67,習題2?92-&老處曲2.12所示的公司敷覆庫的奈片和券率?假設該公司有三個計界機站點，鮎直B扣C分別離于部門2鈾輩規在箱望癥站點E和C上分別療栄訪問EMPLOYEE和PROJECT表中有關工作在該部門時用員拆誼部門管輔的項目姑息*總茹侍息主要是指EMPLOYEE袁的NAME’ESSN,SALARY鈾SUPERSSN鳩性。非慮A供於司總命(部門1)幔用”鏡常存耽溝保險目的而記曼的DEPENDENT席息外，還定覇地存前所有虐貢和項目的僧息”枚據這些皓出的要求，對(XJMFANY.1敷擡庫中關象遙疔分片和分布。『 DEPE：yDE科T , , ” _..；IESEN~|DEJ云IPE亦3ktFSEXBDATEREl,A710NSH1P圖蠱12COMPANY 的一牛可能的蘢條數據陣狀態｛主碼陽下劃找標出)平一壬習&2.9的雉考答家根據給出的羹求，園2.12中的整個數據耳可識被存信在站點人。為了確丸詩更復制到站點2和3上的片段，先報摳DEPARTMENT枚的主碼DNC的值進行水平分片，然后赴于外瑪部廠專(UNO)曲導出的片段應用到關索EMPLOYHE.PROJECT和DFPTLOCATIONS上，再在剛才得到的EMPLOYEE片段上進苛垂直分片，得到只含屬性:NAME,E3SN,SALARYTSUPERSSNtDNOJ的片段°聒2.13給出了ENIPD2和EMPJJ3的浣合分片，它包括了分別滿區條件DN(.)=2和DNO=3的EMPLOYEE元組。PROJECT.DEPARTMENT和DErT-LOCATIONS按部門編爭進幵水平分片，這些片段穆播崟相應的曲門號分劇存鴛吞砧點E相C上?如團?.13所示*|DEP5DNAMEDNOMGRSSN|DEP5DNAMEDNOMGRSSNMGRSTARTDATEResearch233344555520034722|PROJS55PNAMEPNUMBERPL0CA710NDNOProductX1Bellaire2ProductY2ugarlnd2ProductZ3Hvu^lon2|EMPD5FNAMEMINITLNAMEESSNSALARYSUPERSSNDNOJohnBSmith123456789300003334455552franklinTWong3334455354000088865"2RaineshKNarayan666884444380003334455552JoyceAEnglish4534554532500U3334455552(Q站點B上的對I蔽丁粥門2的關系片段

圖2.丄3站點的片段分配現在需要對WORKS-ON關余進1行分*,并且碗定哪些WORKS.ON片我要存儲在站點B和C上。這時面臨這樣一個問題，WORKS_ON中的爲性沒有一個可以直接■指明每個兀組所屬飾部門。實苗上，WORKS.ON中的每個乙組占屢西亡和序目p相聯系.我們既可以以w工作的郁門也可以以管轄p的部門(T來分片WORKSJDN農。如采時枚WORKS-ON的師有元紐增加一個d-d＞的限制，分片就會變得更柯客易，即雇員只能為那些他聽庭部門管轄的頂目工作。然而，在圖2.12f的數捋車沒有給出逗樣的限制。所EMPD4INAMEMINITLNAMESALARYSUPPRSSNDNCA]|匚冷JZeUya999087777250009876543214JenniferSWaJMce9S7654321 ,4300008S6655554AhtnadVJabbar9879S79S7 '250009876543214DEP4DNAMEUNUMHEKMGRSSNMGRSTABTDATEpDFPE」orsLOCATIONAdmiTiistT49876543212⑷34-0】4SutlondDEP4LOGSE苗2NQHOURS333445555101009998377773030.0999887777IDiU.O|PROJS55PNAMR^NUMBERPLOCAT1OWDNUM9879&79S710350Cumputer10SliiiUond4JO,Newbcnef30Suniond斗9S765432130'20.098765432120'150站點2上的對應于部門4的黃殺片段圖2.13站點的片段分配〔續)以，對此可以先訛匾員工化的部『：(用條件C表述：來分片WORKS-ON,然七進一步權管轄雇員工作項m的部門來分片，如圖2.h丙示。圉?.U中?片段fH4；?和G2的并集給岀了為部門2工作的展罰的所有WORKS-ON無組。同樣地，片段G4,G5和C6的幷集結出了為部門3工作轉雇員行所有WORKS^ON元組。另一虧面，片段G1,G4和G7的并集給岀了被部門2菅綣的項日的所有WORKSON無殂」囲―可議把片段GKG2.G3,G4和G7的尹集救到誌點B上，把片段G4:G5tG6,G2和G8的并集放到站點C上，可汶爲到片段G2和G4莊嗎個站點上均被復制"第三章分布式數據庫的查詢處理與優化1、分布式數據庫查詢處理的分類及層次結構：分布式數據庫査詢的分類：(P76)局部查詢；遠程査詢；全局査詢；層次結構：(P78)分布式數據庫査詢處理的層次結構，査詢處理可分為四個層次：査詢分解：將査詢問題轉換成一個定義在全局關系上的關系代數式；數據本地化：把一個在全局關系上的査詢，進行具體化，落實到適合片段上的査詢；全局優化：尋找最優策略；局部優化：每個子站點上執行的子査詢；

2、查詢優化的方式：(P79)基于關系代數等價變換的查詢優化處理基于半連接算法的查詢優化處理基于直接連接算法的查詢優化處理(詳細原理參照課本及例題3.3、例題3.4、P95習題3.6)例$3考慮教學數據庫中的全局關Sts#,sn^Tne7ag?,sex〕和$C(sTtfCSgrade)?平分片，如圖3*心所示*査詢問題「査找至少有一門功課的成慣在9。分以上的男學生姓名”，這牛査詢問題的SQL?句是：SEkECTDISTINCT沁meFROMS,SCWHERES<sti—SC.st#ANDsex—^MrANDgrade>S0它的關系代數表達式是；Xehk〔弧*_側p”即込>鈾〔輕、UuSOrsfi(SXSC?)})變換U]SEX=F](a)全朋關系上的査洵樹]SEX=F](a)全朋關系上的査洵樹SG SC)[CXC20J[C?>9C20f](b)對應片段上的査洵忖Si s2 grade>90Jgrade>9Qf[scx-rMr][sex^F](d)—MGJ(d)—MGJ化的交詢櫛圖3?5等價變換現則用于水平分片情形

乘積兩亍操作合并成一個自然連接操作了，轉換成相應片段上的查詢樹如圖3,5(b>所示。現在*把圖3.5(b)的査詢樹，按等價變換準則繼續變換成如圖3.5(c)和圖3.5(d\圏3. 就是利用關系代數等價變換規則.得到的最終優:化結果。水平分片關系優化的基本思想是(或稱原理兒首先，盡可能把選擇條件下移到分片的限定關系處.再把分片的限定關系與選擇條件進行比校，然后去掉它們之間存在矛盾的相應片段。如果最后薊下一個水平片段*則車構全局關系的操作中，就可去掉“井”操作(至少可減少“井”操作的次數匕例3.4有全局關系E戰emp#tenamt?salary?dept4Jidname)，如果被垂直分片、分成如下兩個片段：E)<emptt,dept甘*dname)emp再，enameisalary)現在要査詢嚴雇員的姓名和工資悄況”。這個查詢的SQL語句是：SELECTename>salaryFROMEMP它的關系代數表達式是：^ttu(ne,utpry〔EN4P)nvfiAm4.ulan8EaEMP#=ErEMPfl它的查詢樹如圖3.6中的左上圖所示，轉換成相應片段上的査詢樹如圖3.6的右上圖所示“利用關系代數等價變換規則，繼續變換成如圖3.6的右下圖和圖3.6nvfiAm4.ulan8EaEMP#=ErEMPflEMP去掉無關的片段坤連接坤連接圖3.6等價變換規則用于垂立分片情形垂直分片關系優化的基本思拒是(或稱原理)：把垂直分片所用到的屬性集.與査詢

條件f査詢表達式)中的投影操作所渉及的厲性集相比較，去掉無關的垂宜片段*如果H剰下一個垂宜片段與査詢有關時.去掉董構全局關系的“連接"操作｛至少可械少“連接”換作的次數兒3.6遼有關常R^S/r知闿3,13折示。(1｝計算運模Ro^SooTL(2)計算半連接RccStSocR,SocTtTxR,TccxT*R S TABCABC23553￡16書3\463 ] 35洛[fi8第四章分布式數據庫中的事務管理和恢復1、 根代理及事務代理的概念：（P100）根代理：每個應用中負責啟動整個事務的代理，也成為總代理；事務代理：在分布式數據庫系統中，為了完成在不同站點上的相應功能，分布式應用必須在這些站點中執行若干進程，這些進程稱為該應用的事務代理。根代理特權：?只有根代理才能發出全局有效的事務開始、提交和撤銷原語。?只有根代理才能請求建立新的事務代理。?各站點上的子事務都執行成功，根代理才能決定提交該事務，否則根代理將決定撤銷該事務。2、 兩階段提交協議如何劃分及每階段任務EPC把書務的提交過程分為兩個階段；第一階段是表決階段，目的是形展一個共同的決定。開始時，協調者在它的日志申寫入一條開始提交的記錄，再給所有參與者■炭送“準備（提交嚴消息，并進入等待狀窓亠當參與者收到“準備杯消恵后、它撿查是否能提交本他事務”如果能提交，參與者在日容中寫入一條就緒記錄*井緒協調者發送“建議據龍”消息，然后進入就緒狀態°否則.婁馬若寫入做銷記議"并給協調者發送“崖破撒銷打肖恵J如杲某個站點協出“建議撒銷”提議、由于撤銷決定其有否決權（即單方面撤銷），該站點可以忽路這

個事務』協調者收到所有參與者的回答后,它就做出是否提交事務的決定*只要有-個參與者投『反對栗0建議撇銷兒協調若就必須從整棘上擷銷空個事券.因此它寫入~條橄銷記錄，井繪所有參與者發送“全咼撤銷E消息.然后進入槪銷狀態g否則’它寫入提兗記錄+給所有參與者發送“全局提愛”消息-饕后進入提交狀態。第二階段是執行階段，目的是實撚這牛決定S很據協調者的措令*參與若或者提交笄務，或苦燉齋車務，并給協調者發送確認消息“此時，協調者在日志中寫入…芙事務結衷記錄并終止爭務*請注意協調者做岀關于事務的全周終止決定的方式。該決定受兩條規則支配?這兩衆規則合稱為全局提交規那.1） 只要至少有一牛參與老撤銷申等，協調者就勢須做出全局撤俏決定“2） .只有所有參與者都同惡提交鄭務?協調者才能做出金局提交決定.3、分布式數據庫的故障類型：介質故障（D盼質損壞}站點故障故障一通倍故障爭務故障（計篦溢出*完整性破壞.人工干預J/Of§>網絡分割故障f撮文錯報文竟序由刑絡第統檢和和處理站點故障故障一通倍故障爭務故障（計篦溢出*完整性破壞.人工干預J/Of§>網絡分割故障f撮文錯報文竟序由刑絡第統檢和和處理報文故障警鷲儼答丟失［規定時間內長時間延遲 耒接到應答第五章分布式數據庫的并發控制1、 串行調度：（P133）設有一組事務T={T1,T2,T3?Tn},如果事務Ti的所有操作都先于Tj的操作，記為Ti<Tj。若有一個調度S,其每個事物的執行均有Ti<Tj對所有的i不等于j,記為S={?<Ti<Tj?}，則稱S為一個串行調度。2、 可串行調度：（P134）讓有沖突的操作串行執行，非沖突的操作并行執行。（詳細參照課本內容）4、看題P171習題5?2、習題5?35.2描述分布式事奔的叮車行化理論的一些宦義；事務、沖窒操作、幷岌調起、爭行調度、一致性調度、兩個調度罟價、可串行化調應，5+3在圖5*23中*（日）表示的是三個事備,每個事齊的read-irem和write-lttm操作.〔b）和&）莎別表示的是追三個事務的陽個調度E和F。使用優尢團割別詞度E和F是否為可串行化詢度？

慕務3(b)調度E時間rcad_tinic(X):WTitejime^X);read_time(ZXread_tinie(Y)r■writcjtimqYkre?idjiniie(Y);?rcad_time(XXwrite_time(Y),write_time(Z);r