分布式数据库 第四章 分布透明.doc

1、 1第四章 分布透明性的级别 所谓分布透明性级别就是应用程序与数据分布相关程度的一种度量，很类似于集中式数据库中的数据独立性，数据分布透明性分为四个级别。首先通过例子考虑什么是分段及分段种类。4.1 数据分段及分段种类设有如下关系数据模型：S (学号 ,姓名,年令 ,性别,系号，奖学金, 班长学号，民族)D（系号，系名，系主任）C(课号,课名,学时,任课教师)SC(学号, 课号,成绩) （1） 水平分段-通过选择运算实现（2） 例：把表 S 分为 2 个段，男、女各一段选择的条件称为限定语，用 q 表示S1=SL 性别=男 SS2=SL 性别= 女 S（2） 垂直分段-通过投影运算实现例：根据

2、学习与生活的不同用途把 S 按属性分为 2 个段。S3=PJ 学号，姓名，系名，班长学号 SS4=PJ 学号，性别，奖学金，民族 S注意：学号必须重复,用于结合还原（3） 导出式水平分段-通过半结合运算实现例：把成绩表 SC 按男、女分为 2 个段SC1=SC NSJ S1 (男)SC2=SC NSJ S2 (女)（4） 混合式分段（含水平和垂直）例：把 S 分成 4 段，男、女及学习与生活信息分开S11=PJ 学号，姓名，系别，班长学号 SL 性别=男 SS12=PJ 学号，姓名，系别，班长学号 SL 性别=女 SS21=PJ 学号，性别,奖学金，民族 SL 性别=男 SS22=PJ 学号，

3、性别,奖学金，民族 SL 性别=女 S 4.2 分段原则与分段透明性级别分段原则：（1）数据完整性（不丢数据） ，任一数据必属某段。（2）可重构性水平分段、或导出水平分段用合并运算重构，垂直分段用结合运算重构混合分段用合并和结合运算重构2（3）不相交性水平分段、或导出水平分段均为划分，即任意一个元组只属某一个段分段透明性级别：(1) 分段透明应用程序与段无关（与集中数据库相同）(2) 位置透明应用程序与段有关，但与段所在位置无关(3) 本地映射透明应用程序与段及段所在位置都有关，但与本地的 DBMS 无关(4) 无透明性应用程序与段、段的位置、本地 DBMS 都有关4.3 只读应用的分布透明性

4、(1) 最简单的读应用（单表读）例子:设有全局据库模型：EMP(EMPNUM,NAME,SAL,TAX,MGRNUM,DEPTNUM)DEPT(DEPTNUM, NAME, AREA, MGRNUM)SUPPLIER(SNUM, NAME, CITY)SUPPLY(SNUM, PNUM, DEPTNUM, QUAN)分段模式：EMP1=SLDEPTNUM20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)EMP4=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAX(EMP)DEPT1=SLDEPTNUM20(DEPT)SUPPLIER1=SLCITY=SF(SUPPLIER)SUPP

5、LIER2=SLCITY=LA(SUPPLIER)SUPPLY1=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER2也可写成：SUPPLY1=SUPPLY NSJ SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY NSJ SUPPLIER2例子：Q 1：任意给一个供应商号，求供应商名。（1）系统具有分段透明性Read(terminal，$SNUM)；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIERwhere SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME)；3站点 1DD

6、BMS 站点 2站点 3 （a） 分段透明性（级别 1）查询 Q1：任意给一个供应商号，求供应商名。（2）系统具有位置透明性：Read(terminal，$SNUM)；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER1where SNUM = $SNUM；if not # FOUND thenselect NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);站点 1DDBMS 站点 2或 站点 3（b）位置透明性（级别 2）（3）系统具有本地映射透明性：Read(terminal，$

7、SNUM)；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER1 AT SITE1where SNUM = $SNUM；if not # FOUND thenselect NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2 AT SITE3where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);站点 1DDBNSSUPPLIER1SUPPLIER2SUPPLIER2DDBNSSUPPLIER1SUPPLIER2SUPPLIER2DDBNSSUPPLIER14DDBMS 站点 2站点 3 （b）本地映射透明性（级别 3）图 4.1 分布透明

8、性不同级别下的只读应用 SUPINQUIRY（4）无透明性（2）较复杂的读应用（多表读）查询 Q2：任意给一个零件号，求供应商名。设分配模式为：SUPPLIER1 为站点 1 SUPPLY1 为站点 3SUPPLIER2 为站点 2 SUPPLY2 为站点 4（1）系统具有分段透明性Read(terminal，$PNUM) ；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER，SUPPLYwhere SUPPLIER . SNUM = SUPPLY.SNUMand SUPPLY.PNUM=$PNUM;Write(terminal, $NAME);（a） 分段透明性（级别 1

9、）查询 Q2：任意给一个零件号，求供应商名。设分配模式为：SUPPLIER1 为站点 1 SUPPLY1 为站点 3SUPPLIER2 为站点 2 SUPPLY2 为站点 4（2）系统具有位置透明性Read(terminal，$PNUM)；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER1，SUPPLY 1where SUPPLIER1 . SNUM = SUPPLY1.SNUM；and SUPPLY1.PNUM=$PNUM;if not # FOUND thenselect NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2，SUPPLY 2where SUPP

10、LIER2 . SNUM = SUPPLY2.SNUM；and SUPPLY2.PNUM=$PNUM;Write(terminal, $NAME);（b） 位置透明性（级别 2）思考：SUPPLIER 与 SUPPLY 都有更多的段？SUPPLIER1 与 SUPPLY2 或SUPPLIER1 与 SUPPLY2 的结合不为空呢？查询 Q2：任意给一个零件号，求供应商名。并设分配模式为：SUPPLIER 1 为站点 1 SUPPLY1 为站点 3SUPPLIER2SUPPLIER25SUPPLIER2 为站点 2 SUPPLY2 为站点 4（3）系统具有本地映射透明性Read(terminal

11、，$PNUM)；select SNUM into $SNUMfrom SUPPLY1 at site3where PNUM = $PNUM;if # FOUND thenbegin send $SNUM from site3 to site1；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER1 at site1 （程序员很聪明）where SNUM = $SNUMendelse beginselect SNUM into $SNUMfrom SUPPLIER2 at site4where PNUM = $PNUM；send $SNUM from site4 to site

12、2；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2 at site2where SNUM = $SNUMendWrite(terminal, $NAME);（b） 本地映射透明性（级别 3）图 4.2 分布透明性不同级别下的只读应用 SUPOFPART4.4 更新应用的分布透明性设有全局数据模型：S(学号 ,姓名,年令,性别,系号，奖学金,班长学号，民族)C(课号,课名,学时,任课教师)SC(学号, 课号,成绩 ) D(系号，系名，系主任)分段与分配模式为：S1=SL 系号=2 S 站点 1S2=SL 系号=5 S 站点 2S3=SL 系号2 AND 系号5 S 站点

13、 3SC1 = SC NSJ S1 站点 1SC2 = SC NSJ S2 站点 2SC3 = SC NSJ S3 站点 3模式 C 与 D 不分段，且重复地存放在 2 个站点上。请完成：（1）把 100 号学生的奖学金增加 50 元。（2）把 6 号与 2 号系学生的奖学金都加 50 元。6（3）分别写出在前 3 级透明性下的学号为 100 的学生由 2 号系调入 5 号系的程序。Q3： 100 号雇员从 3 号部门调至 15 号部门。Select MGRNUM into $MGRNUMFrom DEPTWhere DEPTNUM = 15;Update EMPSet DEPTNUM = 1

14、5, MGRNUM=$MGRNUMWhere EMPNUM = 100（a） 分段透明性（级别 1）Select NAME，SAL，TAX into $NAME，$SAL，$TAXFrom EMP1 Where EMPNUM = 100 ；Select MGRNUM into $MGRNUMFrom EMP2Where EMPNUM = 15 ；Insert into EMP3（EMPNUM ，SAL，TAX，DEPTNUM） ；（100，$name ， 15 ） ；Insert into EMP4（EMPNUM ，SAL，TAX，MGRNUM） ；（100，$SAL，$TAX ，$MGRNU

15、M） ；Delete EMP1 where EMPNUM = 100;Delete EMP2 where EMPNUM = 100;（b） 位置透明性（级别 2）Select NAME，SAL，TAX into $NAME，$SAL，$TAXFrom EMP1 at site 1Where EMPNUM = 100 ；Select MGRNUM into $MGRNUMFrom EMP2 at site 2Where EMPNUM = 15 ；Insert into EMP3（EMPNUM ，NAME，DEPTNUM） ；At site 3:（100，$name，15 ） ；Insert in

16、to EMP3（EMPNUM ，NAME，MGRNUM） ；At site 7:（100，$NAME ，15 ） ；Insert into EMP4（EMPNUM ，SAL，TAX，MGRNUM） ；At site 4:（100，$SAL，$TAX，$MGRNUM ， ） ；Insert into EMP4（EMPNUM ，SAL，TAX，MGRNUM） ；At site 8:（100，$SAL，$TAX，$MGRNUM ， ） ；Delete EMP1 at site 1 where EMPNUM =100;Delete EMP1 at site 5 where EMPNUM =100;Delete EMP2 at site 2 where EMPNUM =100;Delete EMP2 at site 6 where EMPNUM =100;（C） 本地映射透明性（级别 3）图 4.2 不同级别分布透明性下的更新应用。