分布式计算机数据库系统设计与探究

张 敏,王艳丽,王振辉

（西安翻译学院，西安，710105）

分布式计算机数据库系统设计与探究

张 敏,王艳丽,王振辉

（西安翻译学院，西安，710105）

文章主要分析了分布式数据库设计的特点、方法与技术，综述了自顶向下和自底向上分布设计方法的理论和技术，主要论述了DATAID-D 自顶向下设计方法，并分析了分布式计算机数据库系统功能的实现。

分布式；数据库系统；技术方法

1 概述

1.1 分布式数据库系统的定义

分布式数据库是由一组分布在计算机网络中不同计算机上的数据组成的，该条件下的网络中各个结点可以实现独立处理功能，在网络通信子系统的作用下，便能够对全局应用进行操作。实际上，分布式数据库系统物理上的每个场地都是独立的数据库系统，它运行其局部DBMS，有其自身的数据库、一组终端、中央处理器，具有高度的自治性，可以执行局部的应用程序。

1.2 分布式数据库的特点

从逻辑上来看，分布式数据库的数据具有整体性特点，就好比是一个大的集中是数据库，而在物理上却在不同的场地分散。因此，在分布式系统中存在着两种概念，一是从系统角度出发进行研究的全局数据库概念，全局应用可以涉及两个或多个场地的数据库，二是从不同场地的角度出发研究的局部数据库概念，局部应用主要在某一具体场地的数据库。因此，我们可以将分布式数据库系统的特点总结为两点，一是数据在物理上的“分布性”，二是逻辑上的“整体性”。

2 分布式数据库系统的创建方法

本研究中主要指出两种分布式数据库系统的创建方法，一是自底向上分布设计方法，二是自顶向下分布设计方法，在实际的设计过程中，人们一般都是两种方法结合使用的。

（1）组合法：自底向上的创建方法，该方法在进行数据库设计时需要从头开始设计，如图1所示：

图1 自底向上分布创建方法

（2）重构法：自顶向下的创建方法，该方法需要聚集现存数据库。

该创建方法的在实际应用过程中需要注意以下三点问题：

一是该方法的实现步骤和内容：分布设计位于逻辑设计与物理设计之间，以一个全局的与站点无关的模式作为输入，以产生分布式数据库各站点的子模式为结果输出，包括数据的分片设计和片段的位置分配设计，其中，分片是把全局对象细分成许多不同逻辑片段的过程；分配即将不同的片段一个或多个站点进行映射的过程，数据分配最佳单位就是片段。

二是数据的分片设计：分片方法包括水平分片、垂直分片、混合分片三种，在分片过程中设计出的划分方案需要适合于全局数据。这种方案得到的片段作为分布式数据库中数据的分配和存储单位，既可以对应用具有最大可能的本地性，又可以使应用中的操作量减少，即使得各片段位于其使用最多的站点。

三是数据库片段的位置分配设计：其设计方法包括非冗余分配、所有得益站点法与附加复制法三种。

3 DATAID-D方法

DATAID-D方法是由意大利米兰工业大学提出的自顶向下设计分布式数据库的一个典型方法。DATAID-D方法下的分布式数据库设计主要包括9个步骤，其中，需求分析主要是分析用户的实际要求；概念设计主要是将需求分析得到的用户需求抽象为信息结构，即概念结构设计，如画E-R图；逻辑设计就是将E-R图转换为相应的数据模型相符合的逻辑结构，如关系模型；分布设计主要研究产生全局数据的分片模式和片段的位置分配模式，分配模式描述了分配在各站点上的数据情况；物理设计主要是确定数据库的物理结构，并对物理结构进行评价；分布要求分析主要是收集关于分布的信息，如水平分片的划分谓词、每一应用在各站点激活的频率等，输入用户对分布的要求和全局数据概念模型与操作模式，输出应用的频率表，实体的划分表和数据与应用的极化表。

4 系统功能的实现

4.1 系统功能的设计

在用户开始登录的过程中，系统会开始建立后台数据库连接，以用户的不同类型为具体依据打开其所需要的数据表，并对数据表中的数据执行读取命令。系统要求用户只有在通过系统安全认证的基础上才可以登录，若用户在登录过程中经验证为合法用户，那么用户姓名与其可以享有的功能会显示在系统主页面，系统会将其所读取的数据直接在Application或session 对象中进行存储，并传递到后面的页面。

4.2 系统的安全性设置

在本系统中，WEB服务器可安装session ID cookie配置带有用户特定会话信息的ASP应用程序，ASP通过session ID cookie实现对应用程序会话与访问过程中的WEB浏览器信息的跟踪,用户漫游整个应用程序的过程都可以通过session ID实现跟踪，我们可以将其理解为同一WEB浏览器中会不定时的出现cookie请求。从系统访问的安全性角度出发，为能够保障用户的访问安全，防止计算机黑客猜中session ID cookie并获得合法用户的访问权限，WEB服务器为每个session ID都随机生成一个号码，在用户WEB浏览器返回session ID cookie时，session ID和之前生成的号码将会被 WEB 服务器取出，并对其与服务器上生成的号码的一致性进行比对，如果两个号码是一样的，则不会禁止用户访问会话变量，反之，则会禁止。这样保障了计算机黑客几乎猜不到session ID 并获得用户会话变量。

5 结论

综上所述，在当今的计算机技术迅速发展的时代，对于分布式数据库系统的开发与研究还有待进一步的提升，其目前的优势主要表现在更适合分布式的管理与控制，具备灵活的体系结构，可以实现数据共享，系统经济、可靠性高，可用性与可扩充性好。

[1] 庞惠;翟正利.论分布式数据库[J].电脑知识与技术.2011-01

张敏，女，1980-，内蒙古赤峰市，讲师，主研方向：数据库与知识库、信息处理

王艳丽，女，1980-，山西省，讲师，主研方向：操作系统

王振辉，男，1974-，北京，高级工程师，主研方向：软件工程

Design and research of computer of distributed database system

Zhang Min，Wang Yanli，Wang Zhenhui
(Xi'an FanYi University,Xi'an,710105)

This article mainly analyzes the characteristics and technology,distributed database design method,theory and technical summary of top-down and bottom-up distribution design methods,mainly discusses the DATAID-D top-down design method,and analyzes the function realization of distributed database system of computer.

distributed;database system;technical method