思维导图
14.1 分布式数据库
1.基本概念
○ 正常运行策略
■ 系统组成图
■ 定义
● 满足下面条件的数据库系统被称为完全分布式数据库系统: (1)分布性:即数据存储在多个不同的节点上。 (2)逻辑相关性:即数据库系统内的数据在逻辑上具有相互关联的特性。 (3)场地透明性:即使用分布式数据库中的数据时不需指明数据所在的位置。 (4)场地自治性:即每一个单独的节点能够执行局部的应用请求。
○ 特点
■ 数据的集中控制性
■ 数据独立性
■ 数据冗余可控性
■ 场地自治性
■ 存取的有效性
2.体系结构
○ 模式结构
■ 结构模式图
■ 四层模式
● 全局外层
● 全局概念层
● 局部概念层
● 局部内层
○ 数据分布
■ 集中式
■ 分割式
■ 复制式
■ 混合式
○ 数据分片
■ 方法
● 水平分片
● 垂直分片
● 水平和垂直结合的分片
■ 遵守规则
● 完备性条件
● 可重构条件
● 不相交条件
○ 分布透明性
■ 分片透明性
■ 分配透明性
■ 局部数据模型透明性
○ 分布式数据库管理系统
■ 分类
● 综合型
● 联合型
■ 遵循的12条准则，满足则称为完全的分布式管理系统
● (1)本地自治性; (2)不依赖于中心站点; (3)可连续操作性; (4)位置透明性和独立性; (5)数据分片独立性; (6)数据复制独立性; (7)分布式查询处理; (8)分布式事务管理; (9)硬件独立性; (10)操作系统独立性; (11)网络独立性; (12) DBMS独立性。
■ 组成
● (1)LDBMS，局部场地上的数据库管理系统，其功能是建立和管理局部数据库， 提供场地自治能力，执行局部应用及全局查询的子查询。
● (2)GDBMS,全局数据库管理系统，主要功能是提供分布透明性，协调全局事务的执行， 协调各局部数据库管理系统以完成全局应用，保证数据库的全局一致性，执行并发控 制，实现更新同步，提供全局恢复功能等。
● (3)全局数据字典(Global Data Directory, GDD)
● (4)通信管理( Communication Management, CM )
● 结构图
3.分布式查询处理和优化
○ 针对查询执行代价的优化
○ 针对查询响应时间的优化
4.分布事务管理
○ 分布式事务
■ 可以把一个分布式事务看成是由若干个不同站点上的子事务组成
○ 分布式事务的特性
■ 原子性
■ 可串行性或一致性
■ 隔离性
■ 持久性
■ 与传统事务的区别特性
● 执行特性
● 操作特性
● 控制报文
○ 分布式数据库故障
■ 介质故障
■ 系统故障
■ 事务故障
■ 网络分割故障
■ 报文故障
■ 故障分类图
○ 分布式数据库的恢复原则
■ 孤立和逐步退出事务的原则
■ 成功结束事务原则
■ 夭折事务原则
○ 两阶段提交协议
■ 表决阶段
■ 执行阶段
■ 活动图
○ 两阶段提交协议对故障的恢复
■ 场地故障
■ 报文丢失故障
■ 网络分割故障
○ 三阶段提交协议
■ 3PC协议的提交过程为: 第一阶段，协调者向所有的参与者发“准备提交”报文，由每个参与者据自己的情况进行 投票，只有所有的参与者回答“建议提交”才进入第二阶段。 第二阶段，协调者向所有的参与者发“全局预提交”报文，参与者收到该报文后若已经准 备好提交，则回答“准备就绪”报文，否则进行撤销处理。 第三阶段，协调者收到所有的参与者“准备就绪”回答后，就向所有的参与者发“全局提 交”报文，此时每个参与者都知道其他的参与者赞成提交，因此它可以收到“全局提交”报文 后进行提交。
■ 3PC可以避免阻塞是基于一定的故障模型的，如果发生了网路分割故障，采用3PC协议同 样存在问题，没有一种协议能够解决所有的故障，3PC协议仅仅是降低了阻塞发生的可能性, 但不是完全的非阻塞协议。
○ 三阶段提交协议对故障的恢复
5.新型分布式海量数据库
○ BigTable
14.2 Web 与数据库
1.Web概述
○ Web数据库
■ 也叫网络数据库。一个Web数据库就是用户利用浏览器作为输入接口,输入所需要的数据,浏览器将这些数 据传送给网站，由网站对这些数据进行处理。
○ WWW网络环境下的Web数据库
■ 当前比较流行的Web数据库：SQL Server、Oracle、MySQL
2.Web服务器脚本程序与服务器接口
○ 连接方案
■ 服务器端
● 实现技术有CGI、SAPI、ASP、PHP、JSP等
■ 客户端
● 实现技术有JDBC (Java Database Connectivity)、DHTML (Dynamic HTML)等
○ 连接数据库常用方法
■ ODBC
■ DAO
■ RDO
■ ADO
3.CGI的应用
4.ASP的应用
5.Servlet和JSP的应用
14.3 XML 与数据库
1.什么是 XML
○ XML ( Extensible Markup Language)，意为可扩展的标记语言。XML是一套定义语义标 记的规则，这些标记将文档分成许多部件并对这些部件加以标识。它也是元标记语言，即定义 了用于定义其他与特定领域有关的、语义的、结构化的标记语言的句法语言。
XML文件存储面临的问题
○ 大小
○ 并发性
○ 工具选择
○ 版本
○ 安全
○ 综合性：集中和重复
2.XML 与数据库的数据转换
○ 表格模型
○ 特定数据对象模型
14.4面向对象数据库
1.面向对象数据库系统的特征
○ 面向对象数据库系统应该具有表达和管理对象的能力
○ 面向对象数据库系统中的对象可以具有任意复杂度的对象结构
○ 面向对象数据库系统必须具有与面向对象编程语言交互的接口
○ 面向对象数据库应具有表达和管理数据库变化的能力
2.面向对象数据模型
○ 对象结构
○ 对象类
○ 继承和多重继承
○ 对象标识
○ 对象嵌套
3.面向对象数据库语言
○ 具备的功能
■ 类的定义和操纵
■ 操作/方法的定义
■ 对象的操纵
4.对象关系数据库系统
○ 嵌套关系
○ 复杂类型
○ 继承、引用类型
○ 与复杂类型有关的查询
○ 函数与过程
○ 面向对象与对象关系
14.5大数据与数据库
1.大数据之数据仓库的设计
○ 粒度划分
○ 数据分割
2.数据转移技术
○ 简单转移
○ 清洗
○ 集成
○ 聚集和概括
3.数据仓库的主要应用场景-联机分析处理(OLAP)
○ 基本概念
■ 变量
■ 维
■ 维的层次
■ 维成员
■ 多维数组
■ 数据单元
4.数据库主要应用场景-联机事务处理(OLTP)
○ OLAP和PLTP对比
14.6 NewSQL 数据库
1.NewSQL数据库的发展
○ 新架构
○ SQL 引擎
○ 数据分片
2.TiDB 的介绍
○ TiDB集群架构
