分布式数据库 第四章 分布透明.doc

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’S
S2=SL性别=‘女‘S
（2） 垂直分段---通过投影运算实现
例：根据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S
S4=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‘S
S12=PJ学号，姓名，系别，班长学号SL性别=‘女‘S
S21=PJ学号，性别,奖学金，民族SL性别=‘男‘S
S22=PJ学号，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
（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
(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=SLDEPTNUM<=10PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)
EMP2=SL10<DEPTNUM<=20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)
EMP3=SLDEPTNUM>20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)
EMP4=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAX(EMP)
DEPT1=SLDEPTNUM<=10(DEPT)
DEPT2=SL10<DEPTNUM<=20(DEPT)
DEPT3=SLDEPTNUM>20(DEPT)
SUPPLIER1=SLCITY=’SF’(SUPPLIER)
SUPPLIER2=SLCITY=’LA’(SUPPLIER)
SUPPLY1=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER1
SUPPLY2=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER2
也可写成：
SUPPLY1=SUPPLY NSJ SUPPLIER1
SUPPLY2=SUPPLY NSJ SUPPLIER2
例子：Q1：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 $NAME
from SUPPLIER
where SNUM = $SNUM；
Write(terminal, $NAME)；

SUPPLIER1
DDBNS
站点1
SUPPLIER2
DDBMS 站点2
SUPPLIER2
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 $NAME
from SUPPLIER1
where SNUM = $SNUM；
if not # FOUND then
select NAME into $NAME
from SUPPLIER2
where SNUM = $SNUM；
Write(terminal, $NAME);

SUPPLIER1
DDBNS
站点1
SUPPLIER2
DDBMS 站点2
SUPPLIER2
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，$SNUM)；
select NAME into $NAME
from SUPPLIER1 AT SITE1
where SNUM = $SNUM；
if not # FOUND then
select NAME into $NAME
from SUPPLIER2 AT SITE3
where SNUM = $SNUM；
Write(terminal, $NAME);

SUPPLIER1
DDBNS
站点1
SUPPLIER2
DDBMS 站点2
SUPPLIER2
站点3

（b）本地映射透明性（级别3）
图4.1 分布透明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3
SUPPLIER2 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 $NAME
from SUPPLIER，SUPPLY
where SUPPLIER . SNUM = SUPPLY.SNUM
and SUPPLY.PNUM=$PNUM;
Write(terminal, $NAME);
（a） 分段透明性（级别1）
查询Q2：任意给一个零件号，求供应商名。
设分配模式为：
SUPPLIER1 为站点1 SUPPLY1 为站点3
SUPPLIER2 为站点2 SUPPLY2 为站点4
（2）系统具有位置透明性
Read(terminal，$PNUM)；
select NAME into $NAME
from SUPPLIER1，SUPPLY1
where SUPPLIER1 . SNUM = SUPPLY1.SNUM；
and SUPPLY1.PNUM=$PNUM;
if not # FOUND then
select NAME into $NAME
from SUPPLIER2，SUPPLY2
where SUPPLIER2 . SNUM = SUPPLY2.SNUM；
and SUPPLY2.PNUM=$PNUM;
Write(terminal, $NAME);
（b） 位置透明性（级别2）
思考：
SUPPLIER 与 SUPPLY 都有更多的段？
SUPPLIER1 与 SUPPLY2 或
SUPPLIER1 与 SUPPLY2 的结合不为空呢？
查询Q2：任意给一个零件号，求供应商名。并设分配模式为：SUPPLIER1 为站点1 SUPPLY1 为站点3
SUPPLIER2 为站点2 SUPPLY2 为站点4
（3）系统具有本地映射透明性
Read(terminal，$PNUM)；
select SNUM into $SNUM
from SUPPLY1 at site3
where PNUM = $PNUM;
if # FOUND then
begin
send $SNUM from site3 to site1；
select NAME into $NAME
from SUPPLIER1 at site1 （程序员很聪明）
where SNUM = $SNUM
end
else begin
select SNUM into $SNUM
from SUPPLIER2 at site4
where PNUM = $PNUM；
send $SNUM from site4 to site2；
select NAME into $NAME
from SUPPLIER2 at site2
where SNUM = $SNUM
end
Write(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 SUPOFPART
4.4 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1
S2=SL系号=’5’S 站点2
S3=SL系号¹’2’ AND 系号¹’5’S 站点3
SC1 = SC NSJ S1 站点1
SC2 = SC NSJ S2 站点2
SC3 = 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。
（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 $MGRNUM
From DEPT
Where DEPTNUM = 15;
Update EMP
Set DEPTNUM = 15, MGRNUM=$MGRNUM
Where EMPNUM = 100
（a） 分段透明性（级别1）
Select NAME，SAL，TAX into $NAME，$SAL，$TAX
From EMP1
Where EMPNUM = 100 ；
Select MGRNUM into $MGRNUM
From EMP2
Where EMPNUM = ‘15 ‘ ；
Insert into EMP3（EMPNUM，SAL，TAX，DEPTNUM）；
（100，$name，15 ）；
Insert into EMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGRNUM）；
（100，$SAL，$TAX ，$MGRNUM）；
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，$TAX
From EMP1 at site 1
Where EMPNUM = 100 ；
Select MGRNUM into $MGRNUM
From EMP2 at site 2
Where EMPNUM = ‘15 ‘ ；
Insert into EMP3（EMPNUM，NAME，DEPTNUM）；
At site 3:（100，$name，15 ）；
Insert into 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。
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