同構型系統

同構型系統

同構型(也稱均質型)系統是指系統中每個結點上的資料庫類型都相同,即它們支持相同的數據模型、訪問方法、最佳化策略、並發控制算法,以及相同的命令語言和查詢語言等。通常同構型各結點的數據模型和全局數據模型是相同的。

定義

分散式資料庫管理系統按局部DBMS的類型分類,可分為二類:同構型系統和異構型系統。

同構型(也稱均質型)系統是指系統中每個結點上的資料庫類型都相同,即它們支持相同的數據模型、訪問方法、最佳化策略、並發控制算法,以及相同的命令語言和查詢語言等。通常同構型各結點的數據模型和全局數據模型是相同的。

如果在同構型系統中,各結點使用相同的計算機和作業系統,則稱為完全均質型DDBMS,不過,在分散式系統中硬體和作業系統的不同可以由通信軟體協調管理。因此,區別是否為同構型分散式資料庫的重要標誌是局部資料庫管理系統的類型。

異構型系統

異構型(也稱異質型)系統是指系統中每個結點上可以有不同類型的資料庫系統。它們可以是層次、網狀和關係型的數據模型,也可以是同一數據模型(OH關係模型)但不同廠商提供的資料庫產品(OH SQL Server、Oracle等),這樣在異構型系統中,應提出對不同數據模型、訪問方法、最佳化策略、並發控制算法以及查詢語言的支持。

異構型分散式資料庫系統的設計和實現比同構型系統複雜。它要解決不同的資料庫系統之間的數據模型、事務管理協定、查詢語言等的轉換問題。這種轉換叫做“同種化”,是研製異構型分散式資料庫的關鍵問題。同種化工作是尋找某種合適的公共數據模型,常選用一種叫做規範的中間數據模型和中間語言。將不同型的資料庫的數據模型和查詢語言先轉換成中間規範的形式,然後完成它們之間的轉換,而不採用各結點之間的一對一轉換方式,以減少轉換次數。

分散式資料庫系統

分散式資料庫管理系統的主要組成如下:

(1)LDBMS(Local DBMS),局部站點上的資料庫管理系統,其功能是建立和管理局部資料庫,提供站點自治能力,執行局部套用及全局查詢的子查詢。在同構並同質時,模式和操作都不需要轉換,可直接執行操作,所以其功能被弱化。

(2)GDBMS(Global DBMS),全局資料庫管理系統,主要功能是提供分布透明性,協調全局事務的執行,協調各局部DBMS以完成全局套用,保證資料庫的全局一致性。執行並發控制,實現更新同步,提供全局恢復功能等。

(3)全局數據字典(Global Data Directory,GDD),存放全局概念模式、分片模式、分布模式的定義以及各模式之間映像的定義,存放有關用戶存取許可權的定義,以保證用戶的合法許可權和資料庫的安全性,存放數據完整性約束條件的定義,其功能與集中式資料庫的數據字典類似。

(4)通信管理(Communication Management,CM),通信管理系統在分散式資料庫各站點之間傳送訊息和數據,對不同的通信網路都遵循一組網路協定,以保證站點之間完成通信服務。

與傳統的系統相比較,分散式資料庫管理系統有很多優點:

(1)局部自治

分散式資料庫系統適合部門分布的組織機構.它能使一個單位內的各個部門按自己的需要制定不同的使用信息的策略,對自己的數據實行局部控制。

(2)高效率

分散式資料庫中的數據可以存放在靠近用戶的常用地點.這樣既減少了回響時間,也減少了通信代價。實際上數據存儲在本地,勿需網路通信開銷。

(3)提高資源利用率

當一個組織需要利用已有的幾個資料庫開發全局套用時,可以將局部資料庫聯合起來,建立分散式資料庫.這比重建一個集中式資料庫系統經濟實用。既充分利用了已有資源,又滿足了不同用戶的需要。

(4)結構靈活,易於擴充

當增加新的套用(如增加一·個新的部門)需要擴充系統處理能力時,可以在分散式資料庫系統中增加一個新的結點,它不影響現有系統的結構和系統的正常運行。這比在原有系統中擴大套用規模靈活、方便。後者的擴充會受到結點計算機存儲容量、處理能力等的限制。

套用

並行處理機

並行處理機按照處理機結構的關係可以分為同構型多處理機和異構型多處理機。同構型多處理機由多個同類型、至少具有同等功能的處理機組成,同時處理同一作業中能並行執行的多個任務。同構型處理機的任務能在多個處理器之間隨機地進行調度。

同構型系統設計成本低,利於通用化;但是隨著處理機系統規模的日益擴大,不得不把部分輔助性功能分散給一些較小的專用處理器去完成,以進行功能的專用化,這樣就產生了異構型多處理機系統。

異構型多處理機系統由多個不同類型,至少擔負不同功能的處理機組成,它們按照作業要求的順序,利用時間重疊原理,依次對它們的多個任務進行加工,各自完成規定的功能動作。

採用異構型多處理機系統便於最佳化配置,提高整個系統的工作效率,減少體積功耗,加強處理機間的耦合程度。

分散式系統

分散式系統是指由多個分散計算機經過網際網路構成的統一計算機系統,其中各個物理和邏輯資源部件既相互配合,又高度自治地在全系統範圍內實現資源管理和在動態基礎上實現任務分配,並且能並行地運行分散式程式。

分散式系統具有以下優點:可靠性、資源共享、增量式擴展能力、靈活性、快速回響能力、增強的計算能力、經濟性、與環境的匹配能力等。

分散式系統屬於多指令流多數據流系統,在這種結構中,針對獨立的數據組同時執行獨立的任務,即要求各處理機之間在執行任務時彼此同步,而且要恰當地分配任務。

按計算機模組的均勻性來劃分,分散式系統可分為由同型計算機構成的同構型系統以及由異型計算機構成的異構型系統。

分散式系統與資源共享的計算機網路在某些特徵上有著密切的聯繫,但又有本質的區別。資源共享的計算機網路在資源分布、互聯拓樸、通信協定等方面與分散式系統要解決的問題是相同的,但它對於全局管理、並行操作、自治控制等特性並無硬性要求。

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