分佈式數據庫系統

一個分佈式數據庫在邏輯上是一個統一的整體，在物理上則是分別存儲在不同的物理節點上。一個應用程序通過網絡的連接可以訪問分佈在不同地理位置的數據庫。它的分佈性表現在數據庫中的數據不是存儲在同一場地。更確切地講，不存儲在同一計算機的存儲設備上。這就是與集中式數據庫的區別。從用户的角度看，一個分佈式數據庫系統在邏輯上和集中式數據庫系統一樣，用户可以在任何一個場地執行全局應用。就好像那些數據是存儲在同一台計算機上，有單個數據庫管理系統（DBMS）管理一樣，用户並沒有什麼感覺不一樣。

分佈式數據庫系統是在集中式數據庫系統的基礎上發展起來的，是計算機技術和網絡技術結合的產物。分佈式數據庫系統適合於單位分散的部門，允許各個部門將其常用的數據存儲在本地，實施就地存放本地使用，從而提高響應速度，降低通信費用。分佈式數據庫系統與集中式數據庫系統相比具有可擴展性，通過增加適當的數據冗餘，提高系統的可靠性。在集中式數據庫中，儘量減少冗餘度是系統目標之一．其原因是，冗餘數據浪費存儲空間，而且容易造成各副本之間的不一致性．而為了保證數據的一致性，系統要付出一定的維護代價．減少冗餘度的目標是用數據共享來達到的。而在分佈式數據庫中卻希望增加冗餘數據，在不同的場地存儲同一數據的多個副本，其原因是：①．提高系統的可靠性、可用性當某一場地出現故障時，系統可以對另一場地上的相同副本進行操作，不會因一處故障而造成整個系統的癱瘓。②．提高系統性能系統可以根據距離選擇離用户最近的數據副本進行操作，減少通信代價，改善整個系統的性能。

數據獨立性是數據庫方法追求的主要目標之一，分佈透明性指用户不必關心數據的邏輯分區，不必關心數據物理位置分佈的細節，也不必關心重複副本（冗餘數據）的一致性問題，同時也不必關心局部場地上數據庫支持哪種數據模型．分佈透明性的優點是很明顯的．有了分佈透明性，用户的應用程序書寫起來就如同數據沒有分佈一樣．當數據從一個場地移到另一個場地時不必改寫應用程序．當增加某些數據的重複副本時也不必改寫應用程序．數據分佈的信息由系統存儲在數據字典中．用户對非本地數據的訪問請求由系統根據數據字典予以解釋、轉換、傳送．

用户不用關心數據庫在網絡中各個節點的複製情況，被複制的數據的更新都由系統自動完成。在分佈式數據庫系統中，可以把一個場地的數據複製到其他場地存放，應用程序可以使用複製到本地的數據在本地完成分佈式操作，避免通過網絡傳輸數據，提高了系統的運行和查詢效率。但是對於複製數據的更新操作，就要涉及到對所有複製數據的更新。

在大多數網絡環境中，單個數據庫服務器最終會不滿足使用。如果服務器軟件支持透明的水平擴展，那麼就可以增加多個服務器來進一步分佈數據和分擔處理任務。

（1）具有靈活的體系結構。

（2）適應分佈式的管理和控制機構。

（3）經濟性能優越。

（4）系統的可靠性高、可用性好。

（5）局部應用的響應速度快。

（6）可擴展性好，易於集成現有系統。

（1）系統開銷大，主要花在通信部分。

（2）複雜的存取結構，原來在集中式系統中有效存取數據的技術，在分佈式系統中都不再適用。

（3）數據的安全性和保密性較難處理。

分佈式數據庫系統的目標，也就是研製分佈式數據庫系統的目的、動機，主要包括技術和組織兩方面的目標．

使用數據庫的單位在組織上常常是分佈的（如分為部門、科室、車間等等），在地理上也是分佈的．分佈式數據庫系統的結構符合部門分佈的組織結構，允許各個部門對自己常用的數據存儲在本地，在本地錄入、查詢、維護，實行局部控制．由於計算機資源靠近用户，因而可以降低通信代價，提高響應速度，使這些部門使用數據庫更方便更經濟。

改善系統的可靠性和可用性是分佈式數據庫的主要目標．將數據分佈於多個場地，並增加適當的冗餘度可以提供更好的可靠性．一些可靠性要求較高的系統，這一點尤其重要．因為一個地出了故障不會引起整個系統崩潰．因為故障場地的用户可以通過其它場地進入系統．而其它場地的用户可以由系統自動選擇存取路徑，避開故障場地，利用其它數據副本執行操作，不影響業務的正常運行．

提高現有集中式數據庫的利用率

當在一個大企業或大部門中已建成了若干個數據庫之後，為了利用相互的資源，為了開發全局應用，就要研製分佈式數據庫系統．這種情況可稱為自底向上的建立分佈式系統．這種方法雖然也要對各現存的局部數據庫系統做某些改動、重構，但比起把這些數據庫集中起來重建一個集中式數據庫，則無論從經濟上還是從組織上考慮，分佈式數據庫均是較好的選擇．

當一個單位規模擴大要增加新的部門（如銀行系統增加新的分行，工廠增加新的科室、車間）時，分佈式數據庫系統的結構為擴展系統的處理能力提供了較好的途徑：在分佈式數據庫系統中增加一個新的結點．這樣做比在集中式系統中擴大系統規模要方便、靈活、經濟得多。

在集中式系統中為了擴大規模常用的方法有兩種：一種是在開始設計時留有較大的餘地．這容易造成浪費，而且由於預測困難，設計結果仍可能不適應情況的變化．另一種方法是系統升級，這會影響現有應用的正常運行．並且當升級涉及不兼容的硬件或系統軟件有了重大修改而要相應地修改已開發的應用軟件時，升級的代價就十分昂貴而常常使得升級的方法不可行．分佈式數據庫系統能方便地把一個新的結點納入系統，不影響現有系統的結構和系統的正常運行，提供了逐漸擴展系統能力的較好途徑，有時甚至是唯一的途徑。 ^[1-2]