完整)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)(完整)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對(duì)文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對(duì)，但是難免會(huì)有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來(lái)便利同時(shí)也真誠(chéng)的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動(dòng)力本文可編輯可修改，如果覺得對(duì)您有幫助請(qǐng)收藏以便隨時(shí)查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績(jī)進(jìn)步，以下為(完整)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的全部?jī)?nèi)容山西大學(xué)研究生學(xué)位課程論文（2014 —--— 2015 學(xué)年 第 2 學(xué)期)學(xué)院（中心、所）： 計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 名 稱： 計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù) 課 程 名 稱： 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 論 文 題 目：分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)授課 教師（職稱）: 曹峰（) 研 究 生 姓 名: 劉杰飛 年 級(jí)： 2014級(jí) 學(xué) 號(hào)： 201422403003 成 績(jī): 評(píng) 閱 日 期: 山西大學(xué)研究生學(xué)院2015年 6 月 17日分布式數(shù)據(jù)庫(kù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)摘要 隨著大數(shù)據(jù)、云時(shí)代的到來(lái)，數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用需求的拓展和計(jì)算機(jī)硬件環(huán)境的變化,特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，衛(wèi)星通信、蜂窩通信、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)和激增的Intranet及Internet得到了廣泛應(yīng)用,使分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

為了符合當(dāng)今信息系統(tǒng)的應(yīng)用需求和企業(yè)組織的管理思想和管理模式分布式數(shù)據(jù)庫(kù)提供了解決整個(gè)信息資產(chǎn)被分裂所成的信息孤島，為孤島聯(lián)系在一起提供橋梁.本文主要介紹分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的研究現(xiàn)狀，存在的一些問題以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)關(guān)鍵詞 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)；發(fā)展趨勢(shì)；現(xiàn)狀及問題1. 引言隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和消費(fèi)結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了重大變化，這些變化深刻地影響著人民生活的方方面面尤其是近十年來(lái)人們對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性越來(lái)越強(qiáng)，同時(shí)也對(duì)計(jì)算機(jī)提出了更高的要求隨著數(shù)據(jù)庫(kù)在各個(gè)行業(yè)中的不斷發(fā)展,各行業(yè)也對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)提出了更高的要求，數(shù)據(jù)量也急劇增加，同時(shí)有關(guān)大數(shù)據(jù)分析的討論正在愈演愈烈.甚至出現(xiàn)了爆炸性增長(zhǎng)的趨勢(shì)，一方面是由于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)智能終端的普及發(fā)展，數(shù)據(jù)信息正以每年40%的速度增長(zhǎng)，造成數(shù)據(jù)量龐大；同時(shí),數(shù)據(jù)種類呈多樣性，文本、圖片、視頻等結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)共存；另一方面也要求實(shí)時(shí)交互性強(qiáng)；最重要的是大數(shù)據(jù)蘊(yùn)含了巨大的商業(yè)價(jià)值相應(yīng)的對(duì)于管理這些數(shù)據(jù)的復(fù)雜度也隨之增加同時(shí)各行業(yè)部門或企業(yè)所使用的軟硬件之間的差異，這給開發(fā)企業(yè)管理數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件帶來(lái)了巨大的工作量，如果能夠有效解決這個(gè)問題,即使用同一模塊管理操作不同的數(shù)據(jù)表格，對(duì)不同的數(shù)據(jù)表格進(jìn)行查詢、插入、刪除、修改等操作，也即對(duì)企業(yè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)即插即用的功能，那么就能大大地減少軟件開發(fā)的維護(hù)和更新費(fèi)用,縮短軟件的開發(fā)周期。

分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)，降低了企業(yè)開發(fā)的成本,提高了軟件使用的回報(bào)率當(dāng)今社會(huì)已進(jìn)入了信息時(shí)代，人們將越來(lái)越多的信息存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)上如何更有效地存儲(chǔ)、管理、共享和提取信息,越來(lái)越引起人們的關(guān)注集中式數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)不能滿足人們的需求，因此分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,并且得到迅速發(fā)展分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的出現(xiàn)，有效地利用企業(yè)現(xiàn)有資源和網(wǎng)絡(luò)資源.分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是一個(gè)面向地理上分布而在管理上需要不同程度集中的處理系統(tǒng)，主要解決在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上如何進(jìn)行數(shù)據(jù)的分布和處理由于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)可以廣泛地應(yīng)用于大企業(yè)，多種行業(yè)及軍事國(guó)防等領(lǐng)域，這對(duì)建立集約型社會(huì)，加快社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)，將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義.. 2. 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀2.1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)概述分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng) 就是由分布于多個(gè)計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)上的若干個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)組成,每個(gè)子數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)都是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，它們都擁有各自的數(shù)據(jù)庫(kù)、中央處理機(jī)、終端，以及各自的局部數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在使用上可視為一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫(kù) ,而實(shí)際上它是分布在地理分散的各個(gè)結(jié)點(diǎn)上當(dāng)然，分布在各個(gè)結(jié)點(diǎn)上的子數(shù)據(jù)庫(kù)在邏輯上是相關(guān)的. 簡(jiǎn)單的說(shuō)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是物理上分散而邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng).使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將地理位置分散而管理和控制又需要不同程度集中的多個(gè)邏輯單位（通常是集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng))連接起來(lái)，共同組成一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng).分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)建立在計(jì)算機(jī)通信機(jī)制上的網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，由于數(shù)據(jù)分布存儲(chǔ)在不同的站點(diǎn)上，一個(gè)事務(wù)所涉及的數(shù)據(jù)可能分布在多個(gè)不同的站點(diǎn)上，這種分布執(zhí)行的事務(wù)，系統(tǒng)既要有以一個(gè)優(yōu)化的分布查詢策略又要保證事務(wù)執(zhí)行的原則性、可串行性以及解決分布式事務(wù)管理和安全問題等等.雖然面臨如此大的挑戰(zhàn)，但是相比于集中式數(shù)據(jù)庫(kù)，分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)以下一些方面:（1） 現(xiàn)實(shí)世界中數(shù)據(jù)庫(kù)往往是分布存在于各個(gè)物理點(diǎn)的,比如銀行的若干支行，公司的子公司,對(duì)于每個(gè)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)通常只要描述本地的數(shù)據(jù),局部數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)源和大多數(shù)用戶一般駐留在本地，這就符合分布式的模型.（2） 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)增加了可靠性和可用性，這是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的最吸引人的優(yōu)點(diǎn)，可靠性是說(shuō)系統(tǒng)在特定時(shí)刻能達(dá)到的能力，可用性是說(shuō)在一定時(shí)間間隔內(nèi)系統(tǒng)能繼續(xù)工作的能力,當(dāng)數(shù)據(jù)和DBMS軟件分布在幾個(gè)不同的站點(diǎn)上時(shí)，當(dāng)有幾個(gè)站點(diǎn)出現(xiàn)故障，僅僅是出故障的站點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和軟件不能正常工作，而其他站點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)不受影響仍然能繼續(xù)工作，這就可以很好的改善系統(tǒng)的可用性和可靠性.如果數(shù)據(jù)和軟件能冗余地存放在多個(gè)站點(diǎn)，其改善的效果會(huì)更好，但此時(shí)會(huì)造成數(shù)據(jù)冗余，對(duì)系統(tǒng)造成大的負(fù)荷,同時(shí)維護(hù)成本也同時(shí)增加。

同時(shí)還可以獲得一定的容錯(cuò)能力，而在傳統(tǒng)的集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，單個(gè)站點(diǎn)的故障會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓3） 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)還提供局部自治的數(shù)據(jù)共享，各個(gè)站點(diǎn)的用戶總是希望擁有自己的數(shù)據(jù)并且管理自己的數(shù)據(jù)，同時(shí)又想共享其他場(chǎng)地上的有關(guān)數(shù)據(jù)，在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各個(gè)局部數(shù)據(jù)庫(kù)均有一定的自治權(quán)，這種基于局部自治的數(shù)據(jù)共享較好的滿足了用戶的需求4） 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)還改善了系統(tǒng)整體的性能，當(dāng)一個(gè)大型數(shù)據(jù)庫(kù)分布在多個(gè)站點(diǎn)上時(shí)，在每個(gè)站點(diǎn)上就是較小的數(shù)據(jù)庫(kù)，由于規(guī)模較小，在單個(gè)站點(diǎn)上的局部查詢和事務(wù)處理會(huì)有較好的性能對(duì)于事務(wù)執(zhí)行而言，可以調(diào)用多個(gè)場(chǎng)地上的數(shù)據(jù)，在不同場(chǎng)地上并行處理以減少相應(yīng)時(shí)間，同時(shí)大部分?jǐn)?shù)據(jù)可以就地訪問，減少了通信開銷，避免了集中式數(shù)據(jù)庫(kù)的瓶頸問題5） 在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中,用戶可以根據(jù)自己的需要增減節(jié)點(diǎn)，或?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行重新配置,靈活性好可以逐步擴(kuò)展處理能力和系統(tǒng)的規(guī)模，而不影響現(xiàn)有系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，有時(shí)候這也是系統(tǒng)擴(kuò)展的唯一途徑6） 另外還有其他優(yōu)點(diǎn)比如數(shù)據(jù)分布透明性、集中與自治相結(jié)合的控制機(jī)制，局部DBMS可以獨(dú)立地管理局部數(shù)據(jù)庫(kù),具有自治的功能同時(shí)，系統(tǒng)又設(shè)有集中控制機(jī)制，協(xié)調(diào)各局部DBMS的工作,執(zhí)行全局控制管理功能。

事物管理的分布性，也就是一個(gè)全局事物的執(zhí)行可分解為在若干個(gè)站點(diǎn)上子事物的執(zhí)行.同時(shí)提高系統(tǒng)效率,降低通信費(fèi)用，擁有較大的靈活性和可伸縮性,在經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)投資方面也有很大優(yōu)勢(shì)2分布式數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)展歷史世界第一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是由美國(guó)計(jì)算機(jī)公司（CCA)于1976年至1978年設(shè)計(jì),并于1979年在DEC-10和DEC-20計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的SSD-180年代,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)入成長(zhǎng)階段,90年代分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開始進(jìn)入商品化應(yīng)用階段.德國(guó)斯圖加特大學(xué)研制的POREL系統(tǒng)、美國(guó)IBM研制的System R、、美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研制的分布式INGRES、荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)研制的擴(kuò)展INGRES、法國(guó)研制的SIRIUS—DELTA還有國(guó)內(nèi)的上海科技大學(xué)與華東師范大學(xué)合作實(shí)現(xiàn)的C-POREL、武漢大學(xué)研制的WDDBS和WOODDBS、東北大學(xué)研制的DMU/FO系統(tǒng)都是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的杰出代表目前也提出了一些比較好的新型分布式數(shù)據(jù)庫(kù)處理架構(gòu)，如下圖其架構(gòu)包括分布式數(shù)據(jù)庫(kù)引擎和分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)兩個(gè)部分分布式數(shù)據(jù)庫(kù)引擎是系統(tǒng)核心，其負(fù)責(zé)SQL解析、優(yōu)化、路由 、分發(fā)、合并等操作，同時(shí)將底層的眾多存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)管理起來(lái)；分布式存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理及同步。

在實(shí)際應(yīng)用中可靈活構(gòu)建不同規(guī)模的數(shù)據(jù)庫(kù)集群，通過(guò)將業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分片到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)中，極大地降低了普通數(shù)據(jù)庫(kù)面對(duì)海量數(shù)據(jù)時(shí)的壓力；通過(guò)將用戶的SQL請(qǐng)求分發(fā)到各節(jié)點(diǎn)上執(zhí)行，充分利用各節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源,從而使PC服務(wù)器集群達(dá)到小型機(jī)、中大型機(jī)的性能3. 分布式數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)基本原理方法3.1分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 一個(gè)真正意義上的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)該看起來(lái)完全像一個(gè)非分布式系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和體系機(jī)構(gòu)圖如下： 圖2分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖3分布式數(shù)據(jù)庫(kù)體系結(jié)構(gòu)圖 集中式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)除了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的硬件和軟件（包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言及語(yǔ)言編譯程序、其他應(yīng)用程序)，主要成分有：數(shù)據(jù)庫(kù)（DB），數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）和數(shù)據(jù)庫(kù)管理員（DBA）分布式數(shù)據(jù)庫(kù)是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中各站點(diǎn)上數(shù)據(jù)庫(kù)的邏輯集合它對(duì)集中式操作系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)充與集中式數(shù)據(jù)庫(kù)一樣,分布式數(shù)據(jù)庫(kù)也是由兩部分組成：一部分是關(guān)于應(yīng)用所需要的數(shù)據(jù)的集合,稱為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù),它是分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的主體另一部分是關(guān)于數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義,以及全局?jǐn)?shù)據(jù)的分片、分布的描述、稱為描述數(shù)據(jù)庫(kù)，也稱數(shù)據(jù)字典、數(shù)據(jù)目錄或元數(shù)據(jù)。

32分布式數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)分片與分布從分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的定義中,我們知道，所謂的分布式簡(jiǎn)單的說(shuō),就是把一個(gè)整體分成多個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，所以對(duì)于分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)講,就是把一個(gè)大片數(shù)據(jù)分成多個(gè)獨(dú)立的小數(shù)據(jù)存放在網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)主機(jī)上，我們把這個(gè)過(guò)程就稱為數(shù)據(jù)分片在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中 , 對(duì)數(shù)據(jù)的分片有以下幾種方法:（1）水平分片所謂水平分片就是按一定的條件把全局關(guān)系的所有元組劃分成若干不相交的子集 , 每個(gè)子集為關(guān)系的一個(gè)片段,簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是按關(guān)鍵字的特征來(lái)劃分全局?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù).（2）垂直分片所謂垂直分片就是把一個(gè)全局關(guān)系的屬性集分成若干子集，并在這些子集上作投影運(yùn)算,每個(gè)投影稱為垂直分片在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)分片時(shí)，最好應(yīng)避免出現(xiàn)過(guò)多的重復(fù)字段，但這種重復(fù)又是必要的，因?yàn)樗鼈兡軌虮磉_(dá)記特征，使局部數(shù)據(jù)庫(kù)之間的記錄能一一對(duì)應(yīng)，這樣的字段要求其值相對(duì)固，不要隨意改動(dòng)3）混合分片在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用中，僅僅進(jìn)行單一的水平分片或垂直分片往往是不夠的,在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的時(shí)候，一般都同時(shí)用到這兩種方法,這就是混合分片的方法所謂混合分片，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是以上兩種方法的混合.可以先水平分片再垂直分片，或先垂直分片再水平分片，或其他形式，但他們的結(jié)果可能是不相同的.在對(duì)數(shù)據(jù)分片的過(guò)程中，并不是簡(jiǎn)單的水平,垂直分成多份就可以了，在分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)必須有符合一定的要求和規(guī)則。

比如：（1)完整性要求必須把全局關(guān)系的所有數(shù)據(jù)映射到片段中，決不允許有屬于全局關(guān)系的數(shù)據(jù)卻不屬于它的任何一個(gè)片段 2）可重構(gòu)要求必須保證能夠由同一個(gè)全局關(guān)系的各個(gè)片段來(lái)重建該全局關(guān)系對(duì)于水平分。