第四章 分布透明性.docx

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第四章分布透明性

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

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=SCNSJS1（男）

SC2=SCNSJS2（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

EMP3=SLDEPTNUM>20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM（EMP）

EMP4=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAX（EMP）

DEPT1=SLDEPTNUM<=10（DEPT）

DEPT2=SL10

DEPT3=SLDEPTNUM>20（DEPT）

SUPPLIER1=SLCITY=’SF’（SUPPLIER）

SUPPLIER2=SLCITY=’LA’（SUPPLIER）

SUPPLY1=SUPPLYSJSNUM=SNUMSUPPLIER1

SUPPLY2=SUPPLYSJSNUM=SNUMSUPPLIER2

也可写成：

SUPPLY1=SUPPLYNSJSUPPLIER1

SUPPLY2=SUPPLYNSJSUPPLIER2

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）；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER

whereSNUM=$SNUM；

Write（terminal,$NAME）；

站点1

DDBMS站点2

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）；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER1

whereSNUM=$SNUM；

ifnot#FOUNDthen

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER2

whereSNUM=$SNUM；

Write（terminal,$NAME）;

站点1

DDBMS站点2

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：

（加站点）

Read（terminal，$SNUM）；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER1ATSITE1

whereSNUM=$SNUM；

ifnot#FOUNDthen

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER2ATSITE3

whereSNUM=$SNUM；

Write（terminal,$NAME）;

站点1

DDBMS站点2

站点3

（c）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1SUPPLY1为站点3

SUPPLIER2为站点2SUPPLY2为站点4

（1）系统具有分段透明性

Read（terminal，$PNUM）；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER，SUPPLY

whereSUPPLIER.SNUM=SUPPLY.SNUM

andSUPPLY.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1SUPPLY1为站点3

SUPPLIER2为站点2SUPPLY2为站点4

（2）系统具有位置透明性

Read（terminal，$PNUM）；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER1，SUPPLY1

whereSUPPLIER1.SNUM=SUPPLY1.SNUM；

andSUPPLY1.PNUM=$PNUM;

ifnot#FOUNDthen

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER2，SUPPLY2

whereSUPPLIER2.SNUM=SUPPLY2.SNUM；

andSUPPLY2.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1SUPPLY1为站点3

SUPPLIER2为站点2SUPPLY2为站点4

（3）系统具有本地映射透明性

Read（terminal，$PNUM）；

selectSNUMinto$SNUM

fromSUPPLY1atsite3

wherePNUM=$PNUM;

if#FOUNDthen

begin

send$SNUMfromsite3tosite1；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER1atsite1（程序员很聪明）

whereSNUM=$SNUM

end

else

begin

selectSNUMinto$SNUM

fromSUPPLIER2atsite4

wherePNUM=$PNUM；

send$SNUMfromsite4tosite2；

selectNAMEinto$NAME

fromSUPPLIER2atsite2

whereSNUM=$SNUM

end

Write（terminal,$NAME）;

（d）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,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’2’AND系号’5’S站点3

SC1=SCNSJS1站点1

SC2=SCNSJS2站点2

SC3=SCNSJS3站点3

模式C与D不分段，且重复地存放在2个站点上。

请分别在分段透明、位置透明、本地映射透明下完成：

（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）学号为100的学生由2号系调入5号系的程序。

的程序。

分段透明：

UPDATES

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=’100’；

位置透明：

SELECT*FROMS1WHERE学号=’100’；

IF#FOUNDTHEN

UPDATES1

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=’100’；

ELSE

BEGIN

SELECT*FROMS2WHERE学号=’100’；

IF#FOUNDTHEN

UPDATES2

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=’100’；

ELSE

UPDATES3

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=’100’；

END；

本地映射透明：

SELECT*FROMS1ATSITE1WHERE学号=’100’；

IF#FOUNDTHEN

UPDATES1ATSITE1

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=’100’；

ELSE

BEGIN

SELECT*FROMS2ATSITE2WHERE学号=’100’；

IF#FOUNDTHEN

UPDATES2ATSITE2

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=‘100‘；

ELSE

UPDATES3ATSITE3

SET奖学金=奖学金+50

WHERE学号=‘100‘；

END；

（2）把6号与2号系学生的奖学金都加50元。

分段透明：

UPDATES

SET奖学金=奖学金+50

WHERE系号=‘2‘OR系号=‘6‘；

位置透明：

UPDATES2

SET奖学金=奖学金+50；

UPDATES3

SET奖学金=奖学金+50

WHERE系号=‘6‘；

本地映射透明：

UPDATES2ATSITE2

SET奖学金=奖学金+50；

UPDATES3ATSITE3

SET奖学金=奖学金+50

WHERE系号=‘6‘；

（3）学号为100的学生由2号系调入5号系的程序。

分段透明：

UPDATES

SET系号=’5’

WHERE学号=’100’；

位置透明：

SELECT姓名,年令,性别,奖学金,班长学号，民族INTO

＄姓名，＄年令，＄性别,＄奖学金,＄民族

FROMS1

WHERE学号=’100’；

SELECT学号,课号,成绩INTO＄SC（学号,课号,成绩）

FROMSC1

WHERE学号=’100’；

DELETESC1WHERE学号=’100’；（先删SC1，因为学号在该表中为外键）

DELETES1WHERE学号=’100’；（再删S1）

INSERTINTOS2（‘100‘，＄姓名，＄年令，＄性别,

＄奖学金,＄民族）

INSERTINTOSC2ASSELECT*FROM＄SC

本地映射透明：

SELECT姓名,年令,性别,奖学金,班长学号，民族INTO

＄姓名，＄年令，＄性别,＄奖学金,＄民族

FROMS1ATSITE1

WHERE学号=’100’；

SELECT学号,课号,成绩INTO＄SC（学号,课号,成绩）

FROMSC1ATSITE1

WHERE学号=’100’；

DELETESC1ATSITE1WHERE学号=’100’；

DELETES1ATSITE1WHERE学号=’100’；

INSERTINTOS2ATSITE2（‘100‘，＄姓名，＄年令，＄性别,＄奖学金,＄民族）

INSERTINTOSC2ATSITE2ASSELECT*FROM＄SC

设EMP有如下分段：

EMP1=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAXSLDEPTNUM<=10（EMP）

EMP2=PJEMPNUM,MGRNUM,DEPTNUMSLDEPTNUM<=10（EMP）

EMP3=PJEMPNUM,NAME,DEPTNUMSLDEPTNUM>10（EMP）

EMP4=PJEMPNUM,SAL,TAXMGRNUMSLDEPTNUM>10（EMP）

Q3100号雇员从3号部门调至15号部门。

分段透明：

（注意：

部门变了部门经理号也得变）

SELECTMGRNUMINTO$MGRNUM

FROMDEPT

WHEREDEPTNUM=15;

UPDATEEMP

SETDEPTNUM=15,MGRNUM=$MGRNUM

WHEREEMPNUM=100；

（a）分段透明性（级别1）

位置透明：

SELECTNAME，SAL，TAXINTO$NAME，$SAL，$TAX

FROMEMP1

WHEREEMPNUM=100；

SELECTMGRNUMINTO$MGRNUM

FROMDEPT2

WHEREDEPTNUM=15；

DELETEEMP1WHEREEMPNUM=100;

DELETEEMP2WHEREEMPNUM=100;

INSERTINTOEMP3（EMPNUM，SAL，TAX，DEPTNUM）；

（100，$NAME，15）；

INSERTINTOEMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGRNUM）；

（100，$SAL，$TAX，$MGRNUM）；

（b）位置透明性（级别2）

本地映射透明：

SELECTNAME，SAL，TAXINTO$NAME，$SAL，$TAX

FROMEMP1ATSITE1

WHEREEMPNUM=100；

SELECTMGRNUMINTO$MGRNUM

FROMDEPT2ATSITE2

WHEREEMPNUM=15‘；

DELETEEMP1ATSITE1WHEREEMPNUM=100;

DELETEEMP1ATSITE5WHEREEMPNUM=100;

DELETEEMP2ATSITE2WHEREEMPNUM=100;

DELETEEMP2ATSITE6WHEREEMPNUM=100;

INSERTINTOEMP3（EMPNUM，NAME，DEPTNUM）；

ATSITE3:

（100，$NAME，15）；

INSERTINTOEMP3（EMPNUM，NAME，MGRNUM）；

ATSITE7:

（100，$NAME，15）；

INSERTINTOEMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGRNUM）；

ATSITE4:

（100，$SAL，$TAX，$MGRNUM）；

INSERTINTOEMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGRNUM）；

ATSITE8:

（100，$SAL，$TAX，$MGRNUM）；

（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。