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分布式数据库设计

时间:2020-03-11 15:29:57      阅读:103      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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DDB设计的两个问题

1)分段 – 分割关系成“段” ;逻辑上

2)分配 – 将段置放到站点 ;物理存储上

• 目标 – 优化响应时间/吞吐量/费用/…

 

分段元则

假若有全局关系R 被分段为子关系(片段)集合,

 

– 完整性,分片之后,不能丢失元素

– 不相交性,每一个元素只能分配到唯一的一个分段

– 重构性,存在函数 g 使得 R = g(F1 , F2 , …, Fn )。

也就是通过分片,能够还原出原来的数据总体

 

水平分段

把不同性质的元组,分割为不同的分段

基本水平分段

以关系E自身的属性性质为基础,执行“选择”操作,将关系分割成若干个不相交的片段

例如:

对于学生表,根据班级编号这一性质,将学生元组分割多个片段。

 

如何选择小项谓词

什么小项谓词?

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小项谓词就是划分条件的各种可能的组合,比如:

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但是上面的小项谓词,相当大一部分都是不符合语义的,因为没有实际的数据对应这些小项谓词。

还是回到刚才的那个问题:如何选择小项谓词集作为分段的依据呢?

 

仍然是以例子来说话:

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应用a访问Loc = Sa 的元组;应用b则访问Loc = Sb的元组。

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(1)不分段

(2)按照{Loc = sa,loc = sb}来分段,分两段 

(3)按照{loc = sa,loc = sb,sal < 10}来分段,分4端;

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只有一个分段的话,对一个特定的应用,分组内的元组选择概率不相等,因此不好。比如:对于应用a,它只会选择loc = sa的元组,而不选择loc = sb的元组。元组选择的概率不等,因此不好。

 

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对于分成四个分段的方案,由于对于同一个应用,两个分段选择的概率是相等的,这样也不好。

所以最理想的情形是:对每个特定的应用,最好能把它所要访问的所有元组集中在一个分段,而且只是一个分段(小项性)

 

导出分段

从另一个关系的属性性质或水平分段推导出来。

比如有选课表和学生表,

SC(S#, C#, GRADE)

S ( S#, SNAME. AGE, SEX)

按照学生表中的性别属性,将SC表拆分成两个分段,SC1,SC2,分别存储的是男生和女生的选课信息。

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一般如何来实现导出分段呢?半连接操作

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也就是在连接操作的基础上,进行投影操作,筛选出R的属性。它的意义在于在R中筛选出能够与S进行连接的元组而过滤出无用的元组。

以学生-选课表为例,先将学生表根据性别划分成两个分段S1,S2,再让SC分别与S1和S2进行半连接操作即可。

 注意:导出分段的完整性和不相交性不能得到保证,除非(学生表是导出表,选课表是被导出表):

1)导出属性在导出表中是主键;

2)满足引用约束(属性如果存在于被导出表,则必须也存在于导出表);

 

垂直分段

通过“投影”操作把一个全局关系的属性分成若干组 。垂直分段的基本目标是将使用频繁的属性聚集在一起。

垂直分段,保证重构性的方式就是在每个分段中都保留主关键字。这样,通过自然连接操作可重构出原来的数据整体。

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如何来进行垂直分段?

通过属性的亲和矩阵

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 就是找出所有这样的应用:它既访问了判断A1又访问了片段A2,把他们的频率之和相加。

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要通过行列调整寻找分割点

 

 

混合分段

先水平分段,再垂直分段;

先垂直分段,再水平分段。

 

分配

在满足用户需求的前提下, 把设计好的数 据片段分配到相应的站点上存储

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分配的有关问题

查询来源

 通讯费用? 结果大小, 关系,…

 存储容量, 存储费用? 分段大小?

 站点处理能力?

 查询处理策略? – 连接操作算法 – 查询结果收集站点

 

简化模型如下:

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读的代价为:

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写代价:

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存储代价如下:

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最后得目标函数:

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要计算出这个目标函数的值,是一个NP难问题。

所以采用一个简单的法则:尽可能将片段分配在被局部访问位置,即尽量做到本地化的访问。

 

最佳适应方法

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充分考虑到了应用的访问次数,哪个站点的B最大,就把片段分配到哪个站点。

 

所有得益站点方法

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进一步考虑到了写的代价。

 

 

 

 

 

分布式数据库设计

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原文地址:https://www.cnblogs.com/chxyshaodiao/p/12460427.html

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