十二、分布式數據庫
1.分布式數據庫的分類
分布式數據庫，是根據它的管理系統(Distributed DBMS-DDBMS)進行分類的。對DDBMS可以從四個不同角度來分類:
(1)從構成的方式，可分為同構型和異構型兩類所謂同構型，是指所有節點的局部DBMS都支持同一數據模式和數據語言。為使每個節點都掌握彼此的數據情況，需要增加網絡數據庫管理系統(NDBMS)，各節點之間通過通信網絡形成統一的整體。同構型的DDBMS對于并發控制、冗余數據的一致性等問題容易處理，但建庫的代價比較大。所謂異構型系統，是指在分布環境中各節點上的數據模型和數據語言都可能不同。異構比同構型系統實現起來要困難一些，為了在兩個節點上的局部DBMS之間進行信息交換，就要對數據模式和數據語言進行轉換和映射工作。
(2)按控制方式，可以分為集中式與分布式所謂集中控制的DDBM指所有事務都由一臺叫做中心計算機的節點進行管理。分布控制的DDBMS，是指每個節點都保持DDBMS的一個副本來監督和管理各節點及系統事務，它將網絡目錄作為用戶數據庫存放于局部DB之中。
(3)從數據分布的角度，DDBMS又可分為分割式、部分重復式和完全重復式所謂分割式，是指每個節點只存儲DDB數據實體的部分子集，各節點的副本互不重疊。部分重復式，是指每個節點都存儲DDB數據實體的任意子集。完全重復式，是指每個節點都存儲整個DDB數據實體的副本。也有文獻把完全重復式稱為復制式。(4)從用戶的角度，DDBM可分為總體型和多重型。
2.分布式數據庫與單一數據庫的比較
(1)集中控制 在一個企業或單位范圍內的信息資源上，對信息提供集中式控制的可能性，被認為是采用數據庫技術的最大動力之一，因為集中式數據庫是根據信息系統的演變和集中處理信息的需求開發出來的。
(2)數據獨立性 數據獨立性也曾經被認為是采用數據庫方法的主要動力之一。實際上，數據獨立性意味著數據的實際結構對應用程序來講是透明的，應用程序員只需要利用數據邏輯結構，即所謂概念模式來編寫程序。數據獨立性的主要優點是應用不受數據存儲的物理結構變化的影響。在分布式數據庫中，數據的獨立性具有與傳統的集中式數據同等的重要性，然而，一種嶄新概念加進了數據獨立性的一般概念之中，這就是分布式透明性。所謂分布式透明性，指的是在編寫程序時就好象數據沒有被分布一樣。這樣，無論把數據存儲到甲地或乙地，或者把數據從一個節點移到另一個節點，都不會影響程序執行的正確性和有效性，但是，必須指出，執行速度或者效率卻受到了影響。眾所周知，通過具有不同形式的數據描述和它們之間的映射的多層體系結構，曾為傳統的數據庫提供了獨立性，為此目的，開發出了概念模式、存儲模式和外部模式等概念。利用類似的方法，我們可以通過采用新層次和新模式，在分布式數據庫中可獲得分布式透明性。分布式透明性是分布式數據庫系統的主要目標之一。
(3)降低冗余 在傳統數據庫系統中，盡可能地降低冗余度是它的主要目標之一。這有兩個原因:首先，通過只用一個正本，可以自動地避免同一邏輯數據中幾個副本之間的不一致性。其次，用降低冗余度來節約存儲空間。通過共享數據的方式，即通過允許幾個應用訪問同一文件和記錄可以達到降低冗余度的目的。但是，在分布式數據庫中，把數據的冗余看成是所需要的特性。這有幾個原因:首先，如果在需要冗余的所有節點都復制數據，則可以增加應用的局部性。其次，可以增加分布式數據庫系統的有效性和可靠性。因為，如果復制數據，則一個節點上的故障不會停止其它節點上應用的執行。在一般情況下，為傳統集中式環境所規定的克服冗余的原因，在分布式環境中仍是有效的。因此，在分布式數據庫中，對冗余度的評價要選擇一種折衷方案，不能一概而論。一般地說，復制數據項的方便程度是隨著應用所執行的檢索訪問與更新訪問的比率提高而增加。數據復制便利程度的提高，是因為具有一個項目多個副本，檢索可以在任一副本上進行，而更新卻必須在所有副本上一致地進行。
(4)有效訪問 復雜的訪問結構，如輔助索引，文件間的鏈接等，都是傳統數據庫所采用的重要技術，對這些結構的支持是數據庫管理系統DBMS極為重要的組成部分。提供復雜訪問結構的原因，是為了提高存取數據的效率。
(5)完整性、恢復和并發控制 在數據庫理論中，盡管完整性、恢復和并發控制等所涉及的問題是不同的，但它們之間相互聯系還是很多的，一般來說，完整性、恢復和并發控制等問題的解決，在很大程度上取決于所提供的事務的結構形式。
(6)保密性和安全性 在傳統數據庫中，具有集中式控制的數據庫管理員能保證只執行那些授權的數據訪問。但應當指出，集中式數據庫本身比過去處理單獨文件的舊方法更難于實現數據的保密性和安全性。在分布式數據庫中，局部數據庫管理員面臨的一些主要問題，與傳統數據庫管理員面臨的問題一樣。但是，分布式數據庫的兩個獨特方面值得一提:首先，在具有極高度節點自主權的分布式數據庫中，局部數據的擁有者認為比較安全，因為他們能自主地實施自己的安全措施，以履行集中式數據庫管理員的職責。其次，安全性問題，一般是分布式系統的固有問題，因分布式系統是通過通信網絡來實現分布式控制的，而通信網絡本身就在保護數據的安全性和保密性方面存在著弱點。通過網絡偷看、亂改別人的數據難以完全避免。
3.分布式數據庫管理系統(DDBMS)
在目前分析DDBMS的性能時，應該把商品化系統和先進的研究樣機區分開來，但是可以預料，某些先進的研究樣機中試驗的特性，可能會應用到將來的商品化系統中去的。本節簡要敘述分布式數據庫管理系統的基本性能，并就用什么樣的方法使得分布式數據庫這個新技術商品化的問題談一點看法。從目前看，世界上幾各已經商品化的分布式系統是由集中式數據庫管理系統的銷售廠商開發出來的。這些分布式數據庫管理系統，包括擴充集中式DBMS時所附加的部件。分布式功能的擴充是通過裝配在計算機網絡中不同節點上的DBMS之間所提供的通信和合作來實現的。在這種情況下建立分布式數據庫通常所必須的軟件部分是:
(1)數據庫管理部分(DB);
(2)數據通信部分(DC);
(3)數據字典(DD)，它能用來表示有關網絡中數據分布的信息;
(4)分布式數據庫部分(DDB)。
