(徐俊刚)分布式数据库系统及其应用课后习题及答案

(徐俊刚)分布式数据库系统及其应用课后习题及答案

第一章 分布式数据库系统概述

1.1请用自己的语言定义下列分布式数据库系统中的术语：

（1）全局/局部数据：（详见课本第9页所谓的局部数据是指 ；所谓的全局数据是指 ）

（2）全局/局部用户（应用）：

（3）全局/局部DBMS：

（4）全局/局部DB：

（5）全局外模式：（详见课本第13页）由全局用户视图组成，是全局概念模式的子集。

（6）全局概念模式：（详见课本第13页）定义分布式数据库系统中所有数据的整体逻辑结构，是全局应用的公共数据视图。

（7）分片模式：（详见课本第13页）是全局数据整体逻辑结构分割后的局部逻辑结构，是DDBS的全局数据的逻辑划分视图.

（8）分配模式：（详见课本第13页）用于根据选定的数据总体分配方案，定义各片段的物理存放地点.

（9）局部概念模式：（详见课本第13-14页）是全局概念模式被分片和分配到局部场地上的映像的逻辑结构及特征的描述，是全局概念模式的子集。其逻辑结构与局部DBMS所支持的数据模型有关，当全局数据模型与局部数据模型不同时，局部概念模式还应包括数据模型转换的描述。

（10）局部内模式：描述局部概念模式涉及的数据在局部DBMS中的物理结构及物理存储细节，完全与非分布式系统相同。

1.2采用分布式数据库系统的主要原因是什么？（P1）

1.3分布式数据库系统可分为哪些类？（课件第1章4.2。课本P6，7，8）

1.4什么是分布式数据库系统？它具有哪些主要特点？怎么样区别分布式数据库系统与只提供远程数据访问功能的网络数据库系统？（分布式数据库系统的定义、特点详见课件第1章

4.1.课本P6）

1.5分布式DBMS具有哪些集中式DBMS不具备的功能？（课件第1章5.5附加功能。课本P15）

1.6用自己的语言解析“什么时候需要进行数据分片和数据复制”？（课本第10,11页）

1.7在分布式数据库系统中，为什么要对数据进行分片？什么是关系的片段？关系的片段有哪些主要类型？（课本第9-10页。

数据分片是指数据存放单位不是全部关系，而是关系的一个片段。也就是关系的一部分。包括：

（1）水平分片：按一定的条件把全局关系的所有元组划分成若干不相交的子集，每个子集为关系的一个片段。 （2）垂直分片：把一个全局关系的属性集分成若干子集，并在这些子集上做投影运算，每个投影为垂直分片。 （3）混合型分片：将水平分片与垂直分片方式综合使用则为混合型分片。 ）

1.8为什么说分布式数据库系统中，数据独立性这一目标比集中式数据库系统更为重要，也更为复杂？（详见课本第25页第二段）

1.9概述分布式DBMS的参考模型中，用户处理器、数据处理器、全局数据库控制和通信子系统的组成和功能。（组成（参考模型）：详见课件5.6；功能：用户处理器课本第18页；数据处理器课本第20页；全局数据库控制和通信子系统课本第21页）

1.10分布式数据库系统潜在的优点是什么？存在哪些技术问题？（优点：详见课本第34-35页共6点；技术问题详见课本第35-36页面共7点）

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第二章课后习题

2.1 概述分布式数据库系统的创建方法、方法特点和适用范围

答：创建方法有：组合法、重构法

组合法的特点：剖析网络功能；剖析原有数据库系统；解决数据的一致性、完整性和可靠性；难度较大；

组合法适用范围：通常是异构或者同构异质DDBS

重构法的特点：根据实现环境和用户需求；按照DDBS的设计思想和方法；从总体设计做起，包括LDBS,重新建立一个DDBS；可有效解决数据一致性、完整性和可靠性问题。 重构法的适用范围：通常是同构异质或同构同质DDBS

2.2 分布式数据库设计的主要目标是什么?

P42,第二段起-43 第三段; 课件:第二章,第9张幻灯

2.3 概述分布式数据库设计的关键问题及解决方法

答：关键问题：1）访问的多个数据对象是存放在同一站点上还是分布在多个站点所需的时间和费用有很大区别。

2）数据对否被复制、复制副本的多少问题

3）数据分片、片段如何复制、数据或片段如何分布、分布式数据库管理系统

的透明性

解决方法：1）分布式数据库遵循本地性或近地性，尽量减少通信次数和通信量，90/10准则，分片和分布方案（本地和远程访问次数）择优；

2）控制数据适当冗余，冗余增加了可靠性、可用性，提高了效率，维护数据一致

性开销增加

3）工作负荷分布

4）存储能力和费用

2.4 考虑为局域网设计的分布式数据库系统和为广域网设计的分布式数据库系统由什么区别? 这道不会，参考p42 1.分布式数据库的本地性或近地性

2.5 请用自己的语音阐述分布式数据库设计的自顶向下和自底向上设计方法及其适用范围。答: 自顶向下：从概念设计到形成形式规格说明设计分布式数据库。适用范围：通常是同构异质或同构同质DDBS。

自底向上：通过聚集现存数据库来设计分布式数据库。适用范围：通常是异构或者同构异质DDBS。

2.6数据分片应遵守哪些原则?

数据分片要准守的原则：

完备性原则：要把所有的数据映射到各个片断中

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可重构原则：关系分片后的各个片断可重构整个关系

不相交原则：关系分片后的各个片断不能重叠

数据分片有哪些基本类型和方法?

P45 第3段-5段

2.7为什么说在关系型分布式数据库中使用导出式水平分片，使关系之间的连接变得更加容易？试举例。

答：原因：可将连接条件代之以子查询，从而使它变为一般的判别条件。具体实例可见课本47页。

2.8 采用DATAID-D方法的分布式数据库设计与传统的集中式数据库设计在步骤和内容上有什么不同？

P52 2.3.1节 的 2、3、4段

2.9 考虑图2.12所示的公司数据库的分片和分布。假设该公司有三个计算机站点， 题目P67，答案 在p383

2.10 连锁百货店具有地域上分散而管理闪又相对集中的特点 题目在p68，答案 在p384

第三章

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1、 分布式查询和集中式查询的相同点即在本地的CPU和I/O代价，不同点为分布式查询比集中式查询多了通讯代价

2、 p79

3、 p79~p80

4、 基本原理：p84~p85 适用情形：p85，由此可见那段，第四行的“所以。。。”开头 5、

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R∝T 为空

7、

解：假设每个属性域长度均为1B，考虑所有的半连接

a) 选择得益最高的P2进行优化，得到新的R,S’,T，并对受到影响的的方案重新计算得益和费用。

新的R, S’, T如下：

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对受到影响的的方案重新计算得益和费用

b) 选择得益最高的P4进行优化，得到新的R,S’,T’，并对受到影响的方案重新计算得益和费用。 新的R, S’, T’如下：

对受到影响的的方案重新计算得益和费用

c) 选择得益最高的P1进行优化，得到新的R’,S’,T’，并对受到影响的方案重新计算得益和费用。 新的R’, S’, T’如下：

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