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第一章 分布式数据库系统概论1

1.1分布式数据库系统的起源与发展1

1.1.1分布式数据库系统的起源1

1.1.2分布式数据库系统的发展2

1.2分布式数据库系统的定义与分类4

1.2.1分布式数据库系统的定义4

1.2.2分布式数据库系统的分类7

1.3分布式数据库系统的体系结构9

1.3.1基于三层模式的分布式数据库系统体系结构9

1.3.2基于组件模式的分布式数据库系统体系结构13

1.4分布式数据库系统与客户机/服务器模式15

1.4.1集中式客户机/服务器系统16

1.4.2多客户机/单服务器系统17

1.4.3多客户机/多服务器系统17

1.4.4服务器-服务器系统17

1.4.5对等客户机/服务器系统17

1.5分布式数据库管理系统19

1.5.1分布式数据库管理系统的功能19

1.5.2分布式数据库管理系统的结构20

1.6其他非集中式数据库系统21

1.6.1对等数据库系统22

1.6.2多数据库系统24

1.7分布式数据库目录系统的主要内容和逻辑结构26

1.7.1分布式数据库目录系统的主要内容26

1.7.2分布式数据库目录系统的主要用途27

1.7.3分布式数据库目录系统的组织方式及逻辑结构28

1.7.4分布式数据库系统目录的分布方式30

1.8分布式数据库系统的主要技术31

1.9分布式数据库系统的主要应用32

1.10分布式数据库系统的优点和存在的技术问题34

1.10.1分布式数据库系统的优点34

1.10.2分布式数据库系统中存在的技术问题36

1.11小结38

习题39

第二章 基础知识回顾40

2.1数据库技术回顾40

2.1.1数据库技术基本概念40

2.1.2数据库系统的模式结构41

2.1.3关系数据模型42

2.1.4实体联系模型44

2.1.5 SQL语言46

2.1.6关系代数与关系数据库的查询优化50

2.1.7关系数据库设计理论——模式设计53

2.1.8数据库系统设计55

2.1.9数据库管理系统58

2.1.10数据库保护63

2.2计算机网络回顾65

2.2.1计算机网络的定义66

2.2.2计算机网络的分类66

2.2.3计算机网络拓扑结构67

2.2.4网络协议68

2.2.5 Internet69

2.3小结72

习题73

第三章 分布式数据库系统的设计74

3.1分布式数据库系统设计的目标74

3.2分布式数据库系统设计的内容75

3.3分布式数据库系统的设计方法76

3.3.1自顶向下设计方法76

3.3.2自底向上设计方法77

3.4数据分片设计80

3.4.1分片设计的基本目的80

3.4.2数据分片的基本类型和方法81

3.4.3水平分片81

3.4.4垂直分片84

3.5数据分布设计85

3.5.1数据分布策略86

3.5.2数据片段位置分配的方法86

3.5.3数据片段分配的费用和得益估算87

3.6 DATAID-D方法89

3.6.1 DATAID-D方法概述89

3.6.2分布要求分析阶段90

3.6.3分布设计阶段91

3.7分布式数据库系统中数据的独立性与分布透明性92

3.7.1分布式数据库系统中数据的独立性与分布透明性概述92

3.7.2分布式数据库简单查询与分布透明性94

3.7.3分布式数据库复杂查询与分布透明性97

3.7.4分布式数据库更新应用与分布透明性99

3.8实例研究：飞机订票系统101

3.8.1实例研究简述101

3.8.2飞机订票系统中的分布要求分析104

3.8.3飞机订票系统中的分布设计106

3.9小结108

习题108

第四章 分布式数据库中的查询处理和优化110

4.1分布式查询优化概述110

4.1.1分布式查询优化的目标110

4.1.2分布式查询优化的准则和代价估算110

4.1.3分布式查询策略的比较分析111

4.2分布式查询的分类与层次结构113

4.2.1分布式查询的分类113

4.2.2分布式查询的层次结构115

4.3基于关系代数等价变换的查询优化116

4.3.1基于关系代数等价变换的查询优化的基本原理116

4.3.2基于关系代数等价变换的查询优化的实现步骤116

4.3.3基于关系代数等价变换的查询优化举例117

4.4基于半连接算法的查询优化处理119

4.4.1采用半连接方法表示连接操作119

4.4.2采用半连接算法优化连接操作的基本原理120

4.4.3采用半连接算法优化连接查询的步骤121

4.5基于直接连接算法的查询优化处理121

4.5.1直接连接操作的常用策略121

4.5.2利用站点依赖信息的算法123

4.5.3分片和复制算法124

4.5.4站点依赖和数据复制结合127

4.5.5 Hash划分算法127

4.5.6不同方法的比较129

4.6典型分布式数据库系统中的查询优化策略和算法130

4.6.1 SDD-1中的查询优化算法130

4.6.2 R中的查询优化算法131

4.6.3 INGRES中的查询优化算法133

4.7小结134

习题135

第五章 分布式数据库中的事务管理和恢复137

5.1分布式事务概述137

5.1.1分布式事务的定义和特性137

5.1.2分布式事务的结构和事务状态139

5.1.3分布式事务管理的问题和目标141

5.1.4分布式事务管理的抽象模型144

5.1.5分布式事务执行的控制模型145

5.2分布式事务的恢复147

5.2.1分布式数据库系统中的故障147

5.2.2事务故障恢复的基本概念148

5.2.3事务故障的恢复152

5.2.4分布式事务的执行与恢复举例154

5.3两阶段提交协议155

5.3.1两阶段提交协议的基本思想和内容155

5.3.2两阶段提交协议的通信结构157

5.3.3两阶段提交协议与故障恢复162

5.3.4两阶段提交协议的性能164

5.4分布式数据库中的数据更新165

5.4.1多站点的数据更新165

5.4.2主副本更新法166

5.5分布式事务增强数据库一致性167

5.5.1业务规则的一致性167

5.5.2冗余数据的一致性168

5.6小结170

习题171

第六章 分布式数据库中的并发控制172

6.1并发控制的概念和理论172

6.1.1并发控制的概念172

6.1.2事务可串行化理论的基本概念174

6.1.3分布式事务的可串行化理论175

6.1.4分布式事务的可串行化调度测试177

6.1.5并发控制机制的常用方法及其分类180

6.2分布式数据库系统并发控制的封锁技术182

6.2.1基于封锁的并发控制方法简述182

6.2.2两阶段封锁协议188

6.2.3两阶段封锁协议的实现方法191

6.2.4多粒度封锁与意想锁193

6.3分布式数据库系统中的死锁处理197

6.3.1全局死锁与等待图197

6.3.2死锁的预防方法199

6.3.3死锁的检测和解决方法200

6.4分布式数据库系统并发控制的时标技术204

6.4.1基于时标的并发控制方法204

6.4.2基本时标法206

6.4.3保守时标法206

6.5分布式数据库系统并发控制的多版本技术208

6.5.1基于时标排序的多版本技术208

6.5.2采用验证锁的多版本两阶段封锁209

6.6分布式数据库系统并发控制的乐观方法210

6.7小结212

习题213

第七章 分布式数据库的可靠性215

7.1分布式数据库可靠性的概念及其度量215

7.1.1分布式数据库可靠性的概念215

7.1.2平均故障间隔时间和平均修复时间216

7.2分布式数据库系统的故障原因和容错技术217

7.2.1分布式数据库系统中系统失败的原因217

7.2.2基本的容错方法和技术219

7.3分布式数据库的可靠性协议221

7.3.1分布式数据库可靠性协议的组成221

7.3.2两阶段提交协议的演变222

7.3.3事务阻断与终结协议223

7.3.4两阶段提交协议的终结协议224

7.3.5两阶段提交协议的恢复协议227

7.3.6三阶段提交协议229

7.4网络分割与提交协议232

7.4.1网络分割简述232

7.4.2网络分割与提交协议233

7.5不一致性的检测和解决方法239

7.5.1决定网络的状态239

7.5.2不一致性的检测和解决方法241

7.5.3检查点和冷启动243

7.6小结245

习题246

第八章 分布式数据库的安全性248

8.1数据库安全性概述248

8.1.1数据库安全性的概念248

8.1.2分布式数据库的不安全因素249

8.1.3分布式数据库的安全性需求和安全性措施分析250

8.1.4分布式数据库系统的用户账户和数据库审计252

8.2安全数据模型与多级安全数据库253

8.2.1数据库安全术语与基本概念253

8.2.2基于授予/收回权限的自主访问控制256

8.2.3多级安全BLP模型260

8.2.4基于多级安全性分类级别标记的强制访问控制262

8.3分布式数据库系统中的权限保护和用户识别265

8.3.1分布式数据库系统中的权限保护265

8.3.2分布式数据库系统中权限规则的分布266

8.3.3分布式数据库系统中的用户识别和分类266

8.4数据库管理系统的安全评估标准和安全机制267

8.4.1数据库管理系统的安全评估标准267

8.4.2当前流行的几种RDBMS安全机制269

8.5小结271

习题272

第九章 分布式数据库系统的主要应用273

9.1移动分布式数据库系统273

9.1.1移动数据库系统简述273

9.1.2移动计算环境下的应用分类与数据管理277

9.1.3移动数据库系统实现技术和应用研究279

9.2连锁超市分布式数据库系统283

9.2.1系统简述283

9.2.2需求分析284

9.2.3系统设计284

9.2.4分布需求分析285

9.2.5分布设计288

9.3火车订票分布式数据库系统289

9.3.1系统简述289

9.3.2需求分析289

9.3.3系统设计290

9.3.4分布需求分析290

9.3.5分布设计293

9.4 GSP药品管理分布式数据库系统293

9.4.1系统简述293

9.4.2系统架构294

9.4.3系统设计294

9.4.4分布需求分析296

9.4.5分布设计297

9.5银行管理分布式数据库系统298

9.5.1系统简述298

9.5.2需求分析298

9.5.3系统设计299

9.5.4分布需求分析300

9.5.5分布设计302

9.6小结303

习题303

第十章 分布式数据库系统的发展趋势305

10.1并行数据库服务器与分布式数据库系统305

10.1.1并行数据库服务器的体系结构306

10.1.2并行数据库服务器的数据定位308

10.1.3并行操作处理算法310

10.1.4并行查询处理算法317

10.2数据仓库和分布式数据仓库318

10.2.1数据仓库的定义、特征和结构318

10.2.2数据仓库的数据模型320

10.2.3分布式数据仓库325

10.3分布式文件系统326

10.3.1分布式文件系统的概念及组成327

10.3.2分布式文件系统的特点及要求327

10.3.3分布式文件系统的实现328

10.3.4 Google文件系统329

10.3.5 Hadoop分布式文件系统333

10.4非关系型数据库335

10.4.1 BigTable简述336

10.4.2 BigTable的目标336

10.4.3 BigTable数据模型337

10.4.4 BigTable的系统架构338

10.4.5 BigTable与分布式数据库339

10.4.6 HBase简述340

10.4.7 HBase的逻辑模型340

10.4.8 HBase物理模型341

10.4.9 HBase与分布式数据库342

10.5小结342

习题342

主要参考文献344