分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1第1頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一課本知識(shí)目錄2.1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述2.5 自底向上設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫2.2 自頂向下設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫2.3 DATAID-D方法2.4 實(shí)例研究：飛機(jī)訂票系統(tǒng)2第2頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述1 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義2 分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo)3 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容4 分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的創(chuàng)建方法5 分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法3第3頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.1分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)定義分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)

2、是物理分布在用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接起來的各個(gè)站點(diǎn)上；每一個(gè)站點(diǎn)是一個(gè)集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，都有自治處理的能力，完成本站點(diǎn)的局部應(yīng)用；而每個(gè)站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)并不是互不相關(guān)的，它們構(gòu)成一個(gè)邏輯整體，統(tǒng)一在分布數(shù)據(jù)庫管理下，共同參與并完成全局應(yīng)用，并且分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的這種“分布”對(duì)用戶來說是透明的，也就是說，本地與遠(yuǎn)程結(jié)合的“接縫”是被隱蔽的，用戶幾乎感覺不到遠(yuǎn)程與本地結(jié)合的接縫的存在，即“一個(gè)分布式系統(tǒng)應(yīng)該看起來完全像一個(gè)非分布系統(tǒng)”。4第4頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.2分布式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)1 分布式數(shù)據(jù)庫的本地性或近地性 盡可能減少站點(diǎn)之間的通信次數(shù)和通信量2 控制數(shù)

3、據(jù)的適當(dāng)冗余 考慮到本地性，并發(fā)性，可靠性，一致性，開銷等3 工作負(fù)荷分布 充分利用每個(gè)站點(diǎn)計(jì)算機(jī)的能力和資源提高性能4 存儲(chǔ)的能力和費(fèi)用5第5頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.3分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容相類似于集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：數(shù)據(jù)庫+應(yīng)用數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)：全局模式設(shè)計(jì)+局部模式設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)：全局模式如何劃分并映射到站點(diǎn)新設(shè)計(jì)問題：數(shù)據(jù)的分片、片段的位置分配需求增加： 各個(gè)應(yīng)用的發(fā)出點(diǎn) /各個(gè)應(yīng)用在每個(gè)站點(diǎn)被激活 的頻率 /各個(gè)應(yīng)用對(duì)訪問對(duì)象的每個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象的訪問次 數(shù)，類型和統(tǒng)計(jì)分析6第6頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.4分布式數(shù)據(jù)

4、庫系統(tǒng)的創(chuàng)建方法組合法：自底向上的創(chuàng)建方法7第7頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.4分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的創(chuàng)建方法重構(gòu)法：自頂向下的創(chuàng)建方法8第8頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.1.5分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的方法自頂向下方法：從頭開始設(shè)計(jì)自底向上方法：聚集現(xiàn)存數(shù)據(jù)庫然而！許多情況下，設(shè)計(jì)者都是一部分使用自頂向下方法，另一部分使用自底向上方法GO ON：分別詳述這些方法9第9頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2自底向上設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫1 構(gòu)造全局模式的設(shè)計(jì)問題2 構(gòu)造全局模式的解決方法3 自底向上綜合的一個(gè)示例10第

5、10頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2.1構(gòu)造全局模式的設(shè)計(jì)問題在異構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)中特別重要：1 選擇公有數(shù)據(jù)庫模型來描述數(shù)據(jù)庫的全局 模式2 把每個(gè)站點(diǎn)上的本地模式翻譯成公有的數(shù)據(jù)模型3 把各站點(diǎn)上本地?cái)?shù)據(jù)模式集成一個(gè)公有的全局模式11第11頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2.2構(gòu)造全局模式的解決方法1 識(shí)別相似性2 識(shí)別沖突： 命名沖突/域差異/定標(biāo)差異/結(jié)構(gòu)差異3 處理操作期間的不一致性4 經(jīng)典解法是生成三個(gè)實(shí)體： 一個(gè)具有共同屬性 另兩個(gè)具有非相交屬性12第12頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.

6、2.3自底向上綜合的一個(gè)示例問題：假設(shè)已存在兩個(gè)飛機(jī)訂票系統(tǒng)A和B，可供查詢各自班機(jī)的可用情況。二者有不同的概念模型?，F(xiàn)需要將這兩個(gè)系統(tǒng)合為一個(gè)分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，以便從兩個(gè)公司的任一辦公室能查詢班機(jī)的可用情況。結(jié)果：綜合后建立起來的全局模式中，有一個(gè)概括分層被用來表示兩個(gè)子類型班機(jī)A和班機(jī)B。值得注意的是，對(duì)兩個(gè)局部模式，應(yīng)以不同的方法翻譯一個(gè)需要有關(guān)班機(jī)從一給定機(jī)場(chǎng)起飛的信息的查詢。13第13頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2.3自底向上綜合的一個(gè)示例14第14頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2.3自底向上綜合的一個(gè)示例15第15頁

7、，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.2.3自底向上綜合的一個(gè)示例16第16頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3自頂向下設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫1 自頂向下設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫的步驟和內(nèi)容2 數(shù)據(jù)的分片設(shè)計(jì)3 數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)17第17頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3.1步驟和內(nèi)容集中式：需求分析 概念設(shè)計(jì) 邏輯設(shè)計(jì) 物理設(shè)計(jì)分布設(shè)計(jì)：位于邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)之間，以一個(gè)全局的與站點(diǎn)無關(guān)的模式作為輸入，以產(chǎn)生分布式數(shù)據(jù)庫各站點(diǎn)的子模式為結(jié)果輸出，包括數(shù)據(jù)的分片設(shè)計(jì)和片段的位置分配設(shè)計(jì)分片：把一全局對(duì)象（實(shí)體或關(guān)系）細(xì)分

8、成若干邏輯片段的過程分配：把各片段映射到一個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)的過程，片段是最合適的數(shù)據(jù)分配單位18第18頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3.2數(shù)據(jù)的分片設(shè)計(jì)基本目標(biāo)：產(chǎn)生一個(gè)對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)合適的劃分方案。這種方案得到的片段作為分布式數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的分配和存儲(chǔ)單位，不但能夠減少應(yīng)用中的操作量，而且能夠?qū)τ趹?yīng)用具有最大可能的本地性，即使得各片段位于其使用最多的站點(diǎn)，或者說，使用絕大多數(shù)應(yīng)用所使用的數(shù)據(jù)位于該應(yīng)用的原發(fā)始點(diǎn)。當(dāng)分片的好處太小，不足以補(bǔ)償分片造成的開銷時(shí)，不必要分片19第19頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一分片方法：水平分片 垂直分片 混合分

9、片遵守規(guī)則：完整性 可重構(gòu) 不相交 水平分片：對(duì)全局關(guān)系執(zhí)行“選擇”操作，可以具體分為初始分片和導(dǎo)出分片兩種垂直分片：對(duì)全局關(guān)系執(zhí)行“投影”操作，組之間必須只在某個(gè)鍵屬性上重疊，而垂直群集的組在其他屬性上也可以重疊2.3.2數(shù)據(jù)的分片設(shè)計(jì)20第20頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一數(shù)據(jù)片段位置分配的方法1 非冗余分配：估算每種分配后選擇最佳冗余分配：2 所有得益站點(diǎn)法：非復(fù)制問題的解+若干唯一復(fù)本3 附加復(fù)制法：非復(fù)制問題的解+從最有益處起逐步附加復(fù)本，直至無明顯好處2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)21第21頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一數(shù)

10、據(jù)片段分配的費(fèi)用和得益估算假定i 表示片段的下標(biāo) j 表示站點(diǎn)的下標(biāo)k 表示應(yīng)用的下標(biāo) Fkj 表示應(yīng)用k在站點(diǎn)j上被激活的頻率Rki 表示應(yīng)用k被激活一次，對(duì)片段i進(jìn)行檢索訪問的次數(shù)Uki表示應(yīng)用k被激活一次，對(duì)片段i進(jìn)行更新訪問的次數(shù)Nki= Rki+ Uki表示應(yīng)用k被激活一次，訪問片段i的總次數(shù)2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)22第22頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一水平分片情況1 非冗余分配：將片段分配到訪問次數(shù)最多的站點(diǎn)2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)2 所有得益站點(diǎn)：本站點(diǎn)的應(yīng)用的檢索訪問費(fèi)用總比任何一個(gè)其他站點(diǎn)發(fā)出的應(yīng)用對(duì)該片段進(jìn)行更新訪問的費(fèi)用要

11、低3 附加復(fù)制法：Dj表示片段Ri冗余度；Fi表示Ri在每個(gè)站點(diǎn)都復(fù)制的得益23第23頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)垂直分片情況假定把站點(diǎn)r上的關(guān)系R垂直分成兩個(gè)片段Rs和Rt，并將Rs和Rt分別分配在站點(diǎn)S和t,然后將應(yīng)用分組并估算它們的利益情況24第24頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)垂直分片情況1 應(yīng)用組As:自站點(diǎn)s發(fā)出，它們只使用Rs,因而是本地應(yīng)用，得益2 應(yīng)用組At:自站點(diǎn)t發(fā)出，它們只使用Rt,因而是本地應(yīng)用，得益 3 應(yīng)用組A1:自r發(fā)出，原使用Rt或Rs

12、,現(xiàn)在需要一次額外的遠(yuǎn)程訪問，損失：4 應(yīng)用組A2:自r發(fā)出，原來使用R，現(xiàn)在需要兩次額外的遠(yuǎn)程訪問，損失：5 應(yīng)用組A3:與r,s,t不同，訪問Rs和Rt, 現(xiàn)需一次額外的遠(yuǎn)程訪問，損失：25第25頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.3.3數(shù)據(jù)庫片段的位置分配設(shè)計(jì)垂直群集情況與垂直分片的情況類似，只是要注意檢索及更新要同時(shí)涉及到Rs和Rt了GO ON：詳述自頂向下法中的一個(gè)具體方法：DATAID-D方法以飛機(jī)訂票系統(tǒng)為例講述分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì)26第26頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.4 DATAID-D 方法2.4.1 DATAID-

13、D方法概述2.4.2 分布要求分析階段2.4.3 分布設(shè)計(jì)階段27第27頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.4.1 DATAID-D方法概述是自頂向下設(shè)計(jì)分布式數(shù)據(jù)庫的一個(gè)典型方法，由意大利米蘭工業(yè)大學(xué)提出作為集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)DATAID-1方法論的擴(kuò)充而構(gòu)造的集中式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的四個(gè)階段需求分析，概念設(shè)計(jì)，邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)增加兩個(gè)階段：分布要求分析階段和分布設(shè)計(jì)階段28第28頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一DATAID-D 方法的分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)步驟29第29頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一主要設(shè)計(jì)步驟簡(jiǎn)要概述需求

14、分析 需求分析簡(jiǎn)單地說就是分析用戶的要求概念設(shè)計(jì) 將需求分析得到的用戶需求抽象為信息結(jié)構(gòu) 即概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如畫-圖邏輯設(shè)計(jì) 將E-R圖轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型相符合的 邏輯結(jié)構(gòu)，如關(guān)系模型30第30頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一主要設(shè)計(jì)步驟簡(jiǎn)要概述物理設(shè)計(jì) 確定數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)； 對(duì)物理結(jié)構(gòu)進(jìn)行評(píng)價(jià)分布要求分析 收集關(guān)于分布的信息，如水平分片的劃分謂詞 每一應(yīng)用在各站點(diǎn)激活的頻率等分布設(shè)計(jì) 產(chǎn)生全局?jǐn)?shù)據(jù)的分片模式和片段的位置分配模 式，分配模式描述了分配在各站點(diǎn)上的數(shù)據(jù)情況31第31頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.4.2 分布要求分析階段目

15、的：收集以后用于推動(dòng)分布設(shè)計(jì)所需要的信息輸入：用戶對(duì)分布的要求和全局?jǐn)?shù)據(jù)概念模型與操作模式輸出：應(yīng)用的頻率表，實(shí)體的劃分表和數(shù)據(jù)與應(yīng)用的極化表32第32頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一三種類型的表1.頻率表給出各站點(diǎn)上每一應(yīng)用激活次數(shù)這里假設(shè)所有應(yīng)用在所有站點(diǎn)上都有可能執(zhí)行2.劃分表指明可使用于模式中各實(shí)體的潛在水平分片規(guī)則3.極化表基于定量分析方法來說明分片如何影響著應(yīng)用處理的本地性一個(gè)極化值表指明由一給定站點(diǎn)發(fā)出的一給定應(yīng)用訪問一給定片段的概率33第33頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.4.3分布設(shè)計(jì)階段目標(biāo)：從全局?jǐn)?shù)據(jù)模式，邏輯訪問表

16、和分布要求出發(fā)，將數(shù)據(jù)分配在站點(diǎn)上輸出：各站點(diǎn)的邏輯模式和邏輯訪問表包括四個(gè)階段：分片設(shè)計(jì)，非冗余分配，冗余分配和局部模式的重新構(gòu)造34第34頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一分片設(shè)計(jì)分片設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)體進(jìn)行水平分片和垂直分片，以便為以后設(shè)計(jì)階段確定可能的分配單位要使每一片段是一個(gè)合適的分配單位，就必須保證由各站點(diǎn)上執(zhí)行的各應(yīng)用，大約以同一方式（即相同頻率）訪問在片段中的事例（元組）分片設(shè)計(jì)主要包括邏輯判定，進(jìn)行邏輯判定時(shí)，從極化表中選擇某些謂詞，并用它們定義邏輯片段35第35頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一目標(biāo)：是把各片段映射到使用該片段最多的站點(diǎn)

17、上問題：如何識(shí)別最頻繁訪問該片段的站點(diǎn)？方法：根據(jù)頻率表與極化表，采用“最佳適應(yīng)法”，令Fij應(yīng)用i使用站點(diǎn)j的頻率；Pijk應(yīng)用i使用站點(diǎn)j時(shí)片段k的極化值于是從站點(diǎn)j訪問片段k的次數(shù)給出如下：因此，片段k被分配到站點(diǎn)j，使得非冗余分配36第36頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一冗余分配冗余分配的執(zhí)行是使用“貪婪”啟發(fā)式，可以采用上面已經(jīng)闡述過的“所有得益站點(diǎn)法” 或采用 “附加復(fù)制法”就是初起使用非冗余分配，在每次迭代時(shí)，計(jì)算因增加一副本使其變成本地的檢索訪問的得益與為維護(hù)該副本一致性所需要的附加遠(yuǎn)程修改訪問的損失之差值這個(gè)數(shù)字是個(gè)較大的正數(shù)時(shí)，把該片段的副本存儲(chǔ)到

18、得益站點(diǎn)，否則就不增加37第37頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一局部模式重新構(gòu)造局部模式的重新構(gòu)造是重新構(gòu)造片段分配站點(diǎn)上的局部模式，這一階段也負(fù)責(zé)ER全局模型中的聯(lián)系分配大多數(shù)聯(lián)系是作為對(duì)應(yīng)實(shí)體標(biāo)識(shí)符間的結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，DATAID-D方法建議把聯(lián)系放置在具有最大基數(shù)性的實(shí)體或片段的站點(diǎn)上，使得必須傳送的實(shí)體標(biāo)識(shí)符盡可能少38第38頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.5實(shí)例研究：飛機(jī)訂票系統(tǒng)2.5.1 實(shí)例研究概述2.5.2 飛機(jī)訂票系統(tǒng)中的分布要求分析2.5.3 飛機(jī)訂票系統(tǒng)中的分布設(shè)計(jì)39第39頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)1

19、1分，星期一2.5.1實(shí)例研究概述這是在飛機(jī)訂票系統(tǒng)中應(yīng)用DATAID-D方法進(jìn)行分布式數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的例子問題：我們要研究的訂票系統(tǒng)維護(hù)一個(gè)分布在三個(gè)站點(diǎn)（即機(jī)場(chǎng)1、2、3）上的數(shù)據(jù)庫，為使這個(gè)系統(tǒng)更形象，考慮在美國(guó)開業(yè)的一家公司。其中：1=丹佛，代碼為CO，位于美國(guó)的西部；2=紐約，代碼為NY，在北部；3=亞特蘭大，代碼為GA，在南部。數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)有關(guān)機(jī)場(chǎng)規(guī)程、班機(jī)調(diào)度、班機(jī)可用情況和旅客訂票等數(shù)據(jù)。40第40頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一飛機(jī)訂票數(shù)據(jù)庫的全局?jǐn)?shù)據(jù)模式41第41頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一飛機(jī)訂票數(shù)據(jù)庫的全局操作模式42第

20、42頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一訂票應(yīng)用圖2.7(a)每當(dāng)一新的旅客想預(yù)定一班機(jī)的機(jī)票時(shí)，該應(yīng)用就被激活。在這種情況下，訪問數(shù)據(jù)庫中的起飛與到達(dá)的機(jī)場(chǎng)，起飛與到達(dá)時(shí)間和班機(jī)日期。這些屬性在圖中標(biāo)以k，表明它們被用作訪問數(shù)據(jù)的關(guān)鍵詞。箭頭表明經(jīng)由兩個(gè)關(guān)系“從”與“到”訪問從機(jī)場(chǎng)實(shí)體到班機(jī)實(shí)體的進(jìn)行情況。實(shí)體左下角和右下角中的數(shù)字分別表示示例總數(shù)和由應(yīng)用選擇的平均示例數(shù)。一旦確定了班機(jī)，就建立旅客實(shí)體的一個(gè)新的示例及聯(lián)系訂票的一個(gè)示例；關(guān)于旅客名字、電話和種類（對(duì)應(yīng)于票價(jià)）的數(shù)據(jù)被寫入數(shù)據(jù)庫。注意：可用座位屬性先讀后寫（“o，w”; o表示輸出，w表示寫入）。問題：示

21、例總數(shù)和由應(yīng)用選擇的平均示例總數(shù)有何異同？解答：以班機(jī)實(shí)體為例，圖中的數(shù)字2000，表示的是班機(jī)示例的總的樣本空間數(shù)，假設(shè)在該樣本中，a應(yīng)用發(fā)生的次數(shù)為n1，b應(yīng)用發(fā)生的次數(shù)為n2，c應(yīng)用發(fā)生的次數(shù)為n3，那么就有如下等式： 2000=3n1+n2+30n3其中：3，1，30分別為應(yīng)用a，b，c選擇的平均示例數(shù)43第43頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一登記應(yīng)用圖2.7(b)凡旅客實(shí)際登機(jī)時(shí)，先執(zhí)行登記任務(wù)。根據(jù)旅客名字和班機(jī)號(hào)與日期，查明有關(guān)旅客和班機(jī)的示例（”k“屬性），然后，顯示檢索種類信息（”o“），并根據(jù)這一信息和班機(jī)座位圖，將一座位號(hào)分配給旅客，寫入座位圖和

22、座位號(hào)屬性，以及旅客的檢查行李號(hào)（即托運(yùn)行李的票據(jù)號(hào)）。44第44頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一起飛應(yīng)用圖2.7(c)從機(jī)場(chǎng)起飛時(shí)的應(yīng)用，產(chǎn)生描述即將離開該機(jī)場(chǎng)的30架班機(jī)的起飛信息的報(bào)告并顯示在TV監(jiān)視器上。機(jī)場(chǎng)符號(hào)和當(dāng)前日期與時(shí)間用于標(biāo)識(shí)所涉及的機(jī)場(chǎng)和班機(jī)實(shí)體。對(duì)各次班機(jī)，從數(shù)據(jù)庫中抽取班機(jī)號(hào)、起飛時(shí)間、出入口、延期和目的地機(jī)場(chǎng)符號(hào)與城市，使用”到“聯(lián)系來確定關(guān)于目的地機(jī)場(chǎng)的信息。在了解這些應(yīng)用的操作模式之后，對(duì)每個(gè)實(shí)體，需估算應(yīng)用的定量數(shù)據(jù)，建立起邏輯訪問表。以實(shí)體班機(jī)為例簡(jiǎn)要介紹一下，表2.1展示了實(shí)體班機(jī)的邏輯訪問表。45第45頁，共60頁，2022年，5

23、月20日，10點(diǎn)11分，星期一實(shí)體訪問表：班機(jī)表中的列對(duì)應(yīng)于操作，行對(duì)應(yīng)于實(shí)體屬性，矩陣元素表示在對(duì)象上所執(zhí)行的動(dòng)作類型（”o“，”w“，”k“）。由RA（聯(lián)系訪問）表示的行指明一個(gè)聯(lián)系是否用于訪問實(shí)體，而由AN（訪問數(shù)）表示的行給出了在該操作中涉及的示例總數(shù)。46第46頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.5.2 飛機(jī)訂票系統(tǒng)中的分布要求分析在前面，我們已經(jīng)了解到分布要求分析階段的輸出是三個(gè)表：頻率表、劃分表、極化表，那么，這三個(gè)表的具體內(nèi)容到底是什么呢？表2.2頻率表中說明了在節(jié)點(diǎn)1（丹佛）、2（紐約）、3（亞特蘭大）上全局操作模式所描述的應(yīng)用a，b，c的頻率。47

24、第47頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一基本劃分表 在這里給出的是實(shí)體機(jī)場(chǎng)和旅客的基本劃分表。設(shè)計(jì)者將區(qū)域?qū)傩赃x作為機(jī)場(chǎng)實(shí)體的劃分準(zhǔn)則，而將電話號(hào)碼前三位（區(qū)域碼）選作為旅客實(shí)體的劃分屬性。謂詞選擇性用每一可能的劃分屬性值給出該實(shí)體元組的百分?jǐn)?shù)。48第48頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一導(dǎo)出劃分表導(dǎo)出劃分，顧名思義，是在基本劃分的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。在這里我們只考慮基于機(jī)場(chǎng)劃分為區(qū)域的這個(gè)基本劃分可能產(chǎn)生的導(dǎo)出劃分。表2.4中考慮了四種導(dǎo)出劃分選擇。1）可以用兩種方法來劃分班機(jī)實(shí)體：依據(jù)聯(lián)系“從”（起飛機(jī)場(chǎng)）或“到”（到達(dá)機(jī)場(chǎng)）和基于已把機(jī)場(chǎng)分成區(qū)域

25、來劃分班機(jī)實(shí)體。2）表的最后兩行給出了劃分旅客實(shí)體的兩個(gè)方法：依據(jù)聯(lián)系訂票和班機(jī)，按班機(jī)起飛區(qū)域或第一訂票地點(diǎn)劃分。49第49頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一導(dǎo)出劃分表的注釋表該注釋表是對(duì)表2.4的注釋，其中說明了七種可能情形：旅客可能預(yù)定只離開一個(gè)區(qū)域（A，B，C）的班機(jī)，或離開兩個(gè)區(qū)域（AB，BC，AC）的班機(jī)，或離開所有區(qū)域（ABC）的班機(jī)。由于訂票是一種多對(duì)多關(guān)系（每個(gè)旅客可能多次訂票），所以需要以上七種情況。具體如圖：50第50頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一注意問題按照分片的定義，現(xiàn)實(shí)世界中的每個(gè)旅客映射到旅客實(shí)體中只有一個(gè)實(shí)例，

26、為此要注意存在兩種可能情形：第一種情形：當(dāng)旅客進(jìn)行第一次訂票時(shí)，靜態(tài)地給每一旅客示例分配到一個(gè)旅客片段中； 第二種情形：當(dāng)某一旅客再次訂票時(shí)，因?yàn)槁每褪纠狡蔚挠成涫莿?dòng)態(tài)的，相應(yīng)的旅客示例就有可能從一個(gè)旅客片段移動(dòng)到另一個(gè)旅客片段。 舉例說明：若依據(jù)旅客各次訂票的班機(jī)起飛區(qū)域來劃分旅客，那么可假設(shè)某旅客第一次訂票的起飛區(qū)域?yàn)锳，示例被分配到片段P1中，而當(dāng)該旅客又預(yù)訂一張起飛區(qū)域?yàn)锽的票時(shí)，相應(yīng)的示例就會(huì)移動(dòng)到p4中。51第51頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一極化表表2.6展示了一個(gè)極化表。表中的列關(guān)系到每一站點(diǎn)上應(yīng)用的激活信息，表中行關(guān)系到劃分謂詞。一個(gè)極化值表指

27、明由一給定站點(diǎn)發(fā)出的一給定應(yīng)用訪問一給定片段的概率。在實(shí)際的表中，只畫出了少數(shù)實(shí)體，而其余的實(shí)體可以通過假設(shè)其余示例的一致分布來進(jìn)行計(jì)算。有些應(yīng)用不使用實(shí)體，所以與某些子炬陣不相關(guān)，在表中就畫上個(gè)叉。52第52頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一2.5.3 飛機(jī)訂票系統(tǒng)中的分布設(shè)計(jì)飛機(jī)訂票系統(tǒng)中的分布設(shè)計(jì)由四步組成：1、對(duì)每一實(shí)體選擇分片準(zhǔn)則；2、確定非冗余分配；3、在非冗余分配上引入冗余；4、在每一站點(diǎn)上重新構(gòu)造局部模式下面具體闡述各步要完成的內(nèi)容與任務(wù)53第53頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一分片設(shè)計(jì) 在分布要求分析階段中，已給定了一些包含在

28、極化表中的可能有的劃分準(zhǔn)則。在分片設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)計(jì)者必須為各個(gè)實(shí)體選擇最合適的準(zhǔn)則，并確認(rèn)選定的劃分準(zhǔn)則自身是方便的。這要求對(duì)有關(guān)的應(yīng)用做定量分析，可以把這些應(yīng)用分成三類：通過劃分變得容易的，變得更困難的和不受影響的應(yīng)用。如果第一類“大于”第二類，那么劃分是方便的。在這個(gè)實(shí)例研究中考慮：1）對(duì)于確定分配單位，垂直劃分是沒有用的，事實(shí)上，通過垂直劃分，沒有哪個(gè)應(yīng)用會(huì)明顯變得容易些；2）相反地，所有實(shí)體都有水平分片：機(jī)場(chǎng)實(shí)體由一個(gè)基于區(qū)域的水平分片（片段：機(jī)場(chǎng)1，機(jī)場(chǎng)2，機(jī)場(chǎng)3）；班機(jī)實(shí)體由一個(gè)基于起飛機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)出水平分片（片段：班機(jī)1，班機(jī)2，班機(jī)3）；旅客實(shí)體有一個(gè)基于旅客預(yù)定的所有班機(jī)起飛的導(dǎo)出水平分片（片段：旅客1，旅客2，旅客3，旅客4，旅客5，旅客6，旅客7）。54第54頁，共60頁，2022年，5月20日，10點(diǎn)11分，星期一非冗余分配在有些情形中，根據(jù)選定的劃分準(zhǔn)則，容易得出非冗余分配。例如，機(jī)場(chǎng)1、班機(jī)1和旅客1被直接分配在站點(diǎn)1，同樣地，機(jī)場(chǎng)2，班機(jī)2和旅客2被分配在站點(diǎn)2；機(jī)場(chǎng)3，班機(jī)3和旅客3被分配在站點(diǎn)3；對(duì)于實(shí)體旅客的其他片段，必須根據(jù)極化表和頻率表來選擇使用該片段最多的站點(diǎn)，選擇方法我們已經(jīng)在前面闡述過。因此把旅客4、旅客6、旅客7分配到站點(diǎn)2，把旅客5分配到站點(diǎn)3。55第55頁，共60頁