第四章 分布透明性

1、第四章 分布透明性的级别 所谓分布透明性级别就是应用程序与数据分布相关程度的一种度量，很类似于集中式数据库中的数据独立性，数据分布透明性分为四个级别。首先通过例子考虑什么是分段及分段种类。4.1 数据分段及分段种类设有如下关系数据模型：S (学号,姓名,年令,性别,系号，奖学金, 班长学号，民族)D（系号，系名，系主任）C(课号,课名,学时,任课教师)SC(学号, 课号,成绩) （1）水平分段-通过选择运算实现例：把表S分为2个段，男、女各一段选择的条件称为限定语，用q表示S1=SL性别=男SS2=SL性别=女S（2） 垂直分段-通过投影运算实现例：根据学习与生活的不同用途把S按属性分为2个段

2、。 S3=PJ学号，姓名，系名，班长学号S S4=PJ学号，性别，奖学金，民族S注意：学号必须重复,用于结合还原（3） 导出式水平分段-通过半结合运算实现例：把成绩表SC按男、女分为2个段 SC1=SC NSJ S1 (男) SC2=SC NSJ S2 (女)（4） 混合式分段（含水平和垂直）例：把S分成4段，男、女及学习与生活信息分开S11=PJ学号，姓名，系别，班长学号SL性别=男SS12=PJ学号，姓名，系别，班长学号SL性别=女SS21=PJ学号，性别,奖学金，民族SL性别=男S S22=PJ学号，性别,奖学金，民族SL性别=女S 分段原则与分段透明性级别分段原则：（1）数据完整性（不

3、丢数据），任一数据必属某段。（2）可重构性 水平分段、或导出水平分段用合并运算重构， 垂直分段用结合运算重构混合分段用合并和结合运算重构（3）不相交性水平分段、或导出水平分段均为划分，即任意一个元组只属某一个段。分段透明性级别：(1) 分段透明应用程序与段无关（与集中数据库相同）(2) 位置透明应用程序与段有关，但与段所在位置无关(3) 本地映射透明应用程序与段及段所在位置都有关，但与本地的DBMS无关(4) 无透明性应用程序与段、段的位置、本地DBMS都有关 只读应用的分布透明性 (1) 最简单的读应用（单表读）例子:设有全局据库模型：EMP(EMPNUM,NAME,SAL,TAX,MGRN

4、UM,DEPTNUM) DEPT(DEPTNUM, NAME, AREA, MGRNUM)SUPPLIER(SNUM, NAME, CITY)SUPPLY(SNUM, PNUM, DEPTNUM, QUAN)分段模式：EMP1=SLDEPTNUM<=10PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)EMP2=SL10<DEPTNUM<=20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP)EMP3=SLDEPTNUM>20PJEMPNUM,NAME,MGRNUM,DEPTNUM(EMP) EMP4=PJEMPNUM,NAME,SAL,

5、TAX(EMP)DEPT1=SLDEPTNUM<=10(DEPT)DEPT2=SL10<DEPTNUM<=20(DEPT)DEPT3=SLDEPTNUM>20(DEPT) SUPPLIER1=SLCITY=SF(SUPPLIER)SUPPLIER2=SLCITY=LA(SUPPLIER)SUPPLY1=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY SJ SNUM=SNUM SUPPLIER2也可写成：SUPPLY1=SUPPLY NSJ SUPPLIER1SUPPLY2=SUPPLY NSJ SUPPLIER2例子：Q1：任意给

6、一个供应商号，求供应商名。 （1）系统具有分段透明性 Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER where SNUM = $SNUM； Write(terminal, $NAME)；SUPPLIER1 DDBNS 站点1SUPPLIER2 DDBMS 站点2SUPPLIER2 站点3 （a） 分段透明性（级别1）查询Q1：任意给一个供应商号，求供应商名。 （2）系统具有位置透明性：Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER1 where SNUM

7、 = $SNUM；if not # FOUND then select NAME into $NAME from SUPPLIER2 where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);SUPPLIER1 DDBNS 站点1SUPPLIER2 DDBMS 站点2SUPPLIER2 或 站点3 （b） 位置透明性（级别2）（3）系统具有本地映射透明性：（加站点）Read(terminal，$SNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER1 AT SITE1 where SNUM = $SNUM；if not # FOUND

8、then select NAME into $NAME from SUPPLIER2 AT SITE3 where SNUM = $SNUM；Write(terminal, $NAME);SUPPLIER1 DDBNS 站点1SUPPLIER2 DDBMS 站点2SUPPLIER2 站点3 （c） 本地映射透明性（级别3）图4.1 分布透明性不同级别下的只读应用 SUPINQUIRY（4）无透明性（2）较复杂的读应用（多表读）查询Q2：任意给一个零件号，求供应商名。设分配模式为：SUPPLIER1 为站点1 SUPPLY1 为站点3 SUPPLIER2 为站点2 SUPPLY2 为站点4（1）

9、系统具有分段透明性 Read(terminal，$PNUM)； select NAME into $NAME from SUPPLIER，SUPPLYwhere SUPPLIER . SNUM = SUPPLY.SNUM and SUPPLY.PNUM=$PNUM; Write(terminal, $NAME); （a） 分段透明性（级别1）查询Q2：任意给一个零件号，求供应商名。 设分配模式为：SUPPLIER1 为站点1 SUPPLY1 为站点3 SUPPLIER2 为站点2 SUPPLY2 为站点4（2）系统具有位置透明性Read(terminal，$PNUM)； select NAME

10、 into $NAME from SUPPLIER1，SUPPLY1where SUPPLIER1 . SNUM = SUPPLY1.SNUM； and SUPPLY1.PNUM=$PNUM;if not # FOUND thenselect NAME into $NAME from SUPPLIER2，SUPPLY2where SUPPLIER2 . SNUM = SUPPLY2.SNUM； and SUPPLY2.PNUM=$PNUM; Write(terminal, $NAME); （b） 位置透明性（级别2）思考：SUPPLIER 与 SUPPLY 都有更多的段？SUPPLIER1 与

11、 SUPPLY2 或SUPPLIER1 与 SUPPLY2 的结合不为空呢？查询Q2：任意给一个零件号，求供应商名。并设分配模式为：SUPPLIER1 为站点1 SUPPLY1 为站点3 SUPPLIER2 为站点2 SUPPLY2 为站点4（3）系统具有本地映射透明性Read(terminal，$PNUM)； select SNUM into $SNUM from SUPPLY1 at site3where PNUM = $PNUM;if # FOUND thenbegin send $SNUM from site3 to site1；select NAME into $NAMEfrom S

12、UPPLIER1 at site1 （程序员很聪明）where SNUM = $SNUMendelse beginselect SNUM into $SNUMfrom SUPPLIER2 at site4where PNUM = $PNUM；send $SNUM from site4 to site2；select NAME into $NAMEfrom SUPPLIER2 at site2where SNUM = $SNUM endWrite(terminal, $NAME);（d） 本地映射透明性（级别3） 分布透明性不同级别下的只读应用 SUPOFPART4.4 更新应用的分布透明性设有

13、全局数据模型：S(学号,姓名,年令,性别,系号，奖学金,民族)C(课号,课名,学时,任课教师)SC(学号, 课号,成绩) D(系号，系名，系主任)分段与分配模式为：S1=SL系号=2S 站点1S2=SL系号=5S 站点2S3=SL系号¹2 AND 系号¹5S 站点3SC1 = SC NSJ S1 站点1SC2 = SC NSJ S2 站点2SC3 = SC NSJ S3 站点3模式C与D不分段，且重复地存放在2个站点上。请分别在分段透明、位置透明、本地映射透明下完成：（1）把100号学生的奖学金增加50元。（2）把6号与2号系学生的奖学金都加50元。（3）学号为100的学生

14、由2号系调入5号系的程序。的程序。分段透明：UPDATE SSET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；位置透明：SELECT * FROM S1 WHERE 学号=100； IF # FOUND THEN UPDATE S1SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；ELSE BEGIN SELECT * FROM S2 WHERE 学号=100； IF # FOUND THENUPDATE S2SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100； ELSEUPDATE S3SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；END；本地映射透明：SELECT * F

15、ROM S1 AT SITE1 WHERE 学号=100；IF # FOUND THEN UPDATE S1 AT SITE1SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；ELSE BEGIN SELECT * FROM S2 AT SITE2 WHERE 学号=100； IF # FOUND THENUPDATE S2 AT SITE2SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；ELSEUPDATE S3 AT SITE3SET 奖学金=奖学金+50WHERE 学号=100；END；（2）把6号与2号系学生的奖学金都加50元。分段透明：UPDATE SSET 奖学金=奖学金

16、+50WHERE 系号=2 OR系号=6；位置透明：UPDATE S2SET 奖学金=奖学金+50；UPDATE S3SET 奖学金=奖学金+50WHERE 系号=6；本地映射透明：UPDATE S2 AT SITE2SET 奖学金=奖学金+50；UPDATE S3 AT SITE3SET 奖学金=奖学金+50WHERE 系号=6；（3）学号为100的学生由2号系调入5号系的程序。分段透明：UPDATE SSET 系号=5WHERE 学号=100；位置透明：SELECT 姓名,年令,性别,奖学金,班长学号，民族INTO 姓名，年令，性别, 奖学金, 民族FROM S1WHERE 学号=100；

17、SELECT 学号, 课号,成绩 INTO SC（学号, 课号,成绩）FROM SC1WHERE 学号=100； DELETE SC1 WHERE 学号=100；（先删SC1，因为学号在该表中为外键）DELETE S1 WHERE 学号=100；（再删S1）INSERT INTO S2 （100，姓名，年令，性别, 奖学金, 民族）INSERT INTO SC2 AS SELECT * FROM SC本地映射透明：SELECT 姓名,年令,性别,奖学金,班长学号，民族INTO 姓名，年令，性别, 奖学金, 民族FROM S1 AT SITE1WHERE 学号=100；SELECT 学号, 课号

18、,成绩 INTO SC（学号, 课号,成绩）FROM SC1 AT SITE1WHERE 学号=100； DELETE SC1 AT SITE1 WHERE 学号=100；DELETE S1 AT SITE1 WHERE 学号=100；INSERT INTO S2 AT SITE2（100，姓名，年令，性别, 奖学金, 民族）INSERT INTO SC2 AT SITE2 AS SELECT * FROM SC设EMP有如下分段：EMP1=PJEMPNUM,NAME,SAL,TAXSLDEPTNUM<=10(EMP) EMP2=PJEMPNUM,MGRNUM,DEPTNUMSLDEPT

19、NUM<=10(EMP) EMP3=PJEMPNUM,NAME,DEPTNUM SLDEPTNUM>10(EMP) EMP4=PJEMPNUM,SAL,TAX MGRNUM SLDEPTNUM>10 (EMP)Q3 100号雇员从3号部门调至15号部门。分段透明：（注意：部门变了部门经理号也得变） SELECT MGRNUM INTO $MGRNUM FROM DEPT WHERE DEPTNUM = 15;UPDATE EMPSET DEPTNUM = 15, MGRNUM=$MGRNUMWHERE EMPNUM = 100；（a） 分段透明性（级别1）位置透明：SELECT NAME，SAL，TAX INTO $NAME，$SAL，$TAXFROM EMP1WHERE EMPNUM = 100 ；SELECT MGRNUM INTO $MGRNUMFROM DEPT2WHERE DEPTNUM = 15 ；DELETE EMP1 WHERE EMPNUM = 100; DELETE EMP2 WHERE EMPNUM = 100;INSERT INTO EMP3（EMPNUM，SAL，TAX，DEPTNUM）； （100，$NAME，15 ）；INSERT INTO EMP4（EMPNUM，SAL，TAX，MGR