Bài giảng Cơ sở dữ liệu phân tán - Hồ Bảo Quốc

Cơ sở dữ liệu phõn tỏn 
TS. Hồ Bảo Quốc 
Đại học khoa học tự nhiờn TP.HCM 
Nội dung 
n  Giới thiệu tổng quan 
n  Kiến trỳc khỏch/chủ (client/server) 
n  Cỏc khỏi niệm căn bản của DDB 
n  Quản trị giao tỏc phõn tỏn 
n  Xử lý truy vấn phõn tỏn 
n  An tũan và bảo mật 
n  Khụi phục sau sự cố 
Tài liệu tham khảo 
n  Nguyờn lý cỏc hệ cơ sở dữ liệu phõn tỏn 
M. Tamer ệzsu, Patrick Valduriez 
Biờn dịch: Trần Đức Quang 
n  Principles of Distributed Database Systems 
M. Tamer ozsu, Patrick Valduriez 
n  Database systems (Design, implementation, and 
management 
 Peter Rob, Carlos Coronel 
n  An introduction to Database systems 
 C. J. Date 
Giới thiệu tổng quan 
Lịch sử phỏt triển 
n  1970 : Hệ thống quản lý dữ liệu tập trung 
n  1980 : Nhu cầu phõn tỏn 
n  Xó hội 
n  Doanh nghiệp phõn tỏn 
n  Cụng nghệ 
n  Mỏy tớnh trở thành cụng cụ quen thuộc 
n  Thụng tin trở thành hàng húa (Data WareHouse, Data Mining) 
n  Hàng tỉ khỏch (clients) (cố định/di động) và hàng triệu chủ (server) 
n  Sự phỏt triển của bộ nhớ : càng lớn, càng nhanh, càng rẽ 
n  Sự phỏt triển của mỏy tớnh 
n  Sự phỏt triển của mạng 
Sự phỏt triển của cỏc hệ DBMS 
Mụ 
hỡnh 
Hiệu 
suất 
Cõu truy 
vấn 
Tớnh mở 
rộng 
Mạng (70) Kộm Tốt kộm Khụng 
Quan hệ (80) Tốt Kộm ? Tốt Khụng 
Đối tượng (90) Tốt Tốt Tốt Cú 
Đối tượng – 
Quan hệ (00) 
Tốt Tốt Tốt cú 
Sự phỏt triển của cỏc ứng dụng 
n  Transactional : OLTP : On Line Transaction 
Processing 
n  Database Server : OLCP : On line Complex 
Processing 
n  Data WareHouse : OLAP (On Line Analytical 
Processing) 
Tại sao cần cỏc hệ phõn tỏn 
n  Cỏc đặc trưng chớnh 
n  Phõn tỏn dữ liệu trờn cỏc mỏy tớnh độc lập 
n  Truyền thụng qua mạng (hữu tuyến/vụ tuyến) 
n  Ưu điểm 
n  Tương tỏc 
n  Hợp tỏc và chia sẻ tài nguyờn 
n  Ích lợi 
n  Giảm chi phớ 
n  Tăng hiệu suất và tớnh đỏp ứng 
Hệ CSDL phõn tỏn là gỡ ? 
n  CSDL phõn tỏn là một tập hợp nhiều CSDL cú 
liờn hệ logic và được phõn bổ trờn một mạng mỏy 
tớnh 
n  Cơ sở dữ liệu + mạng mỏy tớnh 
n  Nguyờn lý căn bản : Đối với người dựng, một hệ 
thống phõn tỏn cú vẽ giống như một hệ tập trung với 
một server logic 
Cỏc đặc trưng 
1.  Độc lập cục bộ 
2.  Khụng phụ thuộc vào một nỳt trung tõm 
3.  Tớnh đỏp ứng cao 
4.  Độc lập vị trớ vật lý 
5.  Độc lập phõn mảnh (fragment) 
6.  Độc lập nhõn bản (replica) 
7.  Xử lý cõu truy vấn phõn tỏn 
8.  Quản lý giao tỏc phõn tỏn 
9.  Độc lập phần cứng 
10.  Độc lập hệ điều hành 
11.  Độc lập mạng 
12.  Độc lập hệ quản trị cơ sở dữ liệu 
Cỏc vấn đề cần giải quyờt 
n  Điều khiển dữ liệu ngữ nghĩa 
 (Semantic Data Control) 
n  Quản lý giao tỏc phõn tỏn 
(Distributed Transaction Management) 
n  Xử lý cõu truy vấn phõn tỏn 
(Distributed Query Process) 
n  Điều khiển truy xuất đồng thời 
(Concurrence Control) 
n  Điều khiển khụi phục sau sự cố (Recovery) 
Kiến trỳc Client/Server 
Kiến trỳc khỏch/chủ (client/server) 
n  Định nghĩa : 
 Kiến trỳc tớnh túan trong đú cỏc xử lý được phõn bổ 
trờn mỏy chủ (server) và cỏc mỏy khỏch/trạm (client) 
một cỏch hợp lý nhằm khai thỏc tối đa khả năng của 
hệ thống và tăng tớnh bảo mật của dữ liệu trờn server 
n  Phõn chia chức năng 
n  Chức năng cho ô khỏch ằ 
n  Chức năng của ô chủ ằ 
n  Mụ hỡnh hai lớp/nhiều lớp ( two level/ n-tier) 
Kiến trỳc 2 lớp 
Giao diện người 
dựng
Chương trỡnh ứng 
dụng
DBMS ở mỏy khỏch
Phần mềm truyền thụng
Hệ 
điều 
hành
Phần mềm truyền thụng
Quản lý tự điển dữ liệu
Tối ưu húa cõu truy vấn
Quản lý giao tỏc
Quản lý khụi phục sau sự cố
Hệ 
điều 
hành
Quan hệ 
kết quảCõu truy vấn SQL
Phõn lớp chương trỡnh ứng dụng 
n  Chương trỡnh liờn quan đến giao diện (interface) 
n  Thể hiện và kiểm súat Form màn hỡnh 
n  Tạo bỏo cỏo (report) 
n  Hội thọai người – mỏy 
n  Chương trỡnh tớnh túan chức năng 
n  Chương trỡnh truy cập dữ liệu của CSDL 
Cỏc giải phỏp khỏch chủ 
n  Giải phỏp 1 
Giao diện 
Tớnh túan 
chức năng 
Truy cập dữ liệu 
Client Server 
SQL 
KQ 
Cỏc giải phỏp khỏch/chủ 
n  Giải phỏp 2 
Giao diện 
Tớnh túan 
Truy cập dữ liệu 
SQL 
KQ 
client 
Server 
Cỏc giải phỏp khỏch chủ 
n  Giải phỏp 3 
Giao diện 
Tớnh túan 1 
Tớnh túan 2 
Truy cập dữ liệu 
SQL 
KQ 
Client 
Server 
Cỏc giải phỏp phần mềm 
n  Microsoft 
n  Windows Server 
n  SQL – Server 
n  Visual Studio 
n  IBM 
n  OS2 
n  DB2 
n  Java 
n  Open Source 
n  Linux 
n  MySQL 
n  Java 
Kiến trỳc 3 lớp (3-tier) 
client 
Web 
Server 
DB 
Server DB 
URL 
html 
Cỏc thành phần của DDBMS 
USER
User Processor
User Interface 
Handler
Semantic Data 
controller
Global Query 
Optimizer
Global Execution 
Monitor
External 
Shema
Global 
Conceptual 
Scheme
Local Query 
Processor
Local 
Conceptual 
Scheme
Local Recovery 
Manager
Runtime Support 
Processor
Local internal 
Scheme
User 
processor
Data 
Processor