分布式空间数据库(Distributed Spatial Database,DSDB)是使用计算机网络把面向物理上分散,而管理和控制又需要不同程度集中的空间数据库连接起来,共同组成一个统一的数据库的空间数据库系统。也可以简单地把分布式空间数据库看成是空间数据库和计算机网络的总和。但它绝对不是两者的简单结合,而是把物理上分散的空间数据库组织成为一个逻辑上单一的空间数据库系统,同时,又保持了单个物理空间数据库的自治性(宋海超,2004)。
分布式空间数据库系统是由若干个站点(或节点)集合而成,它们通过网络连接在一起,每个站点都是一个独立的空间数据库系统,它们都拥有各自的数据库和相应的管理系统及其分析工具。整个数据库在物理上存储于不同的设备,而在逻辑上是一个统一的空间是数据库。分布式空间数据库系统如图6.1所示。
其中,SDB为空间数据库,DDBMS为分布式数据库管理系统。
分布式数据库(DDB)是数据库技术与计算机网络技术的统一。数据库技术是一种抽象的集中数据管理方法。它通过集中实现数据共享,通过抽象实现数据的独立性,给用户提供一个总的、聚合的、唯一的数据集合及其统一的管理方法。另外,计算机网络是一种分散的计算机系统,是利用通信线路相互连接的计算机之间分布数据或程序,以适应用户地域分散的需要。因此,分布式数据库是集中和分散的统一。它通过结合这两个表面上矛盾的方法,实现了前所未有的功能和特点,具体概括如下(欧阳,2004):
图6.1 分布式空间数据库管理系统示意图(吴信才,2009)
(1)可靠性
在DDB中,单一部件的失效,不一定使整个系统失效,这比集中式数据库的一个部件的损坏而导致整个系统的崩溃好得多,也就是可靠性提高很多。而且,在DDB中,因为在不同的节点上可能有数据的副本,因此可以通过多个版本的副本恢复失效的数据。
(2)自治性
DDB允许每个场所有各自的自主性,允许机构的各个组织对其自身的数据实施局部控制,有局部的责任制,使它们较少地依赖某些远程数据处理中心。
(3)模块性
DDB是一个类似于模块化的系统,因为增加一个新的节点,远比用一个更大的系统代替一个已有的集中式系统要容易得多。这使得整个系统的结构十分灵活,增加或减少处理能力比较容易,而且这种增减对系统的其他部分影响较小。模块性决定了DDB具有很强的升级能力和较低的投资费用。
在DDB中,通过合理的分布数据,使得数据存储在其常用的节点,这样既缩短了响应的时间,减少了通信费用,又提高了数据的可用性。并且,对常用数据的重复存储,也可以提高系统的响应速度和数据的可用性。(www.daowen.com)
除了以上优点外,DDB的结构和功能决定了它还有以下几个特点:
(1)数据的物理分布性和逻辑整体性
DDB中的数据不是集中存储在一个地区的一台计算机上,而是分布在不同场地的计算机上,而每个计算机拥有相同的等级。虽然DDB在物理上是分布的,但这些数据并不是互不相关的,它们在逻辑上是相互联系的整体。
(2)数据的分布独立性(也称分布透明性)
从用户的视角来看,DDB中整个数据库仍然是一个集中的数据库,用户不必关心数据的分布,也不必关心数据物理位置分布的细节,更不必关心数据副本的一致性,分布的实现完全由系统来完成。系统的操作者所看到的是一个整体的类似于集中式的数据库。
(3)数据的冗余存储
在这点上是与集中式数据库不同的,分布式数据库中应存在适当冗余以提高系统处理的效率和可靠性。因此,数据复制技术是分布式数据库的一项很重要的技术。
(4)场地自治和协调
系统中的每个节点都具有独立性,能执行局部的应用请求; 同时,每个节点又是整个系统的一部分,可通过网络处理全局的应用请求。
DDB采用了系统的分层结构,对用户的查询和事务有着较高的优化处理要求,优化的目标有两个: 减少通信费用、缩短响应时间。对于数据的完整性、恢复和并行控制, DDB有着更加复杂的要求。
在保密性和安全性方面,DDB实现数据共享并不意味着完全放弃了保密性和安全性。首先,在具有高度节点自主性节点的DDB中,局部数据拥有者感受到更强的保护,因为他们可以不依赖于中心数据库管理员而实现他们自己的保护; 其次,安全问题对DDB来说是最根本的问题,因为通信网络对提供保护来说是个薄弱环节。
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