中科院分布式数据库系统及其应用 0_分布式数据库与WWW数据库和移动数据库_.ppt

徐俊刚 （),分布式数据库系统及其应用,2009年2月2009年6月,www数据库系统的产生及其运行环境 www数据库系统的体系结构 www数据库 移动计算环境和移动数据系统参考模型 移动数据库中的数据管理 移动数据库系统实现技术和应用研究,ddb与www数据库和移动数据库,第9章,www起源 world wide web，简称www，也称web 是由瑞士的cern于1990年搭建的，最早是用于物理学家之间提供信息共享。 目前www已成为internet网的主要组成部分 www数据库系统的产生 web服务中存在大量的文本和图片等信息，单纯的检索能力比较弱 web数据库系统应运而生，它将web技术与分布式数据库技术有机结合，用数据库技术管理www上的数据,www数据库系统概念 www环境下运行的数据库系统 它的数据库分散配置在www的不同节点上 能够为www用户提供远程数据访问服务 是一种特定的分布式数据库系统网络数据库系统 www数据库系统前景 是采用超文本、超媒体进行信息存储与传递的特定的分布式数据库系统。 随着internet的普及，www数据库系统将成为未来最现实、最受欢迎、最为流行的、应用最为广泛的分布式数据库系统。,统一资源定位器 uniform resource locator，简称url 它由三部分组成 第一部分是超文本传输协议http 第二部分是www上唯一的网站名或机器名 第三部分是相关文件在网站上的路径名 如/gscascn/index.aspx 超文本传输协议 hypertext transfer protocol，简称http http是web的主要基础，支持web上客户机与服务器之间的通信,http协议的会话过程 连接（connection） 请求（request） 应答（response） 关闭（close） http的主要功能 可以传输复杂数据类型，客户机可以直接显示这些数据类型，如声音、图像和视频等 便于在http客户机之间或者使用不同网关的其他协议之间通信的功能，如gopher、smtp、新闻组、ftp等。,http适用于各种数据类型和协议,超文本标记语言 hypertext markup language，简称html 它是一种标准化的、结构化的文档 可以在不同www浏览器、编辑器和转换器上统一使用 html文档的主要特点 可以包含指向其他文档的链接项，即url。 可以将声音、图像、视频等多媒体信息集成在一起。 html文档本身并不包含多媒体数据，它仅包含指向这些多媒体数据的链接项。,/sale.htm,/finance.htm,/product.htm /sale.htm,/work.htm,/finance.htm /work.htm,/product.htm,/work.htm /product.htm,/sale.htm,页面之间链接示意图,html语言的特点 通用性 简易性 可扩展性 与平台无关性 支持用不同方式创建html文档,主页 homepage，简称hp 主要是包含个人或机构基本信息的页面，用于对个人或机构进行综合性介绍，是访问个人或机构详细信息的入口点。 对一个机构来说，主页通常是www服务器的缺省页面，如输入就到了中科院研究生院的缺省主页。 对个人主页来说，往往不是缺省页面，需要输入指定的路径及文件名。,www数据库系统 不是真正意义上的分布式数据库系统 但是和分布式数据库系统有着极其紧密的关系 可以说是一种特定的分布式数据库系统 www数据库的体系结构 客户机或web浏览器 网络 web服务器 数据服务器,web数据库的体系结构图,www浏览器工作原理 www浏览器负责接收用户的请求，并利用http协议将用户的请求传送给www服务器。 当服务器将请求的相应结果页面返回到该浏览器后，它将结果页面进行解释，并显示在用户的屏幕上。 www浏览器由一系列的客户单元、解释单元和一个控制单元组成,www浏览器基本功能 查找、启动与终止链接 通过按钮和菜单项进行链接 使用历史得到以往访问过的页面的地址列表 使用书签提供更多的页面的地址 自由设定屏幕窗口 选择起始页面 改变浏览器界面的式样、字体和色彩 查看内嵌图像与外部图像 保存和打印主页,www服务器 应用程序 驱动程序管理器 和dbms驱动程序,www数据库的建立 www数据库驻留在www网络的各个节点上，它可以是独立的集中式的数据库。这与计算机网络环境下的真正意义上的分布式数据库是有本质区别的 在www数据库系统中，数据的完整性管理是极为重要的，可以通过利用专用的数据复制器进行,建立www数据库的步骤 建立数据库的逻辑分区或数据库存储文件 创建数据库 建立用户自定义数据类型 建立数据库基本表、视图和索引 装入数据,www数据库的访问 建立数据源 web上数据库访问的方法 使用cgi脚本的存取方法 使用jdbc的存取方法,使用cgi脚本实现web数据库存取,数据库与web接口的重要性 第一，随着web上电子商务等应用的发展，用于事务处理的数据库必须连接到web上。 第二，可以通过动态生成web文档，解决依用户的不同而使显示的web文档也不同（个性化），以及当数据更新时web文档也应该同步更新的问题。 数据库的web接口方式 固有调用方式 odbc方式 jdbc方式 asp方式 jsp方式,应用需求是移动数据库技术发展的源动力 对人活动范围的扩展，不分地域和时间 商务领域的需求，移动商务 数字化信息服务的发展，天气预报、交通信息 军事领域的特殊需求 通信、硬件技术及相应软件技术的发展为移动数据库的产生提供了强有力的技术保障 无线通信技术的发展 硬件技术的发展 相应软件技术的发展,无线广播信元,移动单元 mobile units, mu 是使用电池供电的便携式计算机等移动设备 可在地理位置移动性区域内自由移动 移动计算平台 类似于客户机/服务器体系结构 移动单元有时被看作客户机，基站作为服务器 客户机和服务器通过无线信道进行通信,移动环境的特性 移动数据库环境中数据的更新很快，用户需要保持对数据更新的追踪，以确保数据的及时更新 移动用户随机地进入或离开信元 移动环境中，响应时间和电源供给都很重要。,为无线连接,移动数据库系统由两部分组成 一部分俗称移动部分或客户机，运行在嵌入式移动设备上，包括嵌入式移动应用、移动数据库系统及其同步接口，以及移动数据库 另一部分俗称固定部分或服务器，是在主机或基站上运行，包括主数据库及其数据库管理系统，其他异构数据源及odbc和同步服务器及同步协同器 两部分之间通过网络进行通信，嵌入式移动设备与网络的链接通常是无线链接。,移动应用的分类 垂直应用：用户在确定的信元内对数据进行操作，如医疗卫生行业用户、出租车司机用户分别可以获得相关信息 水平应用：用户协同完成某项工作，它们对系统内分布的数据进行操作。 移动应用的数据分类 私有数据 公有数据：多用于垂直应用 共享数据：水平应用,移动计算环境下的数据管理功能 数据同步复制功能 移动事务管理功能 故障的恢复能力 系统数据的安全备份功能 微型化系统,数据同步复制的内容 数据复制的冲突检测和冲突解决 同步过程中事务原子性的保证 主动同步的实现 与异构数据源同步，以及与异构数据源之间数据类型的转换 数据的快速复制,数据同步复制的冲突（移动设备上的嵌入式数据库与主动数据库同步时，在数据完整性上发生的冲突） 在对移动设备上的嵌入式数据库进行insert操作时，违反主关键字约束 在对移动设备上的嵌入式数据库进行update操作时，违反主关键字约束 在对移动设备上的嵌入式数据库进行update操作时，使用了一个不存在的主关键字 在对移动设备上的嵌入式数据库进行update操作时，update操作中的旧值与主数据库中的旧值不匹配 在对移动设备上的嵌入式数据库进行delete操作时，update操作中的旧值与主数据库中的旧值不匹配,数据同步复制的冲突（移动设备上的嵌入式数据库与主动数据库同步时，在数据完整性上发生的冲突） 用户可以通过指定以主数据库数据为主，或是以移动设备上的嵌入式数据库数据为主，来解决主数据库与嵌入式数据库两者之间的数据同步过程中的冲突。 如指定以主数据库数据为主，则当发生同步数据冲突时，系统将根据主数据库数据来更新移动设备上的数据库的中的数据，而主数据库中的数据不做改动 反之，如果用户指定以嵌入式数据库数据为主，则当发生同步数据冲突时，系统将根据嵌入式数据库中的数据来更新主数据库中的数据，而嵌入式数据库中的数据不做改动,数据同步复制的传统方法 传统的数据复制技术有冲突检测和解决技术、快速刷新技术、缓存技术。 移动环境中的一些特殊方法 两层复制 文档复制 依靠应用系统的语义来进行协调 影子跟踪,基于事务代理技术的移动事务管理 oracle公司的mobile agent 移动用户采用“客户机/mobile agent/服务器”结构访问 这种方法可以使移动设备不用随时连接服务器，有效地减少了通信时间 基于移动事务局部化技术和数据复制技术的事务管理 sybase asa，ibm db2 everywhere采用这种技术 所有的数据库事务都是在嵌入式设备上完成，在需要时把已经完成的局部事务向主节点上数据库提交 东北大学的openbase mini也采用了对移动事务进行局部优化并结合数据同步复制的方法，完成了对移动节点事务的管理,微型化技术 是实现移动系统的一项重要技术 从趋势上看，移动节点使用的设备都趋于小型化，hpc,pda和智能手机等 但是这些移动设备具有的资源有限，尤其是存储空间 包括两个方面：移