[正版新书] 分布式数据库原理与应用(微课版) 张潇 清华大学出版社 分布式数据库教材

本书结合高校计算机教育的特点和本校计算机教学的实际情况编写而成，主要以介绍分布式数据库的基础知识为目的。本书共10章，第1章为分布式数据库概述，第2章为分布式数据库系统的结构，第3章为分布式数据库设计，第4章为分布式数据库查询优化，第5章为分布式查询策略的优化，第6章为分布式数据复制，第7章为分布式事务管理，第8章为分布式恢复管理，第9章为分布式并发控制技术，第10章为P2P数据管理系统。书中内容由浅入深，对分布式数据库的基础内容进行了概况介绍及案例分析，以使得每位读者通过学习都能够掌握分布式数据库的基础知识及前沿技术。

本书内容新颖，理论与实际技术相结合，适用于高等院校计算机及相关专业的学生，也可供相关行业人员作为培训及参考书使用。

第1章分布式数据库概述1

1.1数据库系统1

1.1.1数据库的概念1

1.1.2数据库管理系统2

1.1.3数据库系统简介3

1.2数据模型4

1.2.1数据模型概述4

1.2.2数据之间的联系4

1.2.3关系模型6

1.2.4网状模型7

1.2.5层次模型8

1.3关系数据库与SQL8

1.3.1关系数据库8

1.3.2结构查询语言SQL9

1.4分布式数据库的基本概念11

1.4.1分布式数据库11

1.4.2分布式数据库管理系统12

1.4.3分布式数据库系统14

1.5分布式数据库的特性和优缺点15

1.5.1分布式数据库的特性15

1.5.2分布式数据库系统的优缺点17

1.6分布式数据库的主要技术简介18

1.7典型的分布式数据库系统19

习题121

第2章分布式数据库系统的结构22

2.1分布式数据库系统的组成22

2.1.1分布式数据库系统与用户有关的组成部分22

2.1.2分布式数据库系统与数据有关的组成部分23

2.1.3分布式数据库系统与网络有关的组成部分23

〖3〗分布式数据库原理与应用（微课版）目录〖3〗2.2分布式数据库系统的分类26

2.2.1按数据管理模型分类26

2.2.2按系统全局控制类型分类26

2.3分布式数据库的物理结构和逻辑结构27

2.3.1分布式数据库系统的物理结构27

2.3.2分布式数据库系统的逻辑结构28

2.4分布式数据库的体系结构28

2.4.1数据库系统的几种体系结构28

2.4.2分布式数据库的体系结构概述30

2.5分布式数据库系统的模式结构32

2.6分布式数据库系统的组件结构及功能36

2.6.1应用处理器的功能36

2.6.2数据处理器的功能37

2.6.3分布式数据库系统的组件结构37

2.6.4数据字典37

2.7多数据库系统与对等型数据库系统40

2.7.1多数据库系统40

2.7.2对等型数据库系统41

2.8Oracle数据库系统的体系结构43

习题247

第3章分布式数据库设计48

3.1关系数据库管理系统的关系运算48

3.1.1传统的集合运算49

3.1.2专门的关系运算51

3.2设计方法与分布设计的目标54

3.2.1TopDown设计过程54

3.2.2BottomUp设计过程55

3.2.3数据库分布设计的目标55

3.3分片的定义及分类56

3.3.1分片的定义和作用56

3.3.2分片设计过程57

3.3.3分片原则57

3.3.4分片的类型58

3.3.5分布式数据库数据分布透明性58

3.4水平分片59

3.4.1水平分片的概念59

3.4.2水平分片的操作62

3.4.3水平分片的原理62

3.5导出水平分片65

3.5.1导出水平分片的概念65

3.5.2导出水平分片的操作66

3.5.3导出水平分片的作用67

3.6垂直分片68

3.6.1垂直分片的概念68

3.6.2垂直分片的操作70

3.6.3垂直分片的设计方法70

3.7混合分片71

3.7.1混合分片的概念71

3.7.2混合分片的规范化设计72

3.8分片的表示方法73

3.8.1图形表示法73

3.8.2分片树表示方法73

3.9分布式数据库数据分配设计类型74

3.9.1分配设计的概念74

3.9.2数据分配的准则74

3.9.3分配类型75

3.10分配设计算法77

3.10.1数据分配方法优劣的度量77

3.10.2非冗余分配算法78

3.10.3冗余分配算法78

3.10.4与数据分配问题相关的统计信息80

3.11分布式数据库设计案例82

习题384

第4章分布式数据库查询优化86

4.1分布式数据库查询优化概述86

4.1.1分布式查询优化的必要性86

4.1.2分布式查询优化的目标88

4.2查询优化的基本概念89

4.2.1关系代数等价变化规则89

4.2.2查询树92

4.2.3数据库参数93

4.2.4关系运算的特征参数93

4.3分布式查询处理过程与优化层次96

4.3.1分布式查询处理过程96

4.3.2分布式查询优化过程97

4.3.3查询优化层次模式100

4.4查询分解101

4.4.1查询规范化101

4.4.2查询分析与查询约简102

4.4.3查询重写104

4.5公共子表达式的确定105

4.6全局查询到片段查询的转换107

4.7综合应用案例分析109

习题4110

第5章分布式查询策略的优化112

5.1查询处理策略选择涉及的问题112

5.2基于半连接算法的查询优化113

5.2.1半连接操作的定义113

5.2.2半连接操作过程和代价估算114

5.2.3基于半连接算法的查询优化案例115

5.3基于直接连接的查询优化算法115

5.3.1直接连接操作的策略116

5.3.2嵌套循环连接算法116

5.3.3基于排序的连接算法119

5.3.4站点依赖算法121

5.3.5分片和复制算法123

5.3.6Hash划分算法123

5.4SDD1算法124

5.4.1SDD1算法的基本概念124

5.4.2SDD1算法概述124

5.4.3SDD1算法案例125

5.5R中的查询优化算法132

5.5.1System R算法132

5.5.2System R算法133

习题5134

第6章分布式数据复制135

6.1数据复制的概念135

6.1.1数据复制135

6.1.2基本概念136

6.2数据复制的分类137

6.3数据复制的参考模型140

6.4数据库复制原理141

6.5数据复制的体系结构143

6.5.1变化捕获144

6.5.2分发146

6.5.3同步147

6.5.4冲突的检测与解决147

6.6Oracle的复制技术148

6.6.1Oracle的高级复制技术148

6.6.2Oracle的流复制技术149

6.7Sybase的复制技术150

6.8IBM数据库复制技术152

6.9SQL Server复制技术152

6.9.1复制类型152

6.9.2复制代理154

6.10MySQL复制技术154

习题6155

第7章分布式事务管理156

7.1事务的概念与特性156

7.1.1数据库事务的概念156

7.1.2事务的基本特性157

7.1.3事务与数据库的一致性状态159

7.2事务的类型160

7.3分布式数据库事务161

7.3.1分布式数据库事务的概念161

7.3.2分布式数据库事务的特点161

7.3.3分布式事务的生命期162

7.3.4分布式事务管理的目标163

7.4局部事务管理器与分布式事务管理器163

7.5分布式事务执行控制模型165

7.5.1主从控制模型165

7.5.2三角控制模型165

7.5.3层次控制模型166

7.6分布式事务的两阶段提交协议(2PC协议)167

7.6.1协议参与者167

7.6.2两阶段提交协议算法168

7.6.3两阶段提交协议的优缺点170

7.6.4两阶段提交协议的实现方法171

7.7三阶段提交协议(3PC协议)174

7.7.1三阶段提交协议算法174

7.7.2三阶段提交协议的特点177

7.7.3两阶段提交协议和三阶段提交协议的比较178

习题7179

第8章分布式恢复管理180

8.1分布式恢复概述180

8.2数据库日志文件181

8.2.1日志文件181

8.2.2检查点183

8.3数据库故障类型184

8.3.1局部事务内部故障184

8.3.2站点故障185

8.3.3存储介质故障185

8.3.4网络故障186

8.4故障恢复策略187

8.4.1常用的恢复策略187

8.4.2数据库故障恢复模型188

8.5集中式数据库恢复协议189

8.5.1数据库的更新问题189

8.5.2集中式数据库恢复协议概述191

8.6两阶段提交协议(2PC协议)故障恢复196

8.6.1两阶段提交协议的终结协议196

8.6.2两阶段提交协议的故障重启动协议199

8.6.3两阶段提交协议场地故障恢复200

8.6.4通信故障恢复201

8.7三阶段提交协议(3PC协议)故障恢复202

8.7.1三阶段提交协议的终结协议202

8.7.2三阶段提交协议场地故障恢复204

8.7.3三阶段提交协议通信故障恢复206

8.8分布式可靠性协议207

习题8208

第9章分布式并发控制技术209

9.1并发控制的基本概念209

9.1.1事务的并发执行209

9.1.2并发事务的冲突210

9.2调度表与可串行化问题214

9.2.1调度表214

9.2.2集中式数据库事务调度可串行化问题215

9.2.3分布式事务调度可串行化问题216

9.3基于锁技术的并发控制217

9.3.1锁的类型与锁粒度217

9.3.2两阶段封锁协议(2PL协议)219

9.3.3基于锁的并发控制方法的实现220

9.4基于时间戳的并发控制算法221

9.4.1时间戳模型222

9.4.2基本时间戳方法223

9.4.3保守时间戳方法224

9.5乐观并发控制方法227

9.6分布式死锁及处理227

9.6.1超时法解决死锁228

9.6.2死锁等待图228

9.6.3集中式死锁检测229

9.6.4层次死锁检测230

9.6.5分布式死锁检测231

9.6.6分布式死锁的预防232

习题9232

第10章P2P数据管理系统234

10.1P2P系统概述234

10.2P2P系统的拓扑结构235

10.3P2P数据管理系统238

10.4P2P数据管理系统的体系结构239

10.5P2P数据管理系统查询处理240

习题10243

参考文献244