基于分布式計算機技術的數據庫管理系統研究

摘 要 隨著計算機技術的發展，關于分布式數據庫管理系統的相關問題越來越受到專家學者的重視，但是從目前的研究狀況來看，在分布式數據庫管理系統的設計上還有很多問題有待解決。在本文中，筆者以分布式計算機技術結構特點介紹為起始點，對分布式數據庫管理系統的設計原則以及設計核心內容展開分析，目的在于完善分布式數據庫管理系統設計上的相關研究。

【關鍵詞】分布式 計算機技術 數據庫 管理系統

網絡的迅速發展導致以往的數據庫技術已經無法滿足生產生活的需求，如今大眾更是希望在訪問存放在不同網絡以及不同節點的數據時，不用過多的去了解數據是如何在計算機上進行存儲的，而且當計算機系統的某一部位出現問題時，原本的數據仍然不會丟失，因此，這就要求在對分布式數據庫管理系統進行設計時，要結合分布式計算機技術的結構特點，按照一定的設計原則并且以設計原則為指導來完善設計內容。

1 分布式計算機技術結構特點介紹

1.1 較高的安全性

在分布式結構中，客戶端與數據庫之間存在運用程序服務器，因而導致客戶端無法直接對數據庫展開訪問，這為數據庫的非法入侵問題提供了一個行之有效的解決方式，因此提高了安全性。

1.2 維護的快捷性

由于邏輯代碼的封裝過程在中間層進行，不同客戶端上的運用均在中間層進行訪問，因此，只需要在中間層便可以完成對數據庫的訪問控制，從而為系統的更新換代等維護提供了便捷條件。

1.3 平衡數據處理

因為分布式結構能夠平衡載荷，而且對網絡資源能夠優化處理，而且對于不能工作的服務器能夠用冗余的系統取而代之，因此在一定程度上提升了計算機系統的可靠性。

2 分布式數據庫管理系統設計原則

2.1 系統安全原則

對于計算機系統來說，安全性至關重要，系統安全具體體現在當系統的某一個部位出現問題時，不會影響整個系統的正常運作而且原數據也不會丟失。在系統設計過程中，通常采用域的形式來實現對數據的統一管理，在系統運行的任何一個時間節點均只有一個主服務器來承擔對整個系統的維護工作，同時，為了保證系統運行安全，除了主服務器以外，還有若干個備份服務器，當主服務器出現問題時，備份服務器接替主服務器的工作維持系統運行。因此，接替運轉的備份服務器必須能夠與主服務器同步，當對主服務器上的重要任何配置進行更改時均需要在備份服務器上有所反饋，做出同樣處理。

2.2 數據透明原則

在分布式數據庫管理系統的設計中，數據透明原則不容忽視，也就是對系統數據實現透明化的管理狀態，而這一原則可以通過系統中的數據字典來實現。在計算機中，系統數據字典是系統管理中的重要組成部分，其主要作用就是將系統里面的相關數據進行整理分類然后按照一定的邏輯順序組織在一起，進而為數據的查詢、瀏覽、復制等一系列操作提供便利。當操作者得到進入邏輯數據庫進行訪問的相應權限之后，便可以開始訪問，而不需要再來考慮自己所用的系統、用的哪一臺計算機以及所訪問的數據在網絡中的放置位置。因此便實現了在系統設計中數據透明性的要求。

3 分布式數據庫管理系統設計核心內容

3.1 客戶機和服務器以及服務器相互之間的通信

分布式數據庫管理系統的設計需要一個良好的通信機制，而實現信息的直接傳遞則是系統通信的核心部分，在運行過程中，這一通信機制往往是依靠Windows socket消息驅動程序來實現。

當客戶機與服務器相互通信時，客戶機首先會向服務器發送用戶名、口令等相關連接信息，與此同時，服務器將會打開對應的搜尋端口號來獲取客戶機的指令請求。為了方便信息的發送與接收，系統采用特定用戶的傳播模式，以函數形式在客戶機與服務器間實行信息傳遞。

3.2 系統相關配置文件

配置文件是對系統進行擴充的關鍵文件，在管理系統中主要分為兩大類：服務器配置文件以及客戶機配置文件，具體作用如下所述：

3.2.1 服務器配置文件

當某個服務器進入系統并且運行后，該服務器先從放置有每一個服務器名以及通信端口號的配置文件中調取相關數據，然后依據獲取的數據來初始化連接對象以達到連接每一個系統服務器的目的。

3.2.2 主服務器配置文件

當系統中已存在某個主服務器，其余每個服務器均會對主服務器名、通信端口號等相關信息進行記錄，形成配置文件，而這正是主服務器與備份服務相互連接時的識別信息。

3.2.3 客戶機配置文件

當客戶機與服務器通信時，服務器需要對與自身連接的客戶機的端口號有記錄，以便打開這個端口進行偵聽，因此，客戶機配置文件正是為了保留客戶機通信端口號而存在。

3.3 數據一致性

首先，當系統中的另外一個副本正在被訪問時，就無法提交修改后的文件，因為在同一時間被訪問的兩個副本，其所做的更改有產生沖突的可能性。其次，如果系統在發出連接信號時，尋找不到某個副本，進而系統就會對這個副本進行忽略性的處理，并且對所做的更改進行提交。但是這種處理方式并不代表不在需要這個副本，而是讓這個副本推遲更新。對于數據變更，系統將會以事務文件的形式將其保留，與此同時，在數據字典上將這個副本和最近副本標記上不一致的標志，通過這個標志來證明這個副本還沒有進行提交的更改，而且還需在數據字典上對此副本沒有做出提交的事務文件名稱做相應的登記，當此副本所在節點重新開啟或者再次進入系統，將會在數據字典中搜尋同最近副本不一樣的相關標志。以上所述的方法，在系統設計過程中能夠有效的維護系統數據的一致性。

4 結束語

在競爭日趨激烈的今天，分布式數據庫管理系統不僅能夠提高各單位辦公效率，而且還能夠在很大程度上減少運行成本。本文以分布式計算機技術結構特點為基礎，對分布式數據庫管理系統設計過程中應當堅守的系統安全原則以及數據透明原則作了分析，并以此引出分布式數據庫管理系統設計中通信、配置文件、數據一致性等核心內容，通過以上研究來為設計出處理更加靈活，性能更加穩定的數據庫管理系統提供一些建議。

參考文獻

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作者簡介

潘培雯（1980-），女，湖北省荊州市人。現為武漢職業技術學院講師，主要從事計算機教學與研究。

作者單位

武漢職業技術學院 湖北省武漢市 430000