基于分布式计算机技术的数据库管理系统研究

潘培雯

摘要：随着计算机技术的发展，关于分布式数据库管理系统的相关问题越来越受到专家学者的重视，但是从目前的研究状况来看，在分布式数据库管理系统的设计上还有很多问题有待解决。在本文中，笔者以分布式计算机技术结构特点介绍为起始点，对分布式数据库管理系统的设计原则以及设计核心内容展开分析，目的在于完善分布式数据库管理系统设计上的相关研究。

关键词：分布式；计算机技术；数据库；管理系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）06-0006-02

网络的迅速发展导致以往的数据库技术已经无法满足生产生活的需求，如今大众更是希望在访问存放在不同网络以及不同节点的数据时，不用过多去了解数据是如何在计算机上进行存储的，而且当计算机系统的某一部位出现问题时，原本的数据仍然不会丢失，因此，这就要求在对分布式数据库管理系统进行设计时，要结合分布式计算机技术的结构特点，按照一定的设计原则并且以设计原则为指导来完善设计内容。

1 分布式计算机技术结构特点介绍

分布式计算机技术通过对某些特定逻辑代码采用集中式的管理办法，从而为安装在客户端上的应用程序在同一时间对其展开访问提供便利，最终开放信息资源，实现共享。分布式计算机技术结构特点如下：

1）较高的安全性。在分布式结构中，客户端与数据库之间存在运用程序服务器，因而导致客户端无法直接对数据库展开访问，这为数据库的非法入侵问题提供了一个行之有效的解决方式，因此提高了安全性。

2）维护的快捷性。由于逻辑代码的封装过程在中间层进行，不同客户端上的运用均在中间层进行访问，因此，只需要在中间层便可以完成对数据库的访问控制，从而为系统的更新换代等维护提供了便捷条件。

3）平衡数据处理。因为分布式结构能够平衡载荷，而且对网络资源能够优化处理，而且对于不能工作的服务器能够用冗余的系统取而代之，因此在一定程度上提升了计算机系统的可靠性。

2 分布式数据库管理系统设计原则

2.1 系统安全原则

对于计算机系统来说，安全性至关重要，系统安全具体体现在当系统的某一个部位出现问题时，不会影响整个系统的正常运作而且原数据也不会丢失，这也是在设计分布式管理系统时，不容忽视的一个问题。在系统设计过程中，通常采用域的形式来实现对数据的统一管理，在系统运行的任何一个时间节点均只有一个主服务器来承担对整个系统的维护工作，同时，为了保证系统运行安全，除了主服务器以外，还有若干个备份服务器，当主服务器出现问题时，备份服务器接替主服务器的工作维持系统运行。因此，接替运转的备份服务器必须能够与主服务器同步，当对主服务器上的重要任何配置进行更改时均需要在备份服务器上有所反馈，做出同样处理。除此之外，当把备份服务器以外加机器的形式添加到系统中来时，必须对主服务器上的系统资源库信息有所保存并且同步到外加机器上。通过诸如上述的方式来确保分布式数据库管理系统设计中系统的安全性。

2.2 数据透明原则

在分布式数据库管理系统的设计中，数据透明原则不容忽视，也就是对系统数据实现透明化的管理状态，而这一原则可以通过系统中的数据字典来实现。在计算机中，系统数据字典是系统管理中的重要组成部分，其主要作用就是将系统里面的相关数据进行整理分类然后按照一定的逻辑顺序组织在一起，进而为数据的查询、浏览、复制等一系列操作提供便利。当操作者得到进入逻辑数据库进行访问的相应权限之后，便可以开始访问，而不需要再来考虑自己所用的系统、用的哪一台计算机以及所访问的数据在网络中的放置位置。因此便实现了在系统设计中数据透明性的要求。

3 分布式数据库管理系统设计核心内容

3.1 客户机和服务器以及服务器相互之间的通信

分布式数据库管理系统的设计需要一个良好的通信机制，而实现信息的直接传递则是系统通信的核心部分，在运行过程中，这一通信机制往往是依靠Windows socket消息驱动程序来实现。

当客户机与服务器相互通信时，客户机首先会向服务器发送用户名、口令等相关连接信息，与此同时，服务器将会打开对应的搜寻端口号来获取客户机的指令请求。为了方便信息的发送与接收，系统采用特定用户的传播模式，以函数形式在客户机与服务器间实行信息传递。

因为管理系统的运行并非单独服务器的运作，因此，在服务器间也需要信息传递，每个进入系统的服务器都需要有一个明确的身份（主服务器还是备份服务器），因此，当系统中有新服务器进来时，首先要同其他服务器配对连接，在配对过程之中识别身份以及判断主服务器的存在与否。

3.2 系统相关配置文件

配置文件是对系统进行扩充的关键文件，在管理系统中主要分为两大类：服务器配置文件以及客户机配置文件，在服务器上有较多种类配置文件，主要分为：放置服务器名以及通信端口号、放置主服务器存在标志、主服务器名以及通信端口号、放置每一个客户机通信端口号，具体作用如下所述：

1）服务器配置文件。当某个服务器进入系统并且运行后，该服务器先从放置有每一个服务器名以及通信端口号的配置文件中调取相关数据，然后依据获取的数据来初始化连接对象以达到连接每一个系统服务器的目的。

2）主服务器配置文件。当系统中已存在某个主服务器，其余每个服务器均会对主服务器名、通信端口号等相关信息进行记录，形成配置文件，而这正是主服务器与备份服务相互连接时的识别信息。

3）客户机配置文件。当客户机与服务器通信时，服务器需要对与自身连接的客户机的端口号有记录，以便打开这个端口进行侦听，因此，客户机配置文件正是为了保留客户机通信端口号而存在。

3.3 数据一致性

当系统的某个位置出现故障时，为了确保对问题部分的正常访问，则系统需要建立反应机制，在其余节点位置对故障部分的数据进行备份，这样就带来了系统运行过程中数据是否一致的问题。当用户对任何的备份副本数据做修改时，则需要在每一个副本中均有反映，否则会造成系统数据紊乱。在管理系统设计过程中，对数据一致性的维护可以分为两种情况来考虑。

首先，当系统中的另外一个副本正在被访问时，就无法提交修改后的文件，因为在同一时间被访问的两个副本，其所做的更改有产生冲突的可能性。其次，如果系统在发出连接信号时，寻找不到某个副本，进而系统就会对这个副本进行忽略性的处理，并且对所做的更改进行提交。但是这种处理方式并不代表不再需要这个副本，而是让这个副本推迟更新。对于数据变更，系统将会以事务文件的形式将其保留，与此同时，在数据字典上将这个副本和最近副本标记上不一致的标志，通过这个标志来证明这个副本还没有进行提交的更改，而且还需在数据字典上对此副本没有做出提交的事务文件名称作相应的登记，当此副本所在节点重新开启或者再次进入系统，将会在数据字典中搜寻同最近副本不一样的相关标志。以上所述的方法，在系统设计过程中能够有效的维护系统数据的一致性。

4 结束语

在竞争日趋激烈的今天，分布式数据库管理系统不仅能够提高各单位办公效率，而且还能够在很大程度上减少运行成本。本文以分布式计算机技术结构特点为基础，对分布式数据库管理系统设计过程中应当坚守的系统安全原则以及数据透明原则作了分析，并以此引出分布式数据库管理系统设计中通信、配置文件、数据一致性等核心内容，通过以上研究来为设计出处理更加灵活，性能更加稳定的数据库管理系统提供一些建议。

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