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第1章 引言1

1.1 分布式数据处理2

1.2 什么是分布式数据库系统2

1.3 数据发送的不同选择4

1.4 DDBS的承诺5

1.4.1 分布及复制数据的透明管理5

1.4.2 分布式事务提供的可靠性9

1.4.3 改进的性能10

1.4.4 更为容易的系统扩展11

1.5 分布所带来的复杂性11

1.6 设计问题12

1.6.1 分布式数据库设计12

1.6.2 分布式目录管理12

1.6.3 分布式查询处理12

1.6.4 分布式并发控制13

1.6.5 分布式死锁管理13

1.6.6 分布式数据库的可靠性13

1.6.7 复制13

1.6.8 问题之间的相互关系13

1.6.9 其他方面的问题14

1.7 分布式DBMS体系架构15

1.7.1 ANSI/SPARC体系架构15

1.7.2 集中式DBMS的通用体系架构16

1.7.3 分布式DBMS体系架构的模型18

1.7.4 自治性18

1.7.5 分布19

1.7.6 异构性20

1.7.7 体系架构的不同选择20

1.7.8 客户／服务器系统20

1.7.9 P2P系统22

1.7.10 多数据库体系架构25

1.8 参考文献说明28

第2章 背景知识30

2.1 关系DBMS概述30

2.1.1 关系数据库概念30

2.1.2 规范化32

2.1.3 关系语言33

2.2 计算机网络概述41

2.2.1 不同类型的网络42

2.2.2 通信方式45

2.2.3 数据通信的基本概念46

2.2.4 通信协议47

2.3 参考文献说明50

第3章 分布式数据库设计51

3.1 自顶向下的设计过程52

3.2 分布设计的研究问题54

3.2.1 为什么要分片54

3.2.2 不同的分片方法55

3.2.3 划分程度56

3.2.4 分片的正确性规则56

3.2.5 不同的分配方法57

3.2.6 信息需求57

3.3 分片58

3.3.1 水平分片58

3.3.2 垂直分片70

3.3.3 混合分片79

3.4 分配80

3.4.1 分配问题的定义80

3.4.2 信息需求82

3.4.3 分配模型83

3.4.4 解决办法85

3.5 数据目录85

3.6 本章小结86

3.7 参考文献说明87

练习88

第4章 数据库集成91

4.1 自底向上的设计方法92

4.2 模式匹配95

4.2.1 模式异构性97

4.2.2 语言匹配方法98

4.2.3 基于限制的匹配方法100

4.2.4 基于学习的匹配方法101

4.2.5 组合匹配方法101

4.3 模式集成102

4.4 模式映像103

4.4.1 映像建立104

4.4.2 映像维护108

4.5 数据清洗109

4.6 本章小结110

4.7 参考文献说明111

练习112

第5章 数据与访问控制120

5.1 视图管理120

5.1.1 集中式DBMS中的视图121

5.1.2 分布式DBMS中的视图123

5.1.3 物化视图的维护124

5.2 数据安全126

5.2.1 裁决式访问控制127

5.2.2 多级访问控制128

5.2.3 分布式访问控制130

5.3 语义完整性控制132

5.3.1 集中式语义完整性控制133

5.3.2 分布式语义完整性控制136

5.4 本章小结140

5.5 参考文献说明141

练习142

第6章 查询处理概述144

6.1 查询处理问题144

6.2 查询处理的目标147

6.3 关系代数运算的复杂度148

6.4 查询处理程序的刻画148

6.4.1 语言149

6.4.2 优化类型149

6.4.3 优化时机149

6.4.4 统计150

6.4.5 决策站点150

6.4.6 网络拓扑的利用150

6.4.7 利用复制的片段151

6.4.8 使用半连结151

6.5 查询处理的层次151

6.5.1 查询分解152

6.5.2 数据本地化153

6.5.3 全局查询优化153

6.5.4 分布式查询执行154

6.6 本章小结154

6.7 参考文献说明154

第7章 查询分解与数据本地化156

7.1 查询分解156

7.1.1 规范化156

7.1.2 分析157

7.1.3 去除冗余159

7.1.4 重写160

7.2 分布数据的本地化164

7.2.1 主水平划分的归约164

7.2.2 垂直分片的归约166

7.2.3 诱导分片的归约167

7.2.4 混合分片的归约169

7.3 本章小结170

7.4 参考文献说明171

练习171

第8章 分布式查询的优化174

8.1 查询优化174

8.1.1 搜索空间175

8.1.2 搜索策略176

8.1.3 分布式代价模型177

8.2 集中式查询优化182

8.2.1 动态查询优化182

8.2.2 静态查询优化185

8.2.3 混合查询优化188

8.3 分布查询的连结排序189

8.3.1 连结排序189

8.3.2 基于半连结的算法191

8.3.3 连结与半连结的对比193

8.4 分布式查询优化194

8.4.1 动态方法194

8.4.2 静态方法197

8.4.3 基于半连结的方法200

8.4.4 混合方法204

8.5 本章小结207

8.6 参考文献说明208

练习209

第9章 多数据库查询处理211

9.1 多数据库查询处理的关键问题211

9.2 多数据库查询处理体系架构212

9.3 使用视图进行查询重写214

9.3.1 Datalog术语214

9.3.2 使用GAV的查询重写技术215

9.3.3 使用LAV的查询重写技术216

9.4 查询优化和执行218

9.4.1 异构代价模型218

9.4.2 异构查询优化223

9.4.3 自适应的查询处理227

9.5 查询翻译和执行232

9.6 本章小结234

9.7 参考文献说明234

练习235

第10章 事务管理介绍238

10.1 事务的定义239

10.1.1 事务的终结条件241

10.1.2 事务的特性242

10.1.3 事务的形式化定义243

10.2 事务的性质245

10.2.1 原子性245

10.2.2 一致性245

10.2.3 隔离性246

10.2.4 持久性249

10.3 事务的类型249

10.3.1 平面事务250

10.3.2 嵌套事务250

10.3.3 工作流252

10.4 再论体系架构模型254

10.5 本章小结255

10.6 参考文献说明256

第11章 分布式并发控制257

11.1 可串行化理论257

11.2 并发控制机制的分类261

11.3 基于加锁的并发控制算法262

11.3.1 集中式2PL265

11.3.2 分布式2PL268

11.4 基于时间戳的并发控制算法269

11.4.1 基本TO算法269

11.4.2 保守TO算法272

11.4.3 多版本TO算法273

11.5 乐观并发控制算法274

11.6 死锁管理276

11.6.1 死锁预防277

11.6.2 死锁回避278

11.6.3 死锁检测与解决279

11.7 “放松”的并发控制281

11.7.1 非串行化历史281

11.7.2 嵌套分布式事务282

11.8 本章小结284

11.9 参考文献说明285

练习286

第12章 分布式DBMS的可靠性288

12.1 可靠性的概念和度量288

12.1.1 系统、状态与故障288

12.1.2 可靠性与可用性289

12.1.3 平均无故障时间／平均修复时间291

12.2 分布式DBMS的故障292

12.2.1 事务故障292

12.2.2 站点（系统）故障292

12.2.3 介质故障293

12.2.4 通信故障293

12.3 局部可靠性协议294

12.3.1 体系结构的考虑294

12.3.2 恢复信息296

12.3.3 LRM命令的执行299

12.3.4 建立检查点302

12.3.5 处理介质故障303

12.4 分布式可靠性协议304

12.4.1 分布式可靠性协议的组件304

12.4.2 两阶段提交协议305

12.4.3 2PC的变型版本310

12.5 处理站点故障311

12.5.1 2PC的终结和恢复协议311

12.5.2 三阶段提交协议315

12.6 网络划分319

12.6.1 集中式协议320

12.6.2 基于投票的协议320

12.7 体系架构方面的考虑322

12.8 本章小结323

12.9 参考文献说明324

练习325

第13章 数据复制327

13.1 复制数据库的一致性328

13.1.1 相互一致性328

13.1.2 相互一致性与事务一致性330

13.2 更新管理策略331

13.2.1 积极更新传播331

13.2.2 懒惰更新传播332

13.2.3 集中式技术332

13.2.4 分布式技术333

13.3 复制协议333

13.3.1 积极集中式协议333

13.3.2 积极分布式协议338

13.3.3 懒惰集中式协议338

13.3.4 懒惰分布式协议343

13.4 分组通信344

13.5 复制与故障346

13.5.1 故障和懒惰复制346

13.5.2 故障和积极复制346

13.6 复制中介程序服务349

13.7 本章小结351

13.8 参考文献说明351

练习352

第14章 并行数据库系统354

14.1 并行数据库系统架构354

14.1.1 目标355

14.1.2 功能架构356

14.1.3 并行DBMS架构357

14.2 并行数据布局361

14.3 并行查询处理365

14.3.1 查询并行性365

14.3.2 数据处理的并行算法366

14.3.3 并行查询优化371

14.4 负载均衡374

14.4.1 并行执行问题374

14.4.2 算子内负载均衡375

14.4.3 算子间负载均衡377

14.4.4 查询内负载均衡377

14.5 数据库集群381

14.5.1 数据库集群架构381

14.5.2 复制382

14.5.3 负载均衡384

14.5.4 查询处理386

14.5.5 容错性388

14.6 本章小结389

14.7 参考文献注释390

练习391

第15章 分布式对象数据库管理393

15.1 基础对象概念和对象模型394

15.1.1 对象394

15.1.2 类型和类396

15.1.3 组合（聚合）398

15.1.4 子类划分和继承398

15.2 对象的分布设计400

15.2.1 类的水平分片400

15.2.2 类的垂直分片402

15.2.3 路径划分402

15.2.4 类的分片算法402

15.2.5 分配403

15.2.6 复制404

15.3 架构问题404

15.3.1 可选的客户／服务器架构404

15.3.2 缓存一致性408

15.4 对象管理410

15.4.1 对象标识管理410

15.4.2 指针转换411

15.4.3 对象迁移412

15.5 分布式对象存储413

15.6 对象查询处理416

15.6.1 对象查询处理器架构417

15.6.2 查询处理问题417

15.6.3 查询执行421

15.7 事务管理424

15.7.1 关于正确性的判据424

15.7.2 事务模型和对象结构426

15.7.3 对象DBMS中的事务管理426

15.7.4 将事务看作对象432

15.8 本章小结433

15.9 参考文献注释433

练习434

第16章 P2P数据管理436

16.1 基础设施438

16.1.1 非结构P2P网络438

16.1.2 结构化的P2P网络441

16.1.3 超级节点P2P网络444

16.1.4 P2P网络的比较446

16.2 P2P系统中的模式映射446

16.2.1 成对模式映射446

16.2.2 基于机器学习技术的映射447

16.2.3 共同协议映射447

16.2.4 使用IR技术的模式映射448

16.3 在P2P系统中查询449

16.3.1 前k名查询449

16.3.2 连结查询458

16.3.3 范围查询459

16.4 副本一致性462

16.4.1 在DHT中的基本支持462

16.4.2 在DHT中的数据当前性464

16.4.3 副本协调465

16.5 本章小结468

16.6 参考文献注释468

练习469

第17章 万维网数据管理471

17.1 万维网图管理472

17.1.1 万维网图结构的压缩473

17.1.2 采用S-节点的万维网图存储474

17.2 万维网搜索475

17.2.1 万维网爬取476

17.2.2 索引478

17.2.3 排序与链接分析479

17.2.4 关键词搜索的评价479

17.3 万维网查询480

17.3.1 半结构化数据方法481

17.3.2 万维网查询语言方法485

17.3.3 问答系统489

17.3.4 隐藏万维网搜索与查询492

17.4 分布式XML处理495

17.4.1 XML概览496

17.4.2 XML查询处理技术502

17.4.3 XML数据的分片505

17.4.4 分布式XML处理的优化511

17.5 本章小结517

17.6 参考文献说明518

练习518

第18章 前沿研究：流数据和云计算520

18.1 数据流管理520

18.1.1 流数据模型521

18.1.2 流查询语言523

18.1.3 流算子和它们的实现526

18.1.4 查询处理528

18.1.5 DSMS查询优化531

18.1.6 负载削减和近似532

18.1.7 多查询优化533

18.1.8 流挖掘533

18.2 云数据管理536

18.2.1 云的分类536

18.2.2 网格计算538

18.2.3 云架构541

18.2.4 云中的数据管理542

18.3 本章小结548

18.4 参考文献注释549

参考文献551