淺析分布式管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與設(shè)計(jì)技術(shù)

王澤濱 張雪明 張立麗

摘 要：分布式管理系統(tǒng)一般由多個(gè)重要模塊組成，數(shù)據(jù)庫就是其中的一種。數(shù)據(jù)庫所發(fā)揮的作用是根據(jù)系統(tǒng)的相關(guān)需求來進(jìn)行數(shù)據(jù)的插入，刪除，修改以及查詢，使多個(gè)系統(tǒng)用戶能實(shí)時(shí)、并發(fā)的獲取與操作庫內(nèi)信息。數(shù)據(jù)庫的發(fā)展歷時(shí)長久，在這么多年的發(fā)展過程當(dāng)中，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)已經(jīng)從無結(jié)構(gòu)發(fā)展到了關(guān)系模式，以及面向?qū)ο蟮榷喾N形式。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，主要技術(shù)有關(guān)系表以及 E-R 圖，同時(shí)使用結(jié)構(gòu)化的查詢語言 SQL，充分遵循數(shù)據(jù)庫的具體操作細(xì)則，使分布式管理系統(tǒng)整體性能得到顯著提升。本論文從不同方面闡述分布式管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用與設(shè)計(jì)技術(shù)，希望為研究分布式管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的專家和學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：分布式管理系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫應(yīng)用；技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展，分布式管理系統(tǒng)已經(jīng)在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，取得了顯著的應(yīng)用成效。分布式管理系統(tǒng)最關(guān)鍵的組成部分就是數(shù)據(jù)庫，其可以為分布式軟件提供一個(gè)可擴(kuò)展的操作架構(gòu)，該接口可以并發(fā)式接入千萬級(jí)用戶，支持全文搜索和關(guān)鍵詞搜索，目前已經(jīng)成為許多大型企業(yè)軟件數(shù)據(jù)保存和操作的解決方案。

1分布式管理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的作用

所謂的數(shù)據(jù)庫是一種對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)管理以及后續(xù)加工的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)發(fā)展而來的工具，從計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件誕生開始，數(shù)據(jù)庫就已經(jīng)出現(xiàn)，并且在后續(xù)的發(fā)展過程當(dāng)中被大規(guī)模的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫的發(fā)展經(jīng)歷了無結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及關(guān)系結(jié)構(gòu)和面向?qū)ο蟮榷鄠€(gè)階段，在數(shù)據(jù)庫的發(fā)展過程當(dāng)中，很多著名的科技公司都參與了數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的研發(fā)。分布式管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)庫所實(shí)現(xiàn)的功能主要包括如下幾點(diǎn)。

1.1 數(shù)據(jù)的插入功能

在分布式管理系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)其具體的需求來進(jìn)行邏輯業(yè)務(wù)的處理，在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的保存，數(shù)據(jù)的保存，需要使用到插入功能，例如數(shù)據(jù)表的插入列信息以及行信息的插入，數(shù)據(jù)插入之后數(shù)據(jù)庫內(nèi)容中就增加了一條記錄，方便進(jìn)行瀏覽以及查詢。

1.2數(shù)據(jù)的查詢功能

在數(shù)據(jù)插入之后，數(shù)據(jù)庫內(nèi)部保存相關(guān)信息，用戶可以根據(jù)自己的需求來進(jìn)行搜索請(qǐng)求，同時(shí)通過瀏覽操作來進(jìn)行數(shù)據(jù)的查詢，查詢到的內(nèi)容可以輸出到分布式管理系統(tǒng)當(dāng)中，若是查詢失敗則顯示未查詢到相關(guān)信息。

1.3數(shù)據(jù)的刪除功能

在分布式管理系統(tǒng)中，因?yàn)橐恍?shù)據(jù)信息變得過時(shí)或者是陳舊，就需要對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行刪除，從數(shù)據(jù)庫當(dāng)中進(jìn)行移除，避免信息過時(shí)而導(dǎo)致搜索結(jié)果出現(xiàn)失誤，給數(shù)據(jù)信息使用者造成誤導(dǎo)。

1.4數(shù)據(jù)的修改功能

同數(shù)據(jù)的插入功能，相似數(shù)據(jù)的修改功能，只是在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中對(duì)新的數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行插入，同時(shí)對(duì)已經(jīng)完成的某些字段進(jìn)行重復(fù)性的更新，但是對(duì)于數(shù)據(jù)庫總體記錄數(shù)目來講并沒有產(chǎn)生變化。隨著分布式管理系統(tǒng)，其功能數(shù)目的增多，在數(shù)據(jù)庫使用過程當(dāng)中有許多新的功能被研發(fā)出來，例如挖掘批量處理以及索引管理等等，這些功能對(duì)于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)處理速度有明顯的提升，對(duì)于相關(guān)的數(shù)據(jù)請(qǐng)求任務(wù)更好的完成，對(duì)于人類社會(huì)的信息化一句智能化快速化發(fā)展具有重要意義。

2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo)是根據(jù)分布式管理系統(tǒng)信息加工和處理需求，利用概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲取數(shù)據(jù)實(shí)體及實(shí)體間的關(guān)系，然后將其轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)關(guān)系表，完成邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，利用結(jié)構(gòu)化查詢語言構(gòu)建一個(gè)個(gè)存儲(chǔ)過程，提高信息加工速度和存儲(chǔ)能力，提高數(shù)據(jù)庫的安全性、統(tǒng)一性和完整性。因此，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)包括概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2.1數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫保存的信息很多，這些信息來源于客觀世界，比如，一個(gè)汽車、一個(gè)電視機(jī)、一個(gè)學(xué)生、一本書或一個(gè)班級(jí)等。因此，數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以利用抽象建模功能，將這些實(shí)體信息進(jìn)行分類、聚集和概述，構(gòu)建一個(gè)實(shí)體關(guān)系圖，能夠反映客觀世界的信息結(jié)構(gòu)、流動(dòng)和相互制約情況。本文為更清晰地描述概念設(shè)計(jì)模式，選擇學(xué)籍信息分布式管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)為樣例，描述每個(gè)階段設(shè)計(jì)的結(jié)果。數(shù)據(jù)庫概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用 E-R 圖，該關(guān)鍵技術(shù)可以描述學(xué)籍信息的各個(gè)實(shí)體關(guān)系，比如，用戶、學(xué)生、班級(jí)、專業(yè)部、成績(jī)及其之間的關(guān)系，形成一個(gè)個(gè)局部視圖，然后集成在一起形成全局視圖，完整地描述概念結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果。

2.2數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以將概念設(shè)計(jì)的結(jié)果轉(zhuǎn)換為邏輯結(jié)構(gòu)，邏輯結(jié)構(gòu)采用關(guān)系表描述，包括行和列，行表示每個(gè)實(shí)體，列表示每個(gè)實(shí)體的屬性。邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要采用優(yōu)化準(zhǔn)則，以便更好地提高數(shù)據(jù)庫的整體性能，如果邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，則會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫運(yùn)行非常慢，增加計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的響應(yīng)延遲時(shí)間。數(shù)據(jù)庫邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還需要遵守規(guī)范化理論，該理論可以為數(shù)據(jù)庫工程師提供設(shè)計(jì)工具，減少數(shù)據(jù)冗余，保證數(shù)據(jù)的原子性和獨(dú)立性，這樣就可以不需要過多的級(jí)聯(lián)操作，提高了數(shù)據(jù)庫增加、刪除和修改信息的速度。

2.3數(shù)據(jù)庫物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)直接與管理系統(tǒng)相關(guān)，目前，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)包括結(jié)構(gòu)化查詢語言和面向?qū)ο蟛樵冋Z言兩種，結(jié)構(gòu)化查詢語言的代表為 SQL Server、MySQL，面向?qū)ο蟛樵冋Z言的代表為 Oracle 和 DB2，物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要結(jié)合計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件的開發(fā)語言和開發(fā)環(huán)境，如果開發(fā)語言為 C#，開發(fā)平臺(tái)為 Visual Studio，此時(shí)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以采用 SQL Server；如果開發(fā)語言為 Java，開發(fā)平臺(tái)為 Eclipse，此時(shí)，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以采用 My SQL 等，以便更好地與計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件結(jié)合在一起，提高軟件開發(fā)的便捷性和速度。學(xué)籍信息分布式管理系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)建構(gòu)完成時(shí)，學(xué)籍信息插入功能實(shí)現(xiàn)代碼 Insert into 表名稱 values（值 1，值2，……）；學(xué)生信息刪除功能實(shí)現(xiàn)代碼 delete from 表名稱 where 列名稱 = 值；學(xué)生信息修改功能實(shí)現(xiàn)代碼update 表名稱 set 列名稱 = 新值 where 列名稱 = 值；查詢功能實(shí)現(xiàn)代碼 select 查詢結(jié)果 from 表名稱。物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)分布式信息管理系統(tǒng)產(chǎn)生直接影響的就是數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)，現(xiàn)如今的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)主要包括兩個(gè)部分，分別是結(jié)構(gòu)化查詢語言以及面向?qū)ο蟛樵冋Z言。在進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件開發(fā)語言以及開發(fā)環(huán)境，不同的開發(fā)語言需要對(duì)應(yīng)不同的開發(fā)平臺(tái)，這樣能夠使計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件更好的進(jìn)行結(jié)合，提升軟件開發(fā)過程中的便捷性以及速度。

3優(yōu)化數(shù)據(jù)庫分布式管理系統(tǒng)

3.1操作組件優(yōu)化

為了不斷的提升數(shù)據(jù)庫的操作速度，可以通過移動(dòng) agent 方式對(duì)數(shù)據(jù)的插入、連接、修改、刪除以及查詢進(jìn)行操作。移動(dòng) agent 主要包括有三個(gè)方案：一是，agent 方案，該部分主要負(fù)責(zé)維護(hù)局部和全部的數(shù)據(jù)目錄，能夠全局管理數(shù)據(jù)庫，方便于用戶的使用；二是，協(xié)調(diào) agent，該部分主要負(fù)責(zé)進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)庫的處理流程，這樣便于數(shù)據(jù)庫的規(guī)范化操作；三是，全局?jǐn)?shù)據(jù)管理 agent，該部分主要是完成信息的查詢和定位操作，便于協(xié)調(diào)信息的交互管理。這三個(gè)部分構(gòu)成一個(gè)有效的整體，有效的實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中管理和操作。

3.2優(yōu)化 agent 方案

數(shù)據(jù)庫的查詢表多，因此在查詢的過程之中需要及時(shí)進(jìn)行優(yōu)化操作。將agent方案成功引入之后，需要通過普通查詢模式和增強(qiáng)型查詢模式進(jìn)行。普通的查詢模式是將查詢的任務(wù)進(jìn)行劃分，通過多個(gè)邏輯獨(dú)立的子查詢，因?yàn)橐粋€(gè) agent 能完成一個(gè)子查詢?nèi)蝿?wù)，并且按照相應(yīng)的組裝規(guī)則組組裝其一個(gè)完成的查詢結(jié)果。而增強(qiáng)查詢模式，則是通過主 agent 創(chuàng)造增強(qiáng)型的主 agent，之后再創(chuàng)建出多個(gè)增強(qiáng)型的 agent，將獨(dú)立的子查詢?nèi)蝿?wù)加載至 agent 之上，并且目標(biāo)場(chǎng)地能夠接受到。在完成查詢事務(wù)后，增強(qiáng)型的主 agent負(fù)責(zé)將查詢的結(jié)果進(jìn)行組合和操作，并且將最后的結(jié)果反饋至主 agent。

3.3優(yōu)化數(shù)據(jù)查詢操作

數(shù)據(jù)庫的查詢?nèi)蝿?wù)具有非常多的流程，會(huì)影響系統(tǒng)的運(yùn)行速度，因此，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫的查詢過程進(jìn)行優(yōu)化。技術(shù)人員可以通過查詢模式，將任務(wù)劃分為幾個(gè)或者多個(gè)具有獨(dú)立邏輯的子任務(wù)，從而使一個(gè)主Agent 能夠擴(kuò)建為多個(gè)獨(dú)立的 Agent，每一個(gè) Agent 都有系統(tǒng)邏輯，都能夠完成查詢指令。技術(shù)人員在將查詢?nèi)蝿?wù)分送到指定的目標(biāo)場(chǎng)地后，將主 Agent 集成組裝，可以形成完整的查詢結(jié)果。數(shù)據(jù)庫任務(wù)查詢還有增強(qiáng)查詢模式，在主 Agent 基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)增強(qiáng)型的 Agent，這個(gè)增強(qiáng)版的 Agent 能夠創(chuàng)建多個(gè)獨(dú)立的、具有邏輯的分線查詢?nèi)蝿?wù)，并將每個(gè)獨(dú)立的子查詢業(yè)務(wù)增加到 Agent 上，然后將其分發(fā)至每一個(gè)目標(biāo)場(chǎng)地。技術(shù)人員在完成查詢?nèi)蝿?wù)后，建構(gòu)由主 Agent 負(fù)責(zé)查詢和操作，由增強(qiáng) Agent 負(fù)責(zé)的信息收集和傳遞的系統(tǒng)處理模式，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的高流暢運(yùn)行。技術(shù)人員還需要注意，附加的 Agent 不需要安裝在客戶端上，能夠進(jìn)一步的降低系統(tǒng)運(yùn)行承載量。為了測(cè)試系統(tǒng)算法的運(yùn)行流暢性，可以設(shè)置一個(gè)100 次左右的系統(tǒng)刪除任務(wù)，一般情況下，系統(tǒng)的運(yùn)行操作時(shí)間是 27s，在引入 Agent 后，系統(tǒng)的刪除操作降低到 15s 左右，能夠說明這種方法既降低數(shù)據(jù)庫的處理時(shí)間，又提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。

總之，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)大大豐富了人們生活方式，并為工作、生活帶來了較大的便捷。而為了讓計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得到更好的發(fā)展，以便為社會(huì)發(fā)展提供服務(wù)，就需要對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)加大研究力度，進(jìn)而大大提升網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)質(zhì)量與工作效率。在當(dāng)前，人們對(duì)于網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的要求不斷提高，尤其在海量數(shù)據(jù)面前，若是依然沿用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理模式，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度受到影響，并增加工作量。而通過運(yùn)用數(shù)據(jù)庫特有的強(qiáng)大輔助功能、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存功、轉(zhuǎn)換功能，便能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供便捷的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]云計(jì)算在分布式管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 孫強(qiáng). 電子技術(shù)與軟件工程. 2016（18）

[2]分布式管理系統(tǒng)中通訊平臺(tái)的設(shè)計(jì)[J]. 焦健. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2006（15）

[3]分布式管理軟件——CA-Unicenter＼ICE[J]. 軟件世界. 1996（06）

[4]襄樊市印染廠分布式管理信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過鑒定[J]. 黃以昌. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究. 1988（05）

[5]分布式管理系統(tǒng)的異型計(jì)算機(jī)通信支持[J]. 朱采葳. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 1988（04）

[6]分布式管理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 韓世強(qiáng)，黃以昌. 微計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 1989（01）

[7]基于網(wǎng)絡(luò)的分布式管理系統(tǒng)應(yīng)用與設(shè)計(jì)[J]. 朱可. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2016（03）

[8]基于CORBA的分布式管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 劉萬明，王麗華. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2007（05）

[9]數(shù)據(jù)庫在分布式管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 萬勇. 電子技術(shù)與軟件工程. 2017（01）

[10]數(shù)據(jù)庫在分布式管理系統(tǒng)中的應(yīng)用與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 楊新愛. 電腦編程技巧與維護(hù). 2016（16）