淺析分布式管理系統數據庫應用與設計技術

王澤濱 張雪明 張立麗

摘 要：分布式管理系統一般由多個重要模塊組成，數據庫就是其中的一種。數據庫所發揮的作用是根據系統的相關需求來進行數據的插入，刪除，修改以及查詢，使多個系統用戶能實時、并發的獲取與操作庫內信息。數據庫的發展歷時長久，在這么多年的發展過程當中，數據庫設計已經從無結構發展到了關系模式，以及面向對象等多種形式。在數據庫設計的過程當中，主要技術有關系表以及 E-R 圖，同時使用結構化的查詢語言 SQL，充分遵循數據庫的具體操作細則，使分布式管理系統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數據庫應用與設計技術，希望為研究分布式管理系統數據庫的專家和學者提供理論參考依據。

關鍵詞：分布式管理系統；數據庫應用；技術

隨著互聯網、大數據、云計算等技術的快速發展，分布式管理系統已經在很多領域得到廣泛應用，取得了顯著的應用成效。分布式管理系統最關鍵的組成部分就是數據庫，其可以為分布式軟件提供一個可擴展的操作架構，該接口可以并發式接入千萬級用戶，支持全文搜索和關鍵詞搜索，目前已經成為許多大型企業軟件數據保存和操作的解決方案。

1分布式管理系統中數據的作用

所謂的數據庫是一種對信息進行存儲管理以及后續加工的計算機信息技術發展而來的工具，從計算機應用軟件誕生開始，數據庫就已經出現，并且在后續的發展過程當中被大規模的應用數據庫的發展經歷了無結構網狀結構以及關系結構和面向對象等多個階段，在數據庫的發展過程當中，很多著名的科技公司都參與了數據庫產品的研發。分布式管理系統中，數據庫所實現的功能主要包括如下幾點。

1.1 數據的插入功能

在分布式管理系統中，用戶可以根據其具體的需求來進行邏輯業務的處理，在數據庫當中進行數據的保存，數據的保存，需要使用到插入功能，例如數據表的插入列信息以及行信息的插入，數據插入之后數據庫內容中就增加了一條記錄，方便進行瀏覽以及查詢。

1.2數據的查詢功能

在數據插入之后，數據庫內部保存相關信息，用戶可以根據自己的需求來進行搜索請求，同時通過瀏覽操作來進行數據的查詢，查詢到的內容可以輸出到分布式管理系統當中，若是查詢失敗則顯示未查詢到相關信息。

1.3數據的刪除功能

在分布式管理系統中，因為一些數據信息變得過時或者是陳舊，就需要對這些數據信息進行刪除，從數據庫當中進行移除，避免信息過時而導致搜索結果出現失誤，給數據信息使用者造成誤導。

1.4數據的修改功能

同數據的插入功能，相似數據的修改功能，只是在數據庫當中對新的數據記錄進行插入，同時對已經完成的某些字段進行重復性的更新，但是對于數據庫總體記錄數目來講并沒有產生變化。隨著分布式管理系統，其功能數目的增多，在數據庫使用過程當中有許多新的功能被研發出來，例如挖掘批量處理以及索引管理等等，這些功能對于數據庫的數據處理速度有明顯的提升，對于相關的數據請求任務更好的完成，對于人類社會的信息化一句智能化快速化發展具有重要意義。

2數據庫設計關鍵技術研究

數據庫設計的目標是根據分布式管理系統信息加工和處理需求，利用概念結構設計獲取數據實體及實體間的關系，然后將其轉換為數據關系表，完成邏輯結構設計，利用結構化查詢語言構建一個個存儲過程，提高信息加工速度和存儲能力，提高數據庫的安全性、統一性和完整性。因此，數據庫設計關鍵技術包括概念結構設計、邏輯結構設計、物理結構設計。

2.1數據庫概念結構設計

數據庫保存的信息很多，這些信息來源于客觀世界，比如，一個汽車、一個電視機、一個學生、一本書或一個班級等。因此，數據庫概念結構設計可以利用抽象建模功能，將這些實體信息進行分類、聚集和概述，構建一個實體關系圖，能夠反映客觀世界的信息結構、流動和相互制約情況。本文為更清晰地描述概念設計模式，選擇學籍信息分布式管理系統的數據庫設計為樣例，描述每個階段設計的結果。數據庫概念結構設計采用 E-R 圖，該關鍵技術可以描述學籍信息的各個實體關系，比如，用戶、學生、班級、專業部、成績及其之間的關系，形成一個個局部視圖，然后集成在一起形成全局視圖，完整地描述概念結構設計結果。

2.2數據庫邏輯結構設計

數據庫邏輯結構設計可以將概念設計的結果轉換為邏輯結構，邏輯結構采用關系表描述，包括行和列，行表示每個實體，列表示每個實體的屬性。邏輯結構設計需要采用優化準則，以便更好地提高數據庫的整體性能，如果邏輯結構設計不合理，則會導致數據庫運行非常慢，增加計算機應用軟件的響應延遲時間。數據庫邏輯結構設計還需要遵守規范化理論，該理論可以為數據庫工程師提供設計工具，減少數據冗余，保證數據的原子性和獨立性，這樣就可以不需要過多的級聯操作，提高了數據庫增加、刪除和修改信息的速度。

2.3數據庫物理結構設計

數據庫的物理結構直接與管理系統相關，目前，數據庫管理系統包括結構化查詢語言和面向對象查詢語言兩種，結構化查詢語言的代表為 SQL Server、MySQL，面向對象查詢語言的代表為 Oracle 和 DB2，物理結構設計需要結合計算機應用軟件的開發語言和開發環境，如果開發語言為 C#，開發平臺為 Visual Studio，此時，數據庫管理系統可以采用 SQL Server；如果開發語言為 Java，開發平臺為 Eclipse，此時，數據庫管理系統可以采用 My SQL 等，以便更好地與計算機應用軟件結合在一起，提高軟件開發的便捷性和速度。學籍信息分布式管理系統物理結構建構完成時，學籍信息插入功能實現代碼 Insert into 表名稱 values（值 1，值2，……）；學生信息刪除功能實現代碼 delete from 表名稱 where 列名稱 = 值；學生信息修改功能實現代碼update 表名稱 set 列名稱 = 新值 where 列名稱 = 值；查詢功能實現代碼 select 查詢結果 from 表名稱。物理結構設計對分布式信息管理系統產生直接影響的就是數據庫的物理結構，現如今的數據庫管理系統主要包括兩個部分，分別是結構化查詢語言以及面向對象查詢語言。在進行數據庫的物理結構設計過程中，需要根據現有的計算機應用軟件開發語言以及開發環境，不同的開發語言需要對應不同的開發平臺，這樣能夠使計算機應用軟件更好的進行結合，提升軟件開發過程中的便捷性以及速度。

3優化數據庫分布式管理系統

3.1操作組件優化

為了不斷的提升數據庫的操作速度，可以通過移動 agent 方式對數據的插入、連接、修改、刪除以及查詢進行操作。移動 agent 主要包括有三個方案：一是，agent 方案，該部分主要負責維護局部和全部的數據目錄，能夠全局管理數據庫，方便于用戶的使用；二是，協調 agent，該部分主要負責進行控制和協調數據庫的處理流程，這樣便于數據庫的規范化操作；三是，全局數據管理 agent，該部分主要是完成信息的查詢和定位操作，便于協調信息的交互管理。這三個部分構成一個有效的整體，有效的實現了數據的集中管理和操作。

3.2優化 agent 方案

數據庫的查詢表多，因此在查詢的過程之中需要及時進行優化操作。將agent方案成功引入之后，需要通過普通查詢模式和增強型查詢模式進行。普通的查詢模式是將查詢的任務進行劃分，通過多個邏輯獨立的子查詢，因為一個 agent 能完成一個子查詢任務，并且按照相應的組裝規則組組裝其一個完成的查詢結果。而增強查詢模式，則是通過主 agent 創造增強型的主 agent，之后再創建出多個增強型的 agent，將獨立的子查詢任務加載至 agent 之上，并且目標場地能夠接受到。在完成查詢事務后，增強型的主 agent負責將查詢的結果進行組合和操作，并且將最后的結果反饋至主 agent。

3.3優化數據查詢操作

數據庫的查詢任務具有非常多的流程，會影響系統的運行速度，因此，需要對數據庫的查詢過程進行優化。技術人員可以通過查詢模式，將任務劃分為幾個或者多個具有獨立邏輯的子任務，從而使一個主Agent 能夠擴建為多個獨立的 Agent，每一個 Agent 都有系統邏輯，都能夠完成查詢指令。技術人員在將查詢任務分送到指定的目標場地后，將主 Agent 集成組裝，可以形成完整的查詢結果。數據庫任務查詢還有增強查詢模式，在主 Agent 基礎上構建一個增強型的 Agent，這個增強版的 Agent 能夠創建多個獨立的、具有邏輯的分線查詢任務，并將每個獨立的子查詢業務增加到 Agent 上，然后將其分發至每一個目標場地。技術人員在完成查詢任務后，建構由主 Agent 負責查詢和操作，由增強 Agent 負責的信息收集和傳遞的系統處理模式，能夠實現系統的高流暢運行。技術人員還需要注意，附加的 Agent 不需要安裝在客戶端上，能夠進一步的降低系統運行承載量。為了測試系統算法的運行流暢性，可以設置一個100 次左右的系統刪除任務，一般情況下，系統的運行操作時間是 27s，在引入 Agent 后，系統的刪除操作降低到 15s 左右，能夠說明這種方法既降低數據庫的處理時間，又提高了系統的運行速度。

總之，計算機網絡的出現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。而為了讓計算機網絡技術得到更好的發展，以便為社會發展提供服務，就需要對計算機網絡設計加大研究力度，進而大大提升網絡設計質量與工作效率。在當前，人們對于網絡設計的要求不斷提高，尤其在海量數據面前，若是依然沿用傳統的數據處理模式，就會導致數據的精準度受到影響，并增加工作量。而通過運用數據庫特有的強大輔助功能、數據儲存功、轉換功能，便能夠為計算機網絡設計提供便捷的服務。

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