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1000字小论文格式范文模板篇一：《多数据库系统互联机制的设计与实现》

摘要： 随着企业规模的不断扩大，各部门所需信息既相互交错，又相对独立。这就要求各部门所用的数据库既能高度自治地 工作，又能进行信息共享。本文主要介绍多DM3数据库系统间的信息共享机制。 不同DM3数据库系统间的信息共享通过协调器实现。所有这些被协调器连接在一起的数据库系统组成了一个联邦数据库。这样既能较好地满足企业的需要，也能在保证效率的前提下，提高数据的可用性。

(资料图)

关键词： DBMS 复制 联邦数据库

1.引言

随着经济的发展，企业的规模越来越大，其积累的信息也越来越多。存在着各部门所处理的信息多数只对本部门有效，仅有少数信息需给其它某些部门共享的问题。这种信息的分布性和独立性要求对所处理的数据进行分类，使各部门既能独立地处理本部门大多数数据，也使部门间能协调处理跨部门的事务。在这种情况下，对整个企业建立一个完全的紧密耦合的分布式数据库是很困难的，也是没必要的，特别是大型企业，　这样的数据库的效率往往是很低的。

为解决这个问题，我们采用以下策略：每个部门使用一套紧密耦合的数据库系统，而在存在跨部门事务处理的数据库系统间用一个协调器联起来。这样就组成了一个横跨整个企业，各部门高度自治的联邦数据库系统。

DM2是由华中理工大学数据库多媒体技术研究所研制的数据库管理系统。它采用客户/服务器模型，客户机与服务器，服务器与服务器均通过网络互连，通过消息相互通讯，组成一个紧密耦合的分布式数据库系统。它的工作流程如下：客户机登录到一台服务器上，这台服务器便成为它的代理服务器;它接收来自客户机的消息，然后根据全局数据字典决定是自己独立完成该操作，还是与其它服务器协作处理这条消息，处理完成之后，再由代理服务器将处理结果返回给客户机。

而数据字典，作为记录数据库所有元数据的系统表，它向以上过程中提供各类有用的信息，引导它们向正确的方向运行，起着“指南针”的作用。它分为局部数据字典和全局数据字典。其中，局部数据字典用于记录一个服务器站点中数据库的控制信息，如表的模式，视图的模式及各个数据区的的文件名等信息。全局数据字典用于记录分布式数据库系统中各个服务器站点上有关全局数据的控制信息，如服务器站点信息，各服务器站点的全局表名及表内码记录，各服务器站点上的全局数据视图名及视图内码记录，用户名及口令记录，用户权限记录等信息。各个局部数据字典可以各不相同，但为了保证在各个服务器上所看到的全局数据库是一致的，因此，全局数据字典必须一致。我们所关心的是全局数据字典中的基表控制块TV_CTRL_BLOCK，它的内容主要包括：全局基表总数，每个全局基表名和其对应的表内码，该基表所在的服务器站点的编号等信息。它的功能是将各个服务器站点号与存储在其上的表名及表内码联系起来。这样，代理服务器从客户消息中找到被处理的表名，然后通过查询基表控制块TV_CTRL_BLOCK,就能知道该表存在哪个服务器上，以便将相关消息发给该服务器。

由于DM2上各个服务器站点的全局字典完全相同，任何全局表的信息都会记入全局字典。若用它来构建一个企业的数据库系统，则大量只对企业某部门有用的信息将会充斥在各部门所有服务器的全局字典中，增加了冗余。而且，当对全局表进行DDL操作时，为了确保全局字典的一致性，须对所有服务器的全局字典进行加锁。DM2对全局字典的封锁方式是采用令牌环方式，即令牌绕虚环(非实环)传输，某个服务器想对全局字典进行操作，必须等令牌到达该服务器才可以执行。每个部门建立的全局表绝大多数只对本部门有用，当对这些表进行DDL操作时，却要对所有服务器的全局字典进行封锁，通过令牌来实现对全局字典的互斥访问。假如，两个部门都要分别对本部门的内部表进行DDL操作，这应该是可以并行处理的操作，现在却只能串行执行。而且，当服务器数目庞大时，每个服务器等待令牌的时间将会很长。这严重损害了数据库的效率。

为弥补以上不足，在DM2的改进版本DM3中增加了协调器，用以联接各个独立的DM3数据库子系统，并协调各子系统间的各种关系，使各子系统既能高度自治地工作，又能进行有效的信息共享。

2.体系结构

本系统可看作多个数据库子系统被协调器联起来的，高度自治的一个联邦数据库系统。其中，每个子系统独立处理本系统内部的事务，而子系统间的信息共享由复制技术提供，副本间的一致性由协调器协调处理，处理所需的信息在初始化时写入协调器的组间数据字典中。当对某子系统中的一份数据副本进行修改时，该子系统会将修改通知协调器，由协调器对该数据的其它副本进行修改，从而保证了所有副本的一致性。

由以上可知，子系统彼此并不直接接触，而是各自都与协调器直接相联，由协调器统一管理子系统间的通信。这样，当子系统对副本进行修改时，不必关心相应的子系统处于何种状态，也不必等待回应消息，以及异常处理，所有这些都由协调器进行管理。因此，既提高了系统运行的效率，也保证了子系统的独立性。其体系结构如下图所示。

协调器主要有三大功能，首先，它对协调器和服务器进行初始化，并将有关信息存入组间字典;其次，它管理不同子系统间的通信，维护副本的一致性;最后，它在子系统出现崩溃时，进行异常管理及恢复工作。

图1 DM3多数据库系统体系结构

3.主要策略

多个DM3系统间的信息共享是通过副本实现的，副本的一致性是由协调器来维持的，是一种弱一致性。通常，多数据库系统间的一致性是通过协调器周期性地访问服务器的日志来完成的。由于副本的更新带有随机性，因此，若采用这种方法，可能数据被修改多次，但其相对应的副本仍未被修改，这样就损害了数据的一致性;也可能数据并未被修改，但协调器已多次访问了服务器的日志了，这样就降低了系统的效率。

所以，本系统采用的方法是当数据被修改时，由服务器通知协调器有关信息，再由协调器通知相关系统，修改相关数据。这样，数据的修改及时(仍然是弱一致性)，而协调器也不会在数据未被修改的情况下访问服务器，提高了准确性。

为了使协调器正常工作，我们对底层数据库管理系统DM2进行了修改。在基表控制块TV_CTRL_BLOCK中增加一项IsReplication。建表时，该项初始化为false;当为该表建立一个副本时，该项赋值为true。具体算法如下。

3.1初始化算法。

协调器：

从用户或应用程序接收待连接的两个系统中的服务器名，需复制的表名;

分别登录到两个系统的服务器上;

向存有待复制表的服务器发预复制消息;

等待服务器消息;

若失败，发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序，转11);

若成功，从消息中取出待复制表的有关信息，根据这些信息，发一条建表消息给另一个系统的服务器;

等待服务器消息;

若失败，发一条失败的消息给服务器和用户或应用程序，转11);

若成功，调数据转移程序，进行数据复制;

将有关信息写入组间字典。

退出。

服务器：

当服务器收到预复制消息后，将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为true。同时，取出待复制表的有关信息，组成应答消息发给协调器。

当服务器收到失败的消息后，将基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication赋为false。

3.2维护算法。

协调器：

从组间字典读出相关信息，根据这些信息，登录到相应系统上;

等待消息;

从某系统的服务器上收到一条修改消息后，通过查找组间字典，确定该消息的目的地，然后将它转发过去;

若失败，定时重发;

转2);

服务器：

1)等待消息;

2)当收到某客户或应用程序的消息后，检查它是否是修改数据的操作(如delete，update或insert等);

若不是，转7);

若是，检查基表控制块TV_CTRL_BLOCK中的IsReplication是否为true;

若不是，转7);

若是，向协调器发修改消息;

继续执行服务器程序的其它部分。

3.3恢复算法。

若协调器所联接的系统中有一个跨掉了，则对副本的修改无法及时地反映到跨掉的系统中来。这时，需要恢复算法来进行处理。

协调器：

当协调器发现有一个系统已经崩溃后，采取以下步骤。

将与该系统相关的变量open赋值为false;

打开记时器;

等待消息;

若收到的消息是其它系统发出的修改崩溃了的系统上的副本的命令，则依次将这些消息存储起来，转3);

若收到的消息是记时器发出的时间到的消息，则向崩溃的系统发登录命令;

若登录成功，将open的值改为true;

将存储的消息依次发送过去，转9);

若登录失败，转3);

退出。

4.结论

我们曾在三个DM3数据库系统上，用两个协调器进行联接。结果，运行情况良好，各副本最终都能保证一致，且各副本间存在差异的时间间隔很短。另外，在出现异常的情况下，协调器也能正常工作。

主要参考文献：

1.周龙骧等，分布式数据库管理系统实现技术，科学出版社，1998。

2.郑振楣，于戈，郭敏，分布式数据库，科学出版社，1998。

3.王珊等，数据仓库技术与联机分析处理，科学出版社，1998。

1000字小论文格式范文模板篇二：《网络安全与网络道德的思考》

Internet安全问题，是人们十分关注的问题。据有关方面的了解，2001年的爱虫病毒与2002年的Code red蠕虫在若干小时之内传染了几十万台主机，每次造成10亿美元左右的损失。有一份调查 报告谈到，截止2002年10月，有88%的网站承认，它们中间有90%已经安装了防火墙和入侵监测等安全设备。但最后一年内有88%受到病毒传染，而有关网络的研究表明，Internet具有free scale的性质，其感染病毒的域值，几乎为零。所以国内外一些有识之士提出安全的“范式转换”，例如国外对现在的安全范式提出过两点看法：

1) 传统的安全范式对Internet的“复杂性”缺乏足够的认识，安全最麻烦的问题所在是“复杂性”。

2) 以往(例如欧洲)对于信息安全所采取的措施是建立防火墙、堵漏洞，但没有从整体性、协同方面构建一个信息安全的网络环境。可以说网络的安全问题是组织管理和决策。

如果对Internet(或万维网www)加以分析，WWW是计算机与网民构成的人 . 网相结合的系统，我们从系统科学的观点来分析，WWW是一个“开放的复杂巨系统”(OCGS)，这种系统是我国科学家于20世纪90年代提炼出来的，但网络专家往往对此不容易接受。我们曾经专门写了一篇题为“Internet —— 一个开放的复杂巨系统”的文章，将在《 中国科学 》上发表专门讨论这个问题，这里就不多说了。更为重要的是国内不仅提出像WWW这样的开放复杂巨系统，而且於1992年提出处理OCGS的方法论，即与“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”，把各行各业的智慧、群体经验、古今中外的安全知识与高性能计算机、海量储存器、宽带网络和数据融合、挖掘、过滤等技术结合起来，形成一个处理复杂问题及系统风险(Systemicrisks)决策的平台。研讨厅体系的精要可概括如下：

1. 电脑是人脑研制出来的，在解决问题时，两者应互相配合，以人为主，充分发挥两者的积极作用。我国的一位哲学家熊十力曾经把人的智慧(Human mind，心智或称脑智)分为性智与量智两类;性智一个人把握全面、定性的预测、判断的能力，是通过文学艺术等方面的培养与训练而形成的;我国古代的读书人所学的功课中，包括琴、棋、书、画，这对一个人的修身养性起着重要作用。

性智可以说是形象思维的结果，难以用电脑模拟，人们对艺术、音乐、绘画等方面的创造与鉴赏能力等都是形象思维的体现。心智的另一部分称为量智，量智是通过对问题的分析、计算，通过科学的训练而形成的智慧。人们对理论的掌握与推导，用系统的方法解决问题的能力都属于量智，是逻辑思维的体现。所以对青少年的培养来说，艺术与科学是两个十分重要的方面。分析现在的电脑的体系结构，用电脑对量智进行模拟是有效的。人工智能的研究表明了用电脑对逻辑思维的模拟，可以取得成功;但是用现在的电脑模拟形象思维基本上是行不通的。电脑毕竟是人研制出来的，是死的不是活的，我们用不着一定要电脑做它做不到的事。总而言之，明智的方法是人脑与电脑相结合;性智由人来创造与实现，而与量智有关的事由电脑来实现，这是合理而又有实效的途径。从体系上讲，人作为系统中的成员，综合到整个系统中去，利用并发挥人类和计算机各自的长处，把人和计算机结合起来形成新的体系。

2. 以“实践论”为指导，把认识从定性提高到定量

面对未知的问题，采用综合集成法进行分析与解决的过程如下：首先由专家或专家群体提出解决该问题的猜想，根据以往经验性认识提出意见，这种意见或见解属于“定性”性质;再利用精密科学中所用的建模方法(数学建模或计算机建模)，用人机结合的方法建立和反复修改模型，达到从定性认识上升到总的定量的认识，这也可以说是专家们的大胆假设通过电脑包括信息网络加以细心求证的过程。这一过程需要计算机软硬件环境，各种数据库、知识库以及信息网络的支持，是充分利用信息技术的体现。

3. 以Internet为基础，体现民主集中制，寻求科学与经验相结合的解答

“综合集成研讨厅”可以看成是总体规划信息革命思维工作方法的核心。它实际上是将我国民主集中制的原则运用于现代科学技术的方法之中，并以Internet为工具系统，寻求科学与经验相结合的解答。

一些从事网络安全的专家的看法归纳为：

1. Internet不是一般的系统，是开放，人在其中，与社会系统紧密耦合的复杂巨系统;

2. Internet是一个时时处处有人参预的、自适应的、不断演化的，不断涌现出新的整体特性的过程;

3. Internet的安全管理，不是一般管理手段的叠加和集成，而是综合集成(metasynthesis)。两者的本质区别在于强调人的关键作用，是人网结合、人机结合，发挥各自的优势。

在信息社会中网络将逐渐成为人们离不开的工作与生活中的必须品。众多网民(上网的人)的行为必须有所规范，理所应当的必须遵循“网络道德原则”。下面引用北大出版《 信息科学技术与当代社会 》中，有关“网络行为规范”与“网络道德原则”的论点，作为进一步思考的参考。

(一) 网络行为规范

到目前为止，在Internet上，或在整个世界范围内，一种全球性的网络规范并没有形成，有的只是各地区、各组织为了网络正常运作而制订的一些协会性、行业性计算机网络规范。这些规范由于考虑了一般道德要求在网络上的反映，也在很大程度上保证了目前网络发展的基本需要，因此很多规范具有普遍的“网络规范”的特征。而且，人们可以从不同的网络规范中抽取共相同的、普遍的东西出来，最终上升为人类普遍的规范和准则。

国外研究者认为，每个网民必须认识到：一个网民在接近大量的网络服务器、地址、系统和人时，其行为最终是要负责任的。“Internet”或者“网络”不仅仅是一个简单的网络，它更是一个由成千上万的个人组成的网络网络“社会”，就像你驾车要达到某个目的地一样必须通过不同的交通路段，你在网络上实际也是在通过不同的网络“地段”，因此，参与到网络系统中的用户不仅应该意识到“交通”或网络规则，也应认识到其他网络参与者的存在，即最终要认识到网络网络行为无论如何是要遵循一定的规范的。作为一个网络用户，你可以被允许接受其他网络或者连接到网络上的计算机系统，但你也要认识到每个网络或系统都有它自己的规则和程序，在一个网络或系统中被允许的行为在另一个网络或系统中也许是受控制，甚至是被禁止的。因此，遵守其他网络的规则和程序也是网络用户的责任，作为网络用户要记住这样一个简单的事实，一个用户“能够”采取一种特殊的行为并不意味着他“应该”采取那样的行为。

因此，既然网络行为和其他社会一样，需要一定的规范和原则，因而国外一些计算机和网络组织为其用户制定了一系列相应的规范。这些规范涉及网络行为的方方面面，在这些规则和协议中，比较著名的是美国计算机伦理学会(Computer Ethics Institute)为计算机伦理学所制定的十条戒律(The Ten Commandments)，也可以说就是计算机行为规范，这些规范是一个计算机用户在任何网络系统中都“应该”遵循的最基本的行为准则，它是从各种具体网络行为中概括出来的一般原则，它对网民要求的具体内容是：

1. 不应用计算机去伤害别人;

2. 不应干扰别人的计算机工作;

3. 不应窥探别人的文件;

4. 不应用计算机进行偷窃;

5. 不应用计算机作伪证;

6. 不应使用或拷贝你没有付钱的软件;

7. 不应未经许可而使用别人的计算机资源;

8. 不应盗用别人智力成果;

9. 应该考虑你所编的程序的社会后果

10. 应该以深思熟虑和慎重的方式来使用计算机。

再如，美国的计算机协会(The Association of Computing Machinery)是一个全国性的组织，它希望它的成员支持下列一般的伦理道德和职业行为规范：

1. 为社会和人类作出贡献;

2. 避免伤害他人;

3. 要诚实可靠;

4. 要公正并且不采取歧视性行为;

5. 尊重包括版权和专利在内的财产权;

6. 尊重知识产权;

7. 尊重他人的隐私;

8. 保守秘密。

国外有些机构还明确划定了那些被禁止的网络违规行为，即从反面界定了违反网络规范的行为类型，如南加利福尼亚大学网络伦理声明(the Network Ethics Statement University of Southern California)指出了六种不道德网络行为类型：

1. 有意地造成网络交通混乱或擅自闯入网络及其相联的系统;

2. 商业性地或欺骗性地利用大学计算机资源;

3. 偷窃资料、设备或智力成果;

4. 未经许可接近他人的文件;

5. 在公共用户场合做出引起混乱或造成破坏的行动;

6. 伪造电子函件信息。

上面所列的“规范”的两方面内容，一是“应该”和“可以”做的行为，二是“不应该”和“不可以”做的行为。事实上，无论第一类还是第二类，都与已经确立的基本“规范”相关，只有确立了基本规范，人们才能对究竟什么是道德的或不道德的行为作出具体判断。

(二) 网络道德原则

网络道德的三个斟酌原则是全民原则、兼容原则和互惠原则。

网络道德的全民原则内容包含一切网络行为必须服从于网络社会的整体利益。个体利益服从整体利益;不得损害整个网络社会的整体利益，它还要求网络社会决策和网络运行方式必须以服务于社会一切成员为最终目的，不得以经济、文化、政治和意识形态等方面的差异为借口把网络仅仅建设成只满足社会一部分人需要的工具，并使这部分人成为网络社会新的统治者和社会资源占有者。网络应该为一切愿意参与网络社会交往的成员提供平等交往的机会，它应该排除现有社会成员间存在的政治、经济和文化差异，为所有成员所拥有并服务于社会全体成员。

全民原则包含下面两个基本道德原则：第一，平等原则。每个网络用户和网络社会成员享有平等的社会权利和义务，从网络社会结构上讲，他们都被给予某个特定的网络身份，即用户铭、网址和口令，网络所提供的一切服务和便利他都应该得到，而网络共同体的所有规范他都应该遵守并履行一个网络行为主体所应该履行的义务。第二，公正原则。网络对每一个用户都应该做到一视同仁，它不应该为某些人制订特别的规则并给予某些用户特殊的权利。作为网络用户，你既然与别人具有同样的权利和义务，那么就不要强求网络能够给你与别人不一样的待遇。

网络道德的兼容原则认为，网络主体间的行为方式应符合某种一致的、相互认同的规范和标准、个人的网络行为应该被他人及整个网络社会所接受，最终实现人们网际交往的行为规范化、语言可理解化和信息交流的无障碍化。其中最核心的内容就是要求消除网络社会由于各种原因造成的网络行为主体间的交往障碍.

当我们今天面临网络社会，需要建立一个高速信息网时，兼容问题依然有其重要意义。“当世界各地正在研究环境与停车场的时候，新的竞争的种子也正在不断地播下。例如，Internet正逐渐变得如此重要，以至于只有Windows在被清楚地证明为是连接人们与Internet之间的最佳途径后，才可能兴旺发达起来。所有的操作系统公司都在十万火急地寻找种种能令自己在支持Internet方面略占上风，具有竞争力的方法。”

兼容原则要求网络共同规范适用于一切网络功能和一切网络主体。网络的道德原则只有适用于全体网络用户并得到全体用户的认可，才能被确立为一种标准和准则。要避免网络道德的“沙文主义”和强权措施，谁都没有理由和“特权”硬把自己的行为方式确定为唯一道德的标准，只有公认的标准才是网络道德的标准。

兼容原则总的要求和目的是达到网络社会人们交往的无障碍化和信息交流的畅通性。如果在一个网络社会中，有些人因为计算机硬件和操作系统的原因而无法与别人交流，有些人因为不具备某种语言和文化素养而不能与别人正常进行网络交往，有些人被排斥在网络系统的某个功能之外，这样的网络是不健全的。从道德原则上讲，这种系统和网络社会也是不道德的，因为它排斥了一些参与社会正常交往的基本需要。因此，兼容不仅仅是技术的，也是道德的社会问题。

网络道德的互惠原则表明，任何一个网络用户必须认识到，他(她)既是网络信息和网络服务的使用者和享受者，也是网络信息的生产者和提供者，网民们有网络社会交往的一切权利时，也应承担网络社会对其成员所要求的责任。信息交流和网络服务是双向的，网络主体间的关系是交互式的，用户如果从网络和其他网络用户得到什么利益和便利，也应同时给予网络和对方什么利益和便利。

互惠原则集中体现了网络行为主体道德权利和义务的统一。从伦理学上讲，道德义务是“指人们应当履行的对社会、集体和他人的道德责任。凡是有人群活动的地方，人和人之间总得发生一定的关系，处理这种关系就产生义务问题。”作为网络社会的成员，他必须承担社会赋予他的责任，他有义务为网络提供有价值的信息，有义务通过网络帮助别人，也有义务遵守网络的各种规范以推动网络社会的稳定有序的运行。这里，可以是人们对网络义务自学意识到后而自觉执行，也可以是意识不到而规范“要求”这么做，但无论怎样，义务总是存在的。当然，履行网络道德义务并不排斥行为主体享有各种网络权利，美国学者指出，“权利是对某种可达到的条件的要求，这种条件是个人及其社会为更好地生活所必需的。如果某种东西是生活中得好可得到且必不可少的因素，那么得到它就是一个人的权利。无论什么东西，只要它生活得好是必须的、有价值的，都可以被看作一种权利。如果它不太容易得到，那么，社会就应该使其成为可得到的。”