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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。
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。
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① 表格。每个表格应有自己的表序和表题。表内内容应对齐，表内数字、文字连续重复时不可使用“同上”等字样或符号代替。表内有整段文字时，起行处空一格，回行顶格，最后不用标点符号。
表序及表名置于表的上方，中文五号宋体字，Times New Roman.，表采用阿拉伯数字分级编写。表格用三线表。表头文字宋体加粗，表内文字宋体5号。
② 插图。每幅图应有自己的图序和图题。一般要求采用计算机制图。 图序及图名置于图的下方，中文为五号宋体字，5号Times New Roman.。图采用阿拉伯数字分级编写。
③ 图、表中的附注写在图或表的下方，小5字体，字母顺序编号。
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2000字小论文格式 范文 ：《计算机教学探讨》
摘要：本文作者结合实际工作 经验 ，分析介绍了做好中等职业技术学校计算机教学的方法，供大家参考。
关键词：计算机;教学;探讨
计算机技术发展到今天, 这门科学已经是一门可简可繁,可易可难的学科。在今天,就算是一位电脑方面的专家也只能说是在某一方面比较精通,而不可能做到软、硬件兼顾,面面俱到,这对于我们的职校学生来说更是如此。职业学校的计算机教学重点应该放在培养技能,解决实际问题上。对于一般的职业技术学校来说，由于学生生源的多层次，以及他们自身原有对计算机相关知识认识的不同，相应地给计算机的教学带来了很大的困难，而作为职业学校的计算机教学，要培养的是适应社会需要的具备综合职业能力的新型应用型人才，因此就必须在确立以能力为本位的指导思想基础上，加强对学生创新精神和创新能力的培养，不断提高学生的操作技能，让其在实践中发挥想象，同时让想象的事物在实践中得以实现。所以，为提高计算机学习的教学质量，我认为应采取如下几种计算机 教学方法 。
1 有效地调节计算机的教学内容
对于即将走向社会的职业中学的学生，就业前的 教育 是为受教育者就业作准备的，作为教师应当教会他们哪些内容呢?亚里斯提说“：应该向孩子们传授他们成人后能用得上的知识。”所以我以为：首先，要让他们学会有效地获取信息，信息获取的方式较多，可通过调查表、谈话、书籍阅览、拍摄等方式，在信息时代，更重要的是要会通过网络进行搜索、传输、收发、交流相关信息;其次，要学会运用软件进行信息的处理，如用 Word 进行文字的编排，用 Excel 进行电子表格的处理，用 Photoshop 对图片、图像进行处理;最后，要会对信息进行发布，可利用 Powerpoint 制作多媒体报告或利用 Front-page 进行网页的制作。许多常用的软件在操作上都具有许多共性，作为教学的任务是教会学生使用软件的方法，而使用软件的能力必须在其操作过程中去逐步掌握，所以我们必须加大对基本软件的教学，让学生从学习中提出问题，并带回课堂让教师进行释疑，通过这样的方法提高学生的学习兴趣和能力。
2 有目的地组织学生进行教学实践
有目的而学，学有所用。通过在课堂教学之前布置一些与下一步教学有关的任务，可以使学生感觉到下一步教学的重要性和兴趣，把他们的无目的学习变成有目的学习。教学中，首先由教师借助多媒体教学，采用电化教学的方法一边讲授，一边演示，让学生在课堂上就能看到各种各样的操作效果，使学生在上机时就能有针对性地进行练习，对所学内容能很快掌握。接着进行范例分析，并提出创作任务，让学生自主设计、自主寻找素材资料、自主制作完成，再由同学和老师对电子作品进行评价。学生带着任务学习，并将任务化解在自己的电子作品中，从而在完成任务的过程中学会了创作的方法与技巧，体会了创作的艰辛与喜悦。例如，用 Word 设计班级小报及个人自荐书，用 PowerPoint 制作电子 演讲稿 等。可以自制演示软件，向学生展示一些电子作品，利用交替变换的精美画面，刺激学生的感官，让学生持久拥有积极的心态和强烈的求知欲，对接下来的教学会大有帮助。
3 激发学生兴趣，提高学习效率
兴趣能激发和引导人们在思想、情感和意志上去探索某种事物的真相，是学习和创造的重要前提，是成功的先导。如果教学中不能使学生感兴趣，只是生硬的讲给学生听，那会使学生的求知过程变成麻木的机械记忆，渐渐产生厌烦感。因此在教学中，教师要采取各种教学方法挖掘、激发学生兴趣，促进学生兴趣的生成，使学生处于一个积极主动的学习状态。同时经常采用鼓励和表扬的语言、动作等，让学生体验到学习的乐趣，形成学习的内动力。如使用教师制作的一些可由学生自行执行的 Authorware 教学课件，其中既包括有教师录制的教学录像、书本知识、还有丰富多彩的练习题，通过学生自已动手、自我学习，既培养了学生的观察力、 想象力 ，又提高了学生的学习兴趣，把“苦学”变为“乐学”“愿学”。
4 让有能力的学生成为教师的助手
教师在向学生传授知识的过程中，尤其是学生在进行实践活动的过程中，应注意发挥其主导作用，不应过多地去干涉学生的学习活动，要让他们自已动手，自己思考，相互讨论，找到解决问题的方法，充分相信他们的能力，发挥他们的主体作用，挖掘其潜力，这样，教育的创造性本质才会真正体现出来。教师可将学生分成几个小组，从中挑选出有学习计算机兴趣，而且成绩好、素质高，积极性、协调能力、组织能力强的学生，担任各组的组长，明确组长的工作职责。在学生进行练习时，教师主要是进行巡视，注意一下学生经常发生的错误，帮助组长解决他们自已也不能解决的问题，并将其整理归纳，到了离下课还有 10 分钟的时候，让所有的同学都暂停操作，将本节课的重点说明、常见的操作错误及其更正方法进行讲解，难点问题进行反复论述。这样一节课下来，无论是教师还是学生，都觉得这节课上得实实在在，能够达到知识的积累、能力的进步的目的。
5 强化上机操作技能训练
学习经验 告诉我们,计算机只靠背课本是远远不够的。要想学好计算机,必须多实践,所以,计算机的实习课和上机考试尤其重要。这就要求教师不仅要重视上课的授课内容,更要把实习课安排得很精彩。中等职业学校向社会输送的是中等专业技术人才，更侧重于实践操作的能力，社会人才市场要求学生具备的基本素质之一就是要具有较强的计算机操作技能。教师要针对每一个学生的实际情况，把握好尺度，分层次推进。对学习速度快的学生，应充分挖掘潜力，不断提高;对学习速度慢的学生，则注重增强其自信心，通过反复强化练习，使学生实实在在掌握这门技术。在操作过程中，教师指导学生以理论知识为基础，充分发挥自己的想象力，去设计与制作。学生反复练习，教师及时 总结 ，使学生将理论转化为操作技能，掌握操作技术。同时，在上机过程中，要有意识引导学生观察思考，使学生养成认真观察屏幕、使用帮助信息等习惯，并能够对屏幕显示的信息进行分析得出相应的结论，使学生在实践中发现新的方法，学到新的知识，从而培养学生的观察能力和思维能力。有压力才会有动力。为使学生增加压力感，增强学习的主动性，必须调动学生，引入竞争机制，使学生有成就感，激发并保持这种成就感。这是因为，在学习中取得成功是学生精神力量的唯一源泉，使学生不断体验成功的乐趣是自主学习不断深化的重要保障。
6 结束语
教师要多动脑筋，不断探索，选择最合适的方法，带领学生走向知识的殿堂，使每堂课都取得良好的效果。职业学校计算机教学应使学生终生受益，无论学生今后从事何种职业，他们在学校学到的知识和培养的能力都应该是有用的。计算机是一门不断更新的课程，教师应该转变观念，切实改进教学手段和教学方法，有步骤有计划地过渡到“教师指导下的以学生为中心”的教学模式上，充分调动学生的能动性，使学生主动建立起知识和能力的个人框架结构。
参考文献：
[1] 刘师良.中职院校计算机教学问题和对策[J].河南职工医学院学报,2011，(10).
[2] 刘友林. 中职院校计算机教学的几点思考 [J].科 技 资 讯,2012，(09).
[3] 谢泽琛. 中职院校非计算机专业计算机课程的教学改进策略探讨[J].中国教育技术装备 ,2011，(1).
[4] 郑莹. 中职院校计算机教学改革探究[J].科技创新导报 ,2011，(5).
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