Полный текст:
Когда используем информационные технологии
компьютерных сетей становится возможной реализация территориального
распределения производства. Но могут появится проблемы, которые связаны с
межконтинентальным снабжением, поясным временем и т.д., реализация которых
становится возможной благодаря новейшим сетевым технологиям и развитию
коммуникаций.
Одной из важнейших сетевых технологий является
распределенная обработка данных. на местах возникновения и использования
информации устанавливаются персональные компьютеры, которые
соединяются различными каналами связи. Это делает возможным распределение ресурсов компьютера по отдельным
функциональным сферам деятельности и измение технологии обработки
данных в направлении децентрализации. С помощью распределенная
обработки данных пользователь имеет ряд
преимуществ:
большое число взаимодействующих между собой
пользователей, которые выполняют функции сбора, регистрации, хранения, передачи и
выдачи информации;снимает пиковые нагрузки с централизованной базы, путем
распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных компьютеров;обеспечивает доступ информационного работника к вычислительным
ресурсам компьютерной сети;обеспечивает симметричный обмен данными между удаленными пользователями.
Введение классификации моделей представления данных
на реляционные, сетевые и иерархические отразилось и на архитектуре систем управления базами данных и
технологии их обработки. Архитектура системы управления базой данных описывает ее функционирование как
взаимодействие процессов двух типов: клиента и сервера.
Существуют два понятия распределенная обработка и
распределенная база данных, которые не являются синонимами. Если при распределенной
обработке производится работа с базой данных, то представление данных, их
содержательная обработка, работа с базой на логическом уровне выполняются на
компьютере клиента, а поддержание базы данных в
актуальном состоянии – на сервере. В случае использования распределенной
базы данных БД размещается на нескольких серверах.
Топология распределенной
СУБД
Работа с базой данных осуществляется на этих же или
других компьютеров, и для доступа к удаленным данным необходимо
использовать сетевую базу данных.
В системе распределенной обработки клиент может
послать запрос к собственной локальной базе данных или к удаленной базе данных.
Удаленный запрос – это единичный запрос к одному серверу. Объединение нескольких
удаленных запросов к одному серверу называют удаленной транзакцией.
Транзакция называется распределенной в том случае когда отдельные
запросы транзакции обрабатываются различными серверами. При этом
один запрос обрабатывается одним сервером. Распределенная база данных позволяет обрабатывать один запрос несколькими
серверами. Такой запрос называется распределенным. Только обработка
распределенного запроса поддерживает концепцию распределенной базы данных.
Базы данных – это автоматизированные хранилища
оперативно обновляемой информации. В настоящее время созданы базы данных практически по всем нaпрaвлениям челoвеческoй
деятельности: научно-технической, финансовой, электронной документации,
экономической, патентной информации, кредитной, маркетинга, статистической,
газетных сообщений, правительственных распоряжений, библиографической и т.д.
При этом все базы делятся на общественные и коммерческие.
Исходная из способа распределения организационной
обработки данных, существуют централизованный,
децентрализованный и смешанный способы распределения данных.
Централизованная организация данных является самой простой для реализации.
На одном сервере находится единственная копия базы
данных. Все операции с базой данных обеспечивает этот сервер. Доступ к данным
выполняется с помощью удаленного запроса или удаленной транзакции. Достоинством
этого способа является простая поддержка базы данных в актуальном состоянии.
Недостатки централизованной организации данных:
ограниченность размера базы данных размером внешней
памяти;направление всех запросов к одному серверу с
соответствующими затратами на временную задержку и стоимость связи; недоступность для удаленных пользователей при
появлении ошибок связи;ограничение на параллельную обработку;выход из строя при отказе центрального сервера.
Децентрализованная организация данных предполагает разбиение
информационной базы на несколько физически распределенных баз данных. Каждый из
клиентов пользуется своей базой данных, которая может быть либо частью общей
информационной базы данных, либо копией информационной базы данных в целом. Это
приводит к дублированию базы данных для каждого клиента.
При распределении данных на основе pазбиения база
данных pазмещается на нескольких сеpвеpах.
Существование копий отдельных частей недопустимо.
Достоинства
этого метода:
большинство запросов удовлетворяются локальными базами
данных, что приводит к сокращению времени ответа;увеличение доступности данных и надежности их
хранения;снижение стоимости запросов на выборку и обновления;система остается частично работоспособной, когда один
из серверов выходит из строя.
Недостатки
метода:
часть удаленных запросов или транзакций может
потребовать доступ ко всем серверам, что приведет к увеличении времени ожидания
и цену обслуживания;хранение сведений о размещении данных в различных баз
данных.
Деление базы данных наиболее целесообразно при
совместном использовании локальных и глобальных компьютерных сетей.
Метод
дублирования предполагает
размещение на каждом сервере полной базы данных, с помощью чего обеспечивается
наибольшая надежность хранения.
Недостатки
этого метода:
повышенные требования к объему внешней памяти;усложнение корректировки баз данных.
Достоинства:
быстрый доступ в результате локального выполнения
запросов;высокая надежность хранения данных.
Метод дублирования используется, когда фактор
надежности является критическим, база данных небольшая, интенсивность
обновления невелика.
Смешанная организация хранения данных объединяет разбиение и дублирование.
Появляется необходимость хранить информацию о том,
где находятся данные в сети. Для того чтобы обеспечить надежность и
эффективность работы, обеспечивается
компромисс между объемом памяти под БД в целом и под БД на каждом
сервере. Этот метод легко реализует параллельную обработку, т.е. обслуживание
распределенного запроса или транзакции.
Смешанный способ организации данных можно
использовать только при наличии сетевой СУБД. Несмотря на гибкость смешанного
способа организации данных, есть проблема взаимозависимости факторов, влияющих
на производительность системы, проблема ее надежности и выполнения требований к
памяти.
В базах данных коллективного пользования
центральным технологическим звеном становятся серверы баз
данных. Программные средства серверов баз данных обеспечивают:
целостность и безопасность данных.реализацию многопользовательских приложений;централизованное хранение данных;
Производительность серверов баз данных на порядок
выше по сравнению с файл-серверами, которые используются в локальных
вычислительных сетях. Благодаря использованию серверов баз данных обеспечено
доступ многих пользователей к одним и тем же файлам, что служит предпосылкой
создания сетевых СУБД.
В нагруженной вычислительной сети неизбежно падает
производительность, нарушаются безопасность и целостность данных.Мощность
сетевых СУБД, основанных на файл-сервере, в настоящее время недостаточна.
Технология клиент-сервер, как
более мощная, заменила технологию файл-сервер и позволила совместить
достоинства однопользовательских систем (низкая цена, высокий уровень,
дружественный интерфейс диалоговой поддержки), с достоинствами более крупных
компьютерных систем (многозадачность, защита данных, поддержка целостности).
В классическом понимании СУБД представляет собой
набор программ, позволяющих создавать и поддерживать базу данных в актуальном
состоянии. Функционально СУБД состоит из следующих частей:
ядра (базы данных),
который выполняет все функции по обработке БД;языка, который
предсатвляет собой совокупность процедурных и непроцедурных команд,
поддерживаемых СУБД. Наиболее часто используются SQL, QBE;инструментальных
средств программирования, которые относятся к интерфейсу клиента, или внешнему
интерфейсу и могут включать процессор обработки данных на языке запросов.
Основная
идея технологии клиент – сервер заключается в расположении серверов на более
мощных компьютерах, а приложений клиентов – на менее мощных. Ввод-вывод к базе
основывается не на физическом добавлении данных, а на логическом, т.е. сервер
отправляет клиентам не полную копию БД, а только логичeски необходимые порции,
тем самым сокращая график сети . В технологии клиeнт-сервер программы клиeнта и
его запросы хранятся отдельно от СУБД. Сервер обрабатывает запросы клиентов,
выбирает необходимые данные из БД, посылает их клиентам по сети, обеспечивает
целостность и сохранность данных и производит обновление информации.
Ниже перечислены основные виды технологии распределенной обработки данных:
технология
клиент-сервер, которая ориентирована на автономный компьютер, т.е. и
клиент, и сервер размещены на одном компьютере. По функциональным возможностям такая система
аналогична централизованной СУБД;технология
клиент-сервер, ориентированная на централизованное распределение.
Клиент получает доступ к данным одиночного удаленного сервера, данные могут
только считываться, при этом динамический доступ к данным реализуется посредством
удаленных транзакций и запросов, число которых должно быть невелико;технология
клиент-сервер, ориентированная на локальную вычислительную сеть.
Имеется единственный сервер, который обеспечивает доступ к БД; клиент формирует
процесс, который отвечает за содержательную обработку данных, их представление
и логический доступ к базе; доступ к базе данных замедлен, так как клиент и
сервер связаны через локальную сеть;технология
клиент-сервер, ориентированная на изменения данных в одном месте; реализует
обработку распределенной транзакции; удаленные серверы не связаны между собой я
компьютерной сетью; распределенная СУБД должна иметь средство
контроля совпадения противоречивых запросов; распределение данных реализует
метод разделения;технология
клиент-сервер, ориентированная на изменение данных в нескольких местах,
предполагает наличие сервера-координатора, который поддерживает протокол
передачи данных между различными серверами; возможна обработка распределенных
транзакций в разных удаленных серверах; реализуется стратегия смешанного
распределения путем передачи копий с помощью СУБД;технология
клиент-сервер, ориентированная на распределенную СУБД, обеспечивает более
быстрый доступ к данным, обеспечивает стратегию разбиения и дублирования;
распределенная СУБД обеспечивает независимость клиента от места размещения
сервера, глобальную оптимизацию, распределенный контроль целостности БД,
распределенное административное управление.
Во всех перечисленных технологиях существуют два
способа связи прикладных программ клиента и сервера баз данных:
прямое
соединение – прикладная программа
клиента связывается непосредственно с сервером базы данных;непрямое
соединение – доступ к удаленному
серверу обеспечивается средствами локальной базы.
Возможно также объединение обоих
способов.
Использование технологии клиент-сервер позволяет
перенести часть работы с сервера на компьютер клиента, оснащенный
инструментальными средствами для формирования его профессиональных
обязанностей. Тем самым данная технология позволяет независимо наращивать
возможности сервера баз данных и совершенствовать инструментальные средства
клиента.
Недостатки технологии клиент-сервер заключается в
повышении требований к производительности ЭВМ – сервера, в усложнении
управления вычислительной сетью, а при отсутствии сетевой СУБД – в сложности
организации распределенной обработки.
Под операционной средой сервера баз данных понимают
возможности операционной системы компьютера и сетевой операционной системы. Каждый сервер баз данных может работать на определенном типе компьютера и
сетевой ОС. К операционным системам серверов относятся: DOS 5/0, XENIX, UNIX,
Windows NT, Os/2 и др. В настоящее время наиболее часто используются серверы SQL-server, ORACLE-server,
SQLBASE- server и др.
Серверы баз данных рассчитаны на поддержку большого
числа различных типов приложений. Для реализации интерфейса с сервером базы
данных можно использовать текстовые процессоры, объектно-ориентированные
средства, графические пакеты, электронные таблицы, настольные издательства и
другие информационные технологии.
Список
литературы
Багриновский К. А.,
Хрусталев Е. Ю. Новые информационные
технологии. М.: “ЭКО”. 1996.Закер
К. Компьютерные сети. Модернизация и поиск неисправностей. СПб.: БХВ-Петербург,
2001. - 1008 с.Гончаров Р.В., Любимов
М.Ф., Савельева Н.Г. Информатика. Компьютерные системы и сети: учебное пособие/
РГЭА, - Ростов н\Д, 1998, - 255с.Ладыженский Глеб. «СУБД -
коротко о главном» : - Информационный бюллетень Jet Info №3-5/1995.Макарова Н. В., Матвеева
Л. А., Бройдо В. Л. Информатика. Учебное пособие. М.: «Финансы и статистика»
1997.Кожанов
Ю.Ф Интерфейсы и протоколы сетей следующего поколения: научно-популярное
издание СПб., 2006. -218 сХольденберг В.А.
Введение в программирование. Учебное пособие. Мн.: ООО «Харвест», 1997. – 528с.