72. Понятие и арх-а распределенных бд (РаБд). Гомогенные и гетерогенные РаБд. Стратегии распр-я данных в РаБд.

В распределенной БД (РаБД) данные распределены по узлам компьютерной сети. Каждый узел имеет собственную БД и может обращаться к данным, хранящимся на других узлах.

Пользователь РаБД не обязан знать, как ее компоненты размещены в узлах сети и представляет себе эту БД как единое целое. РаБД – это совокупность логически взаимосвязанных БД, распределенных в КС. Распределенная СУБД (РаСУБД) – программная система, обеспечивающая управление Ра БД и прозрачность ее распределенности для пользователей. Информация о местоположении каждой из частей РаБД находится в глобальном словаре данных, который хранится на одном из компьютеров сети или может быть распределенным.

РаБД можно классифицировать на гомогенные и гетерогенные.

Гомогенной РаБД управляет один и тот же тип СУБД. Гетерогенной РаБД управляют различные типы СУБД, использующие разные модели данных – реляционные, сетевые, иерархические или объектно-ориентированные СУБД. Гомогенные РаБД значительно проще проектировать и сопровождать. Кроме того, подобный подход позволяет поэтапно наращивать размеры РаБД, последовательно добавляя новые узлы к уже существующей РаБД. Гетерогенные РаБД обычно возникают в тех случаях, когда независимые узлы, управляемые своей собственной СУБД, интегрируются во вновь создаваемую РаБД.

Стратегии распределения данных

В системах обработки РаБД используется специальная операция – репликация БД. С целью приближения данных к месту их использования и сокращения тем самым сетевого трафика и/или повышения производительности системы создаются копии БД в нескольких узлах сети – реплики. После этого и в оригинал БД, и в реплику могут вноситься изменения. Затем выполняется операция синхронизации реплики с оригинальной БД – перенос в нее всех изменений из реплик.

В РаБД на основе реляционной модели данных разделение или фрагментация может быть вертикальной, горизонтальной и смешанной. При горизонтальной таблица разбивается на совокупности строк (записей), которые располагаются на различных компьютерах.

При вертикальной таблица разделяется на совокупности столбцов (полей), которые хранятся на различных компьютерах.

При смешанной происходит разделение реляционной таблицы как по столбцам, так и по строкам.

73. Распределенные субд. Двенадцать правил к.Дейта.

В системах обработки распределенных баз данных реализуется децентрализованная обработка данных :базы данных находятся на компьютерах сети, на них устанавливается локальная СУБД и можно обрабатывать данные в автономном режиме.

Однако в компьютерной сети может быть создана "виртуальная" база данных, объединяющая базы данных различных компьютеров. Такая "виртуальная" база данных получила название распределенной базы данных (РаБД). Системы управления РаБД (СУРБД) интегрируют локальные базы данных таким образом, что пользователь, работающий на любом компьютере сети, имеет доступ ко всем этим базам данных как к единой базе данных.

Информация о местоположении каждой из частей РаБД находится в так называемом глобальном словаре данных, который может храниться на одном из компьютеров сети или быть распределенным.

РаБД можно разделить на гомогенные и гетерогенные. В гомогенной РаБД все локальные базы данных имеют одинаковые модели данных и управляются однотипной СУБД. В гетерогенной РаБД локальные базы данных могут базироваться на разных моделях данных и управляться различными типами СУБД. Американский ученый Крис Дейт сформулировал двенадцать правил, которым должна следовать РаБД:

1) локальная независимость;

2) отсутствие опоры на центральный узел (компьютер);

3) непрерывное функционирование;

4) независимость от расположения;

5) независимость от фрагментации;

6) независимость от репликации;

7) обработка распределенных запросов;

8) управление распределенными транзакциями;

9) аппаратная независимость;

10) независимость от операционной системы;

11) независимость от сети;

12) независимость от типа СУБД.

Локальная независимость предполагает, что управление данными выполняется на каждом из узлов сети. Базы данных, расположенные на узлах, являются неотъемлемыми компонентами РаБД. Будучи фрагментом общего пространства данных, они в то же время функционируют как полноценные локальные базы данных, и управление ими выполняется локально и независимо от других узлов сети.

Отсутствие опоры на центральный узел означает, что ни один узел сети не зависит от центрального или какого-либо другого узла. Все узлы имеют равные возможности.

Непрерывное функционирование состоит в том, что система продолжает функционировать и в случае сбоя на каком-либо узле, и при неисправности узла, и при расширении сети.

Независимость от расположения означает полную про зрачность (невидимость) расположения данных. Пользователь обращающийся к РаБД, ничего не должен знать о реальном' физическом размещении данных в узлах сети.

Независимость от фрагментации дает возможность пользователю работать с РаБД как с единой базой данных, хотя она может быть физически разделена на отдельные фрагменты, например, с целью повышения быстродействия доступа к данным.

Независимость от репликации предполагает, что процесс внесения изменений в реплики баз данных невидим для пользователей.

Обработка распределенных запросов трактуется как возможность выполнения операций выборки над распределенной базой данных, сформулированных в рамках обычного запроса на языке SQL. Другими словами, операцию выборки из РаБД можно сформулировать с помощью тех же языковых средств, что и операцию над локальной базой данных.

Управление распределенными транзакциями означает возможность выполнения операций обновления РаБД, не разрушая целостность и согласованность данных.

Аппаратная независимость означает, что в качестве узлов сети могут выступать компьютеры любых моделей и любых производителей.

Независимость от операционной системы предполагает использование различных операционных систем, управляющих узлами сети.

Независимость от сети означает возможность использования различных сетей и сетевых технологий для соединения узлов.

Независимость от типа СУБД дает возможность использования в РаБД СУБД различных производителей, которые должны, однако, поддерживать один и тот же интерфейс взаимодействия между узлами.