Современный доступ к информации и принципы сетевой обработки данных.

Из задач работы с информацией в АБС следует, что для их реализации необходим одинаковый и современный доступ группы пользователей к одним и тем же данным. Данные разновидности задач решаются с применением технологий локальных вычислительных сетей.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС)- это группа компьютеров, физически объединенная в единую систему для возможности использовать какие-либо данные совместно на разных машинах.

Физически реализуется с помощью установки специальных плат сетевых адаптеров, соединяющихся между собой проводами. Программно реализуется с помощью программ управления адаптерами (драйверами) и программ осуществляющих прием и передачу необходимых данных через сеть на другие машины, называемых клиентской частью сетевых систем.

При физическом построении ЛВС известны два типа соединения:

1. Линия

2. Звезда

Программно известно два способа построения ЛВС:

1. Одноранговая сеть, в которой все компьютеры равноправны

2. Двухранговые сети, т.е. предполагается наличие главного компьютера ( сервера ) и подчиненных нему.

При размещении общих данных в ЛВС применяются следующие способы:

1. В однораноговой сети данные разбиваются на части логически и размещаются на различных машинах, т.е при необходимости доступа к каким-либо данным, определим как общий и необходимо определить обращение к машине в которой эти данные хранятся.

2. В двухранговой сети все общие данные размещаются на сервере и затем к нему обращается каждая отдельная машина.

3. При больших объемах сложных структурных данных применяется распределение размещения данных такое, что сам сервер принимает решение, куда поместить ту или иную информацию. А обращение к данным идет поэтапно, т.е. через сервер к месту хранения необходимой информации.

Для организации одновременного доступа групп пользователей у одним и тем же данным применяются различные технологии обработки данных. Известны три основные модели сетевой обработки:

1. Хост машина-треминал. Это первая из известных таких моделей. Она реализована с помощью больших ЭВМ. Управление ей осуществляется через терминал- это дисплей с алфовитно - цифровой клавиатурой. Никаких средств для хранения данных в терминале не предусмотрено. Терминалы напрямую подключаются непосредственно на входы машины и являются ее частью. Самостоятельно они существовать не могут. Эта машина функционально реализует все функции работы с данными:

Работа терминала с хост-мащиной реализуется в последовательном диалоговом режиме. Возможны два варианта взаимодействия:

1. Набор на терминале и посылка хост-машине полноценной сложной команды на выполнение действий. Хост-машина обычно позволяет реализовать довольно сложные команды и управлять процессом обработки в командном режиме.

2. Реализация в хост-машине последовательного опроса терминала с использованием простейших систем меню для постепенного выбора конкретных действий. При получении конкретного сформированного запроса Х-машина на основании логики работы задействующего программного комплекса проверяем правильность, доступность и права на получение требуемой информации. После чего, если нет никаких ограничений производится, необходимая операция с базами данных. Запросы групп пользователей выполняются последовательно, по очередности их поступления. Если время поступления совпало, то первоочередность установленных приоритетов, которые могут быть привязаны к идентификаторам пользователей, самим терминалам и категориям пользователей.

Вывод по модели: при работе с данной машиной пользователь непосредственно с данными не работает, никакого доступа к внутренним операциям не имеет и может только посылать правильно составленные запросы. А логика анализа и обработки запросов полностью принадлежит программным компонентам Хост-машины. Этим способом достигается полная интеграция данных, находящихся полностью в рассмотрении хост-машины, которые точно знают каждый момент времени, какие пользователи какие запросы в каком порядке присылали. С точки зрения требований совместной обработки данных такая модель близка к идеальной, но является очень сложной и дорогостоящей. К ее недостаткам также можно отнести отсутствие удобного интерфейса с пользователем.

2. Модель файл-сервер. В виду практической невозможности использования модели Хост-машина - Терминал для широкого круга мелких задач появилась необходимость разработки более простой и доступной машины, это стало возможным с появлением персонального компьютера, ПК. В данной модели вместо терминала используется ПК, который содержит средства хранения и обработки данных, а вместо Хост-машины используется выделенный сервер, т.е. компьютер большей мощности по сравнению с остальными, используемый для хранения данных и организации доступа к этим данным. Основная особенность модели: все действия по обработке данных производятся на компьютере пользователя, подсоединенном к серверу с помощью локальной сети, он получил название - рабочая станция. Рабочая станция должна иметь программные средства, полностью обеспечивающие работу с данными. Перед началом работы с данными надо запросить и получить с сервера требуемый набор данных. Следует отметить, что за непосредственную внутреннюю структуру данных сервер ответственности не несет и "не знает" о внутреннем содержании базы данных. Поэтому передавать данные на рабочую станцию сервер может только используя свои логические единицы хранения информации. Логическая единица хранения информации в компьютерных системах - это файл. Роль сервера заключается в следующем: по запросу рабочей станции передавать ей необходимые файлы для работы (данные).

Принципы работы данной модели:

1. Рабочая станция регистрируется на сервере, т.е. сервер производит проверку и идентификацию подключенной рабочей станции.

2. На рабочей станции запускаются специализированные программные средства, предназначенные для работы с нужными массивами данных.

3. С помощью этих средств пользователь составляет запрос на получение данных с сервера.

4. Сервер, получив запрос, проверяет полномочия пользователя и передает требуемые данные на рабочую станцию.

5. Рабочая станция своими локальными средствами производит обработку данных, что в итоге приводит к изменению содержимого файла.

6. После завершения работы с файлами, они снова сохраняются на сервере, т.е. обратно передаются уже измененные рабочей станцией файлы.

Описанные выше модели сильно отличаются друг от друга. Хост-машина похожа на "черный ящик", т.е. все расчеты производит сама, а пользователю выдает только результаты. Во второй модели все наоборот, данные открыты для пользователя, он сам рассчитывает их, а сервер только определяет права данного пользователя.

Вывод по модели 2: очень простая в реализации и управлении, мало затратная модель, хорошо подходит для мелких задач. Однако главный недостаток заключается в том, что пользователь все время работает не с определенной действительно необходимой ему частью данных, а с цельным файлом. Следовательно, другой пользователь не может получить информацию о текущей работе над данными, а также не может параллельно работать с теми же файлами. Другой серьезный недостаток - это то, что состояние рабочей станции и ее выполняемая ей работа оказывают существенное влияние на состояние хранимой информации, т.е. если при работе на рабочей станции произошел сбой или ошибка в работе, то информация в базе данных теряется. Такая ситуация называется логическим разрушением базы данных. Хуже всего, когда сбой происходит при сохранении данных, тогда информация теряется, а данные становятся неверными.

3. Модель клиент-сервер. В условиях повышающейся мощи компьютерных систем для борьбы с основными недостатками системы файл-сервер была реализована модель клиент-сервер, которая во многом аналогична модели файл-сервер, но имеет важное отличие: на сервере появляется программная часть управления данными, которой передается управление файлами, хранимыми на сервере, а непосредственная прямая работа рабочей станции с данными прекращается. Схема работы становится следующей: рабочая станция предает запросы на получение не файла данных, а требуемых массивов данных. Запросы адресуются программной серверной части, которая называется сервером базы данных. Сервер базы данных проверяет запросы, принимает их, анализирует в соответствии со своей логикой работы и производит выборку нужных частей данных из файлов, затем передает их на рабочую станцию.

Выводы: большая сложность систем клиент-сервер по сравнению с файл-сервер успешно компенсируется повышенной защищенностью, надежностью и практической возможностью параллельной работы с базой данных. Однако по сравнению с системой Хост - машина - терминал интеграция данных в этой модели недостаточная, т.к. ввод и изменение базы данных производится на конкретной рабочей станции, и контролировать ее работу очень сложно. Применять технологию клиент-сервер имеет смысл в том случае, если данные в файлах структурированы, т.е. можно выделить из файла определенный логически-цельный кусок данных. В противном случае это система файл-сервер.

Заключение. Модель «Хост-машина» - терминал применяется при обработке огромных массивов данных, работе большого количества пользователей (особенно если они сильно удалены друг от друга). Например, системы продажи авиа и железнодорожных билетов. Модели типа клиент-сервер применяются для локальных задач среднего типа, т.е. для обеспечения работы средних и крупных предприятий. Разница между размерами предприятий покрывается за счет применения серверов различной мощности, а также серверов баз данных с разной загрузочной способностью. Модели файл-сервер применяются для обработки неструктурированных данных в небольших подразделениях и предприятиях.