Распределенные информационные системы
Под распределенной обычно подразумевают базу данных, включающую фрагменты из нескольких баз данных, которые располагаются на различных узлах сети компьютеров, и, возможно управляются различными СУБД. Распределенная база данных выглядит с точки зрения пользователей и прикладных программ как обычная локальная база данных. В этом смысле слово "распределенная" отражает способ организации базы данных, но не внешнюю ее характеристику. Другими словами, системы распределенных баз данных состоят из набора узлов, связанных вместе коммуникационной сетью, в которой:
1) каждый узел обладает своими собственными системами баз данных;
2) узлы работают согласованно, поэтому пользователь может получить доступ к данным на любом узле сети, как будто все данные находятся на его собственном узле.
Рис. 6 Типичная распределенная база данных
Система управления распределенной базой данных (РСУБД) - это программная система, которая обеспечивает управление распределенной базой данных таким образом, чтобы ее распределенность была прозрачна для пользователей.
В 1981г К. Дейт опубликовал свои правила для распределенных баз данных.
Он установил 12 свойств:
Локальная автономность. Локальные данные должны находиться под локальным владением и управлением, включая функции безопасности, целостности, представления данных в памяти.
Никакой конкретный сервис не должен возлагаться на какой-либо специально выделенный центральный узел. Соблюдение этого правила, т.е. принципа децентрализированности функций РСУБД, позволяет избежать узких мест.
Непрерывность функционирования. Система не должна останавливаться в случае необходимости добавления нового узла или удаления в распределенной среде некоторых данных, изменения определения метаданных и даже осуществления перехода к новой версии СУБД на отдельном узле.
Независимость от местоположения. Пользователи и приложения не обязаны знать о том, где физически располагаются данные.
Независимость от фрагментации. Фрагменты (называемые также разделами) данных должны поддерживаться и обрабатываться средствами РСУБД таким образом, чтобы пользователи или приложения могли бы вообще ничего не знать об этом. Более того, РСУБД должна уметь обходить при обработке запросов фрагменты, не имеющие к ним отношения.
Независимость от тиражирования. Те же принципы независимости и прозрачности относятся и к механизму тиражирования.
Распределенная обработка запросов. Обработка запросов должна производиться распределенным образом.
Управление распределенными транзакциями. На распределенные базы данных необходимо распространить механизмы управления транзакциями и управления одновременным доступом. Эта проблема включает выявление и разрешение тупиковых ситуаций, прерывания по истечении временных интервалов, фиксацию и откат распределенных транзакций, а также ряд других вопросов.
Независимость от оборудования. Одно и то же программное обеспечение РСУБД должно выполняться на различных аппаратных платформах и функционировать в системе в качестве равноправного партнера. На практике достичь этого исключительно сложно, поскольку многие поставщики поддерживают множество платформ. Это ограничение преодолевается с помощью модели многопродуктовых сред.
Независимость от операционных систем. Эта проблема тесно связана с предыдущей, и она также разрешается аналогичным образом.
Независимость от сети. Узлы могут быть связаны между собой с помощью множества разнообразных сетевых и коммуникационных средств.
Независимость от СУБД. Локальные СУБД должны иметь возможность участвовать в функционировании РСУБД.
Сегодня практически все крупнейшие производители СУБД предлагают решения в области управления распределенными ресурсами. Однако все эти решения поддерживают ограниченные функции построения неоднородных распределенных систем.
Среди многочисленных прототипов и научно-исследовательских систем следует упомянуть систему SDD-1, созданную в конце 70-х - начале 80-х г.г. в научно-исследовательском отделении фирмы Computer Corporation of America; систему R*, которая является распределенной версией системы System R и создана в начале 80-х годов фирмой IBM; а также систему Distributed INGRES, которая является распределенной версией системы INGRES и создана также в начале 80-х годов в Калифорнийском университете в Беркли.
Что касается коммерческих продуктов, то в настоящее время в большинстве реляционных систем предусмотрены разные виды поддержки использования распределенных баз данных с разной степенью функциональности. Среди таких систем наиболее известны система INGRES/STAR отделения Ingres Division фирмы The ASK Group Inc., система ORACLE фирмы Oracle Corporation, а также модуль распределенной работы системы DB2 фирмы IBM.