Многопользовательские субд и языки баз данных
Архитектура многопользовательских субд
Существует три типовых архитектурных решения при реализации многопользовательских СУБД:
обычная телеобработка;
файловый сервер;
технология клиент/сервер.
Телеобработка (рис.8) предполагает наличие одного компьютера с единственным процессором, который соединен с несколькими терминалами.
Рис. 8. Обычная телеобработка
Вся обработка данных выполняется в рамках единственного компьютера. Присоединенные к нему пользовательские терминалы являются простыми «не интеллектуальными» устройствами, не способными функционировать самостоятельно.
Центральный компьютер выполняет действия прикладных программ и СУБД, а также значительную работу по обслуживанию терминалов (например, форматирование данных, выводимых на экраны терминалов, управление обменом данными со всеми терминалами). В результате на центральный процессор ложится чрезвычайно большая нагрузка, с которой могут справляться большие мейнфреймы.
Существенный прогресс в разработке высокопроизводительных персональных компьютеров и составленных из них сетей обусловил тенденцию к децентрализации и замене дорогих мейнфреймов более эффективными сетями персональных компьютеров. Эта тенденция привела к появлению следующих двух типов архитектуры СУБД – технологии файлового сервера и технологии клиент/сервер.
Рис
9:
Файловый сервер ( рис.9) используется в локальной вычислительной сети (ЛВС) и служит для распределенной обработки данных. Файловый сервер содержит файлы, необходимые для работы приложений и самой СУБД. Однако пользовательские приложения и сама СУБД размещены и функционируют на отдельных рабочих станциях и обращаются к файловому серверу только по
Файловый сервер функционирует просто как совместно используемый жесткий диск. СУБД на каждой рабочей станции посылает запросы файловому серверу по всем необходимым ей данным, которые хранятся на диске файл – сервера. Поскольку файл-сервер не обрабатывает запросы пользователей, то СУБД рабочей станции должна запросить у файлового сервера все файлы, соответствующие таблицам БД, содержащим необходимые данные. А затем СУБД извлечет из этих файлов нужные ей записи из соответствующих таблиц БД.
Такой подход характеризуется значительным сетевым трафиком, что может привести к снижению производительности всей системы в целом.
Поэтому архитектура с использованием файлового сервера обладает следующими основными недостатками:
большим объемом сетевого трафика;
на каждой рабочей станции должна работать полная копия СУБД;
управление параллельностью, восстановлением и целостностью усложняется, поскольку доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько экземпляров СУБД.
Технология клиент/сервер
(рис.10) была разработана с целью устранения
недостатков, имеющихся в первых двух
подходах. Клиент/сервер означает такой
способ взаимодействия программных
компонентов, при котором они образуют
единую систему. Существует некий
клиентский процесс, требующий определенных
ресурсов, а также серверный процесс,
который эти ресурсы предоставляет. При
этом совсем необязательно, чтобы оба
процесса находились на одном и том же
компьютере. На практике принято размещать
сервер на о
дном
узле локальной сети, а клиенты – на
других узлах.
Рис.10. Технология клиент/сервер.
Пользовательское приложение баз данных представляет собой клиентский процесс, выполняющийся на рабочей станции. Этот клиент принимает от пользователя запрос, проверяет его и генерирует запрос к базе данных на языке SQL. Затем он передает этот запрос серверу и ожидает поступления ответа. Сервер принимает и обрабатывает запросы к базе данных, а затем передает полученные результаты обратно клиенту. Такая обработка включает проверку полномочий клиента, обеспечение требований целостности, поддержку системного каталога, а также выполнение запроса и при необходимости обновление данных. Помимо этого, поддерживается управление параллельностью и восстановлением.
Клиент, получив ответ от сервера, отображает полученные данные пользователю.
Этот тип архитектуры обладает приведенными ниже преимуществами:
обеспечивает более эффективный доступ к существующим базам данных;
повышается общая производительность системы (клиенты и серверы находятся на разных компьютерах, на сервере выполняется только работа с БД).
стоимость аппаратного обеспечения снижается (достаточно мощный компьютер нужен только серверу);
сокращаются коммуникационные расходы (существенно сокращается объем пересылаемых по сети данных);
повышается уровень непротиворечивости данных (все ограничения определяются и проверяются только в одном месте – на сервере, каждому приложению не надо выполнять собственную проверку).
Разработано дальнейшее расширение двухуровневой архитектуры клиент/сервер, при котором функциональная часть прежнего толстого (интеллектуального) клиента разделяется на две части. В трехуровневой архитектуре клиент/сервер тонкий (неинтеллектуальный) клиент на рабочей станции управляет только пользовательским интерфейсом, тогда как средний уровень обработки данных управляет всей остальной логикой приложения. Третьим уровнем здесь является сервер базы данных. Такая трехуровневая архитектура оказалась более подходящей для некоторых сред – например, для сетей Internet и Intranet, где в качестве клиента может использоваться обычный Web-браузер.