Распределенные информационные системы

(конспект лекций)

Тема 1. Введение в распределенные системы (3 ч)

Понятие распределенной системы обработки информации. Виды и свойства распределенных систем. Архитектура программного обеспечения информационных систем. Управление взаимодействием разнородных приложений (middleware).

1. Что такое распределенная система?

2. Основные задачи распределенной обработки

3. Концепции аппаратных решений

4. Концепции программных решений

5. Модель Клиент-сервер

6. Итоги

1. Что такое распределенная система?

В литературе упоминаются разные определения понятия распределенной системы (РС), но все они могут быть сведены к следующим определениям (Таненбаум):

1. Распределенная система – это набор независимых компьютеров, представляющийся их пользователям как единая система.

2. Распределенная информационная система (РИС) – это совокупность взаимодействующих друг с другом программных компонент. Каждая из таких компонент может рассматриваться как программный модуль (приложение), исполняемый в рамках отдельного процесса.

Пользователи и приложения единообразно работают в РС независимо от того, где и когда происходит это взаимодействие.

Для этого РС должны иметь такие характеристики как сокрытие от пользователей различий между компьютерами и способов связи между ними. Другой важной характеристикой РС является способ, при помощи которого обеспечивается единообразная работа пользователей (и приложений) в РС.

РС должны относительно легко поддаваться расширению (масштабированию), а выход из строя некоторой части РС не должен приводить к отказу всей РС и пользователи не должны даже об этом уведомляться.

Для того чтобы поддерживать представление разных компьютеров и сетей в виде единой системы организация РС часто включает в себя дополнительный уровень ПО, который находится между прикладным уровнем и ОС. Такая РС обычно называется системой промежуточного уровня (middleware).

2. Основные задачи распределенной обработки

Какие основные задачи распределенных систем?

Основная задача – облегчение доступа к удаленным ресурсам и контроль совместного использования этих ресурсов (компьютеров, файлов, данных в БД). Web-страницы и сети также входят в этот список.

Для решения этой основной задачи, РС должна удовлетворять следующим требованиям:

1. Прозрачность.

2. Открытость.

3. Гибкость.

4. Масштабируемость (расширяемость).

2.1. Прозрачность

Важная задача РС состоит в том, чтобы скрыть тот факт, что процессы и ресурсы физически распределены по разным компьютерам. РС, которые представляются пользователям и приложениям в виде единой системы называются прозрачными (transparent).

Концепция прозрачности применима к разным аспектам РС, а именно:

Прозрачность доступа. Цель – скрыть разницу в способах представления и передачи данных между разными типами ПК и ОС, способах представления имен файлов, правил работы с ними и др.

Прозрачность местоположения. Цель – скрыть реальное физическое размещение ресурса. Важную роль в реализации этого играет именование.

Прозрачность переноса. Цель – скрыть факт физического перемещения ресурса. При этом смена местоположения не влияет на доступ.

Прозрачность смены местоположения – отличается от предыдущего тем, что местоположение ресурса может произойти при его использовании. Пример - мобильные пользователи.

Прозрачность репликации (дублирования). Цель - скрыть факт наличия нескольких копий ресурса.

Прозрачность параллельного доступа. Цель – скрыть от пользователя факт совместного использования ресурса. При этом обеспечивается целостность и непротиворечивость ресурса (например, механизм блокировок в БД).

Прозрачность отказов. Цель – обеспечить нормальную работу при наличии отказов (или скрыть факт отказа и не уведомлять об этом пользователя). Пример – при работе с перегруженным Web-сервером браузер выжидает нужное время, а потом сообщает о недоступности страницы.

Не все эти атрибуты должны быть полностью реализованы в РС, поскольку обеспечение прозрачности влияет на производительность.