- •1. Распределенные базы данных и субд
- •1.1 Основные определения, концепции и классификация распределенных систем
- •1.1.1. Основные концепции распределенных систем с рбд и рсубд
- •1.1.2. Основные концепции распределенной обработки данных
- •1.1.3. Основные концепции параллельных субд
- •1.1.3.1. Системы с разделением памяти (срп)
- •1.1.3.2. Система без разделения (сбр)
- •1.1.3.3. Системы с разделением дисков (срд)
- •1.1.4. Мультибазовые системы
- •1.2 Гомогенные и гетерогенные распределенные субд
- •1.2.1. Преимущества и недостатки распределенных субд
- •1.2.1.1. Преимущества
- •1.2.1.1.1 Отражение структуры организации
- •1.2.1.1.2 Разделяемость и локальная автономность
- •1.2.1.1.3 Повышение доступности данных
- •1.2.1.1.4 Повышение надежности
- •1.2.1.1.5 Экономические выгоды
- •1.2.1.1.6 Модульность системы
- •1.2.1.2.3 Усложнение проблем защиты
- •1.2.1.2.4 Усложнение контроля за целостностью данных
- •1.2.1.2.5 Отсутствие стандартов
- •1.2.1.2.6 Недостаток опыта
- •1.2.1.2.7 Усложнение процедуры разработки базы данных
- •1.3 Функции распределенных субд
- •1.4 Архитектура распределенных субд
- •Глобальная концептуальная схема
- •1.4.2 Схемы фрагментации и распределения
- •1.4.3 Локальные схемы
- •1.4.4 Локальная субд
- •1.4.5 Компонент передачи данных
- •1.4.6 Глобальный системный каталог
- •1.4.7 Распределенная субд
- •1.5 Разработка распределенных реляционных баз данных
- •1.5.1 Распределение данных
- •1.5.2 Фрагментация
- •1.5.2.1 Назначение фрагментации
- •Корректность фрагментации
- •1.5.2.3 Типы фрагментации
- •1.5.3 Репликации.
- •1.5.3.1 Виды репликации
- •1.5.3.2 Функции службы репликации
- •1.5.3.3 Схемы владения данными
- •1.5.3.4 Сохранение целостности транзакций
- •1.5.3.5 Моментальные снимки таблиц
- •1.5.3.6 Триггеры базы данных
- •1.5.3.7 Выявление и разрешение конфликтов
- •1.6 Обеспечение прозрачности
- •1.6.1 Прозрачность распределенности
- •1.6.2 Прозрачность транзакций
- •1.6.2.1 Прозрачность параллельности
- •1.6.2.2 Прозрачность отказов
- •1.6.3 Прозрачность выполнения
- •Прозрачность использования
- •1.6.5 Заключение
- •1.7 Правила распределенных субд
- •1.8 Резюме
- •2 Введение в объектные субд
- •2.1 Специализированные приложения баз данных
- •2.1.1 Автоматизированное проектирование
- •2.1.2 Автоматизированное производство
- •2.1.3 Офисные информационные системы и мультимедиа системы
- •2.1.4 Геоинформационные системы
- •2.1.5 Научные приложения
- •2.2 Недостатки реляционных субд
- •2.3 Основные концепции объектно-ориентированного подхода (ооп).
- •2.3.1 Абстракция, инкапсуляция, сокрытие информации.
- •2.3.2. Объекты и атрибуты
- •2.3.3. Идентификация объекта
- •2.3.4. Методы и сообщения
- •2.3.5. Классы
- •2.3.6. Подклассы, суперклассы и наследование
- •2.3.7. Перегрузка
- •2.3.8. Полиморфизм и динамическое связывание
1.8 Резюме
Распределенная база данных (РБД) представляет собой набор логически связанных между собой разделяемых данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой компьютерной сети. СУРБД представляет собой программный комплекс, предназначенный для прозрачного управления РБД.
СУРБД не следует смешивать с распределенной обработкой, при которой доступ к централизованной СУБД одновременно предоставляется многим пользователям в компьютерной сети. СУРБД также отличается от параллельной СУБД, в которой локальная СУБД функционирует с использованием нескольких процессоров и устройств внешней памяти, что позволяет организовать параллельное выполнение операций (если это возможно) с целью повышения производительности системы.
Преимущества СУРБД заключается в том, что она позволяет: 1) отразить структуру организации, 2) повышает возможности совместного использования удаленных данных, 3) повышает надежность, доступность и производительность системы, 4) позволяет получить экономию средств, 5) организовать модульное увеличение размеров сети.
Все взаимодействия выполняются с помощью сетевых соединений, которые могут быть как локальными, так и глобальными. Локальные сетевые соединения устанавливаются на небольшом расстоянии, но обеспечивают большую пропускную способность, чем глобальные.
Аналогично тому, как ЦСУБД должна предоставлять определенный набор стандартных функций, СУРБД должна предоставлять: 1) расширенные возможности установки соединений, 2) включать расширенную службу системного каталога, 3) обеспечивать распределенную обработку запросов, 4) поддерживать расширенные средства распараллеливания операций, а также иметь 5) собственную службу восстановления.
Каждое отношение может быть разделено на некоторое количество частей, называемых фрагментами. Фрагменты могут быть горизонтальными, вертикальными, смешанными и производными. Фрагменты распределяются на одном или нескольких сайтах. С целью улучшения доступности данных и повышения производительности системы для отдельных фрагментов может быть организована репликация.
Определение и распределения фрагментов выполняются для достижения следующих целей: обеспечения локальных ссылок, повышения надежности и доступности данных, обеспечения приемлемого уровня производительности системы, достижения баланса между стоимостью и ёмкостью устройств вторичной памяти, а также минимизации расходов на передачу данных. Три основных правила корректности фрагментации включают требования полноты, восстановимости и непересекаемости.
Существует четыре стратегии распределения, определяющие способ размещения данных: 1) централизованное (единственная централизованная база данных), 2) фрагментированное распределение (каждый фрагмент размещается на одном из сайтов), 3) распределение с полной репликацией (полная копия всей базы данных поддерживается на каждом сайте) и 4) распределение с выборочной репликацией (комбинация первых трех способов).
С точки зрения пользователя, СУРБД должна выглядеть точно также, как и обычная централизованная СУБД, что достигается за счет обеспечения различных типов прозрачности. Благодаря прозрачности распределения пользователи не нуждаются в каких-либо сведениях о существующей в системе фрагментации. Прозрачность транзакций обеспечивает сохранение согласованности глобальной базы даже при наличии параллельного доступа к ней со стороны множества пользователей и наличия в системе различных отказов. Прозрачность выполнения позволяет системе эффективно обрабатывать запросы, включающие обращение к данным на нескольких сайтах. Прозрачность использования СУБД позволяет системе функционировать поверх установленных на отдельных сайтах локальных СУБД различного типа (с различными моделями данных).
Вопросы к теме «Распределенные базы данных и СУБД».
Поясните значение терминов РБД и СУРБД и назовите причины создания подобных систем. Основные концепции РБД и СУРБД. § 1.1.1.
Сравните и укажите отличия между СУРБД и системами с распределенной обработкой. § 1.1.2.
Сравните и укажите отличия между СУРБД и системами с параллельной обработкой. При каких обстоятельствах СУРБД оказывается предпочтительнее параллельной СУБД? § 1.1.3.
Назовите преимущества и недостатки, свойственные распределенным системам. § 1.2.1.
Функции СУРБД. § 1.3.
Рекомендуемая архитектура СУРБД. § 1.4.
Компонентная архитектура СУРБД. § 1.4.3.
Назначение глобального системного каталога. § 1.4.6.
Главные особенности, которые должны учитываться при проектировании РБД. § 1.5.
Стратегические цели определения и размещения (распределения) фрагментов. § 1.5.
Стратегии размещения данных в системе. § 1.5.1.
Назначение и типы фрагментации. § 1.5.2.
Поясните, как можно обеспечить корректность фрагментации § 1.5.2.2.
Репликации в распределенных системах: определение, виды репликации. § 1.5.3.
Реализация механизмов (схем) обновления (владения) данных в распределенных системах. § 1.5.3.3.÷1.5.3.7.
Цель обеспечения прозрачности в СУРБД и типы прозрачности. § 1.6.
Прозрачность распределенности: назначение и уровни. § 1.6.1.
Прозрачность транзакций: назначение и аспекты. § 1.6.2.
Прозрачность выполнения: назначение. Дополнительные функции обработчика распределенных запросов. § 1.6.3.
Изложите правила, по которым должны создаваться распределенные СУБД (правило Дейта). § 1.7.