шпора

81. Методы хранения и доступа к данным. Работа с внешними данными с помощью технологии IDE

Одним из основных факторов, влияющих на производительность программ, является способ хранения и доступа к данным, расположенных на внешних носителях — это носитель любого типа, который не находится постоянно внутри компьютера, например ZIP-дисковод, флэш-накопитель, компакт-диск или даже веб-служба. Физический последовательный Значения ключей физических записей находятся в логической последовательности. Применяется в основном для дампа и восстановления данных. Может применяться как для хранения, так и для выборки данных. Эффективность использования памяти близка к 100%. Эффективность физического последовательного метода доступа оставляет желать лучшего, поскольку для выборки нужной записи требуется просмотреть все предыдущие ей записи БД. Индексно-последовательный Метод доступа, при использовании которого до осуществления доступа к собственно записям БД проверяются значения ключей, называется индексно-последовательным. Значения ключей физических записей находится в логической последовательности. Может применяться как для хранения, так и для выборки данных. В индекс значений ключей заносятся статьи значений ключей в блоках. Наличие дубликатов значений ключей недопустимо. Эффективность доступа зависит от числа уровней индексации, распределения памяти для размещения индекса, числа записей базы данных и уровня переполнения. Эффективность хранения зависит от размера и изменяемости базы данных. Индексно-произвольный При индексно-произвольном методе доступа записи хранятся в произвольном порядке. Создается отдельный файл либо раздел файла БД (в зависимости от СУБД) из статей, содержащих значения действительного ключа и физические адреса хранимых записей. Значения ключей физических записей необязательно находятся в логической последовательности. Хранение и доступ к индексу могут осуществляться с помощью индексно-последовательного метода доступа. Индекс содержит статью для каждой записи БД. Эти статьи упорядочены по возрастанию. Ключи индекса сохраняют логическую последовательность. Записи БД могут быть не упорядочены по возрастанию ключа. Метод может использоваться как для запоминания, так и для выборки данных. Метод прямого доступа Основная особенность прямого метода доступа заключается во взаимно однозначном соответствии между ключом записи и ее физическим адресом. Физическое местоположение записи определяется непосредственно из значения ключа. Не требует упорядоченности значений ключей физических записей. Метод может применяться как для хранения, так и для поиска записей. Для поиска одной записи используется одно обращение к индексу. Наличие дубликатов ключей недопустимо. Эффективность хранения зависит от плотности ключей. При низкой плотности память расходуется впустую, поскольку резервируются адреса, соответствующие отсутствующим ключам. В ряде случаев не требуется однозначное соответствие между ключом и физическим адресом; записи вполне достаточно, чтобы группа ключей ссылалась на один и тот же физический адрес. Такой метод доступа называется методом доступа посредством хеширования. Метод доступа посредством хеширования При методе доступа посредством хеширования адрес физической записи алгоритмически определяется из значения ключа записи. Алгоритм преобразования ключа называют также подпрограммой рандомизации. При использовании функции хеширования возможно преобразование двух или более ключей в один и тот же физический адрес, который называется собственным адресом. Записи, ключи которых отображаются в один и тот же физический адрес, называются синонимами, а случай преобразования нового ключа в уже заданный собственный адрес называется коллизией. Поскольку по адресу, определяемому функцией хеширования, может физически храниться только одна запись, синонимы должны храниться в каких-нибудь других ячейках памяти. При возникновении коллизий образуются цепочки синонимов, необходимых для обеспечения механизма поиска синонимов Сущность метода хеширования (резать) заключается в том, что все адресное пространство делится на несколько областей фиксированного размера, которые называются бакетами. В качестве бакета может выступать цилиндр, дорожка, блок, страница, т.е. любой участок памяти, адресуемый в операционной среде как единое целое. Наименьшая составная единицей бакета называется фрагментом записи или секцией. Если при занесении нового значения индекса все бакеты заняты, то для него выделяется дополнительная область памяти, называемая областью переполнения. Главным ограничением этого метода является фиксированный размер таблицы. Если таблица заполнена слишком сильно или переполнена, то возникнет слишком много цепочек переполнения, и главное преимущество хеширования — доступ к записи почти всегда за одно обращение к таблице — будет утрачено. Инвертированный (метод вторичного индексирования) Значения ключей физических записей необязательно находятся в логической последовательности. Метод применяется только для выборки данных. Индекс может быть построен для каждого инвертированного поля. Эффективность доступа зависит от числа записей БД, числа уровней индексации и распределения памяти для размещения индекса. Инвертированные списки формируются системой для поисковых атрибутов, причем для каждого возможного значения такого атрибута составляется список уникальных номеров записей, в которых это значение атрибутов присутствует. Записи с одним и тем же значением поля группируются, а общее для всей группы значение используется в качестве указателя этой группы. Тогда при поиске записей по значениям поисковых атрибутов системе достаточно отыскать списки, соответствующие требуемым значениям, и выбрать номер записи согласно заданной «схеме» пересечения или объединения условий на значениях поисковых атрибутов, а также отрицания некоторого условия. На рис. 2. приведен пример поиска записей инверсированным методом доступа. Хранение данных - процесс обеспечения целостности, доступности и защищенности данных. Различают три режима хранения данных: -1- хранение в оперативном режиме, основанное на использовании постоянно доступных запоминающих устройств; -2- хранение в почти оперативном режиме, основанное на использовании устройств, которые могут стать доступными автоматически; -3- хранение в автономном режиме, основанное на использовании устройств, носители данных в которые вставляются вручную. Существуют два класса методов, реализующих доступ к данным по ключу: методы поиска по дереву,методы хеширования.

82. Технология клиент-сервер.

Технология клиент-сервер — это особый способ взаимодействия ком­пьютеров в локальной сети, при котором один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). В соответст­вии с этим различают одноранговые сети и серверные сети.При одноранговой архитектуре в сети отсутствуют выделенные серве­ры, каждая рабочая станция может выполнять функции клиента и серве­ра. В этом случае рабочая станция выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем рабочим станциям сети. Одно­ранговые сети являются достаточно простыми в наладке и эксплуатации.

Наличие распределенных данных и возможность изменения своих серверных ресурсов каждой рабочей станцией усложняет защиту инфор­мации от несанкционированного доступа, что является одним из недос­татков одноранговых сетей.

Другим недостатком одноранговых сетей является их более низкая производительность. Это объясняется тем, что сетевые ресурсы сосредо­точены на рабочих станциях, которым приходится одновременно выпол­нять функции клиентов и серверов.В серверных сетях осуществляется четкое разделение функций между компьютерами: одни их них постоянно являются клиентами, а другие — серверами. Существует несколько типов серверов, а именно: сетевой сервер, файловый сервер, сервер печати, почтовый сервер и др. Сетевой сервер представляет собой специализированный компьютер, ориентиро­ванный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит яд­ро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществ­ляется работа всей локальной сети.

Термин файловый сервер относится к компьютеру, основной функци­ей которого является хранение, управление и передача файлов данных. Он не обрабатывает и не изменяет сохраняемые и передаваемые им фай­лы. На файловом сервере может даже отсутствовать клавиатура и монитор. Все изменения в файлах данных осуществляются с клиентских рабочих станций. Сервер печати (принт-сервер) представляет собой печатающее устрой­ство, которое с помощью сетевого адаптера подключается к передающей среде. Подобное сетевое печатающее устройство является самостоятель­ным и работает независимо от других сетевых устройств. Сервер печати обслуживает заявки на печать от всех серверов и рабочих станций. В ка­честве серверов печати используются специальные высокопроизводи­тельные принтеры.

При высокой интенсивности обмена данными с глобальными сетями в рамках локальных сетей выделяются почтовые серверы, с помощью ко­торых обрабатываются сообщения электронной почты.