21.02.14

Архитектура СУБД. При организации многопользовательской СУБД применяют следующие типовые архитектурные решения:

1. Телеобработка.

2. Файловый сервер.

3. Технология "клиент/сервер".

Телеобработка. Традиционные архитектуры многопользовательских систем раньше считалась схема получившая название "телеобработки", при которой 1 компьютер с единственным процессором был соединен с несколькими терминалами. При этом вся обработка выполнялась в рамках единственного компьютера, а присоединенный к нему пользовательские терминалы были типичными неинтеллектуальными устройствами, неспособными функционировать самостоятельно . С центральным компьютером терминалы были связаны с помощью кабелей по которому они посылали сообщение пользовательским приложением. В свою очередь пользовательские приложения обращались к необходимым службам СУБД. Таким же образом сообщения возвращались назад на пользовательский терминал. Недостатком является то, что при такой архитектуре основная и слишком высокая нагрузка возлагалась на центральный компьютер, который должен был выполнять не только действия прикладных программ СУБД, но и значительную работу по обслуживанию терминалов.

Архитектура с использованием файлового сервера.

Файловый сервер. В среде файлового сервера обработка данных распределена в сети, а обычно представляющая собой локальную вычислительную сеть (ЛВС/LAN). Файловый сервер содержит файлы необходимые для работы приложения и самой СУБД. Однако, пользовательские приложения и СУБД размещены и функционируют на отдельных рабочих станциях и обращаются к файловому серверу только по мере необходимости получения доступа к нужным им файлам. Таким образом файловый сервер функционирует на подобии совместно используемого жесткого диска. СУБД на каждой рабочей станции посылает запрос файловому серверу по всем необходимым ей данным, которые хранятся на диске файл-сервер. Такой подход характеризуется значительным сетевым трафиком, что может привести к снижению производительности все системы в целом.

Общая схема построения систем с архитектурой "клиент/сервер".

Недостатки данной архитектуры:

1. Большой объем сетевого трафика.

2. На каждой рабочей станции должна находится полная копия СУБД.

3. Управление параллельностью, восстановлением и целостностью усложняется поскольку доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько экземпляров СУБД.

Технология "клиент/сервер". Была разработана с целью устранения недостатков имеющихся в первых 2-х подходах. Клиент/сервер означает такой способ взаимодействия программных компонентов, при котором они образуют единую систему. Существует некий клиентский процесс, требующий определенных ресурсов, а так же серверный процесс, который эти ресурсы предоставляет. При этом совсем необязательно чтобы они находились на одном и том же компьютере. На практике принято размещать сервер на одном узле локальной сети, а клиентов на других узлах.

Пример ER-диграммы.

Операции выполняемые клиентом:

1. Управляет пользовательским интерфейсом.

2. Принимает и проверяет синтаксис, введенного пользователем, запроса.

3. Выполняет приложение.

4. Генерирует запрос к БД и передает его серверу.

5. Отображает полученные данные пользователю.

Функции, выполняемые сервером:

1. Принимает и обрабатывает запросы к БД со стороны клиента.

2. Проверяет полномочия пользователей.

3. Гарантирует соблюдение ограничений целостности.

4. Выполняет запросы и обновления, а так же возвращает результаты клиенту.

5. Поддерживает системный потолок.

6. Обеспечивает параллельный доступ к БД.

7. Обеспечивает управление восстановлением.

Основные преимущества:

1. Повышается общая производительность системы.

2. Снижается стоимость аппаратного обеспечения.

3. Сокращаются коммуникационные расходы.

4. Повышает уровень непротиворечивости данных.

3. Инфологическое проектирование БД.

3.1. Модель "сущность-связь".

Цель инфологического моделирования это обеспечение наиболее естественным для человека способом, сбор и представление информации, которое предполагается в создаваемой БД. Известны следующие средства создания инфологических моделей:

1. Семантические сети.

2. Язык инфологического моделирования.

3. ER-диаграммы.

Наибольшую популярность из-за доступности, наглядности и компактности приобрел подход моделирования "сущность-связь". Модель "сущность-связь" разработана с целью упрощения концептуального проектирования БД. Основными элементами это модели являются:

1. Сущности.

2. Атрибуты.

3. Связи.

Сущность представляет собой различимое множество объектов (экземпляров сущности) реального мира с одинаковым набором свойств или атрибутов. Сущность идентифицируется именем и списком свойств или атрибутов. Каждый экземпляр сущности обладает уникальным набором значения атрибутов. На ER-диаграммах сущность представляется прямоугольником с именем сущности внутри.

Атрибут это неотъемлемое свойство сущности или связи. Именно по значениям атрибутов можно идентифицировать экземпляр сущности. Значения атрибутов представляют основную часть сведений, хранящихся в БД. На ER-диаграммах атрибут представляется эллипсом соединенным с соответствующей сущностью линией и с именем атрибута внутри. Домен - множество значений, которые может принимать атрибут. Атрибуты делятся на:

1. Простые.

2. Составные.

3. Однозначные.

4. Многозначные.

5. Производные.

Простой атрибут состоит из одного компонента с независимым существованием. Составной атрибут состоит из нескольких компонентов каждый из которых характеризуется независимым существованием. Однозначный атрибут содержит одно значение для одного экземпляра сущности. Многозначный атрибут может содержать несколько значений для одного экземпляра сущности. Производный атрибут представляет значение, вычисляемое от значение связанного с ним атрибута или множества атрибутов, принадлежащих некоторой сущности. Ключ это минимальный набор атрибутов по значениям которых можно идентифицировать экземпляр сущности. Первичный ключ это ключ, реально используемый для идентификации экземпляра сущности. На ER-диаграммах имена атрибутов выбранных в качестве подчеркиваются. Ассоциирование 2-х или более сущностей называется связью. Связи так же как и сущности, и атрибуты идентифицируются именем. На ER-диаграммах связь изображается в виде ромба с именем связи внутри. Соединение с ассоциированными сущностями производятся линиями.