5.Таратылған деректерді өңдеу Дәріс 15. Таратылған ақпараттық жүйелер және деректер қоры

 Деректер қорының технологиясындағы «клиент—сервер» модельдері. Құрылымданғпн сұраныстар тілі.

15.1 Таратылған дерктер қоры

Таратылған (Distributed DataBase - DDB) деп әдетте түрлі ДҚБЖ басқарылатын, компьютердің түрлі торап желілрінде орналасқан бірнеше деректер қорының фрагменттерінен тұратын деректер қоры аталады. Таратылған деректер қоры қолданушылардың көзқарасынан және қолданбалы бағдарламалар тұрғысынан қарағанда әдеттегідей жергілікті деректер қоры түрінде көрсетіледі. «Таратылған» сөзі бұл мағынада деректер қорын ұйымдастырудың тәсілін сипаттайды, бірақ оның сыртқы сипатын көрсетпейді.

Таратылған деректер қорының анықтамасын(DDB) Дэйт (C.J. Date) ұсынған. Ол идеалды DDB-ның 12 қасиеттерін немесе сапасын көрсетті:

• Жергілікті автономия (local autonomy)

• Желілер тәуелсіздігі (no reliance on central site)

• Үздіксіз операциялар (continuous operation)

• Орналасу тәуелсіздігі (location independence)

• Фрагментация тәуелсіздігі (fragmentation independence)

• Тәуелсіз тираждалу (replication independence)

• Таратылған сұраныстарды өңдеу (distributed query processing)

• Таратылған транзакцияларды өңдеу (distributed transaction processing)

• Жабдықтардан тәуелсіздік (hardware independence)

• Операциялық жүйелерден тәуелсіздік (operationg system independence)

• Желінің тәуелсіздігі (network independence)

• Деректер қорынан тәуелсіздік (database independence)

Жергілікті автономия. Бұл сапа деректерді басқару таратылған желі жүйесінен жергілікті орындалатынын білдіреді. Деректердің жалпы кеңістігінің фрагменті бола тұрып, ДҚ толық жергілікті деректер қоры функционирленеді, оны басқару басқа желі жүйелеріне тәуелсіз және жергілікті орындалады.

Орталық тораптан тәуелсіздігі. Идеалды жүйеде барлық тораптар өзара тең және тәуелсіз, ал оларға орналасқан деректер жалпы деректер кеңістігіне деректерді жеткізушілер өзара тең болады. Әр тораптардағы деректер қоры өзара жеткілікті – ол деректердің толық жеке сөздігінен тұрады және рұқсат берілмеген қатынастан толық қорғалған.

Үздіксіз операциялар. Бұл сапаны жергілікті желілерде орындалатын операциялардан және олардың орналасуынан тәуелсіз DDB шекарасында деректерге үздіксіз қатынасу мүмкіндігі ретінде қарастыруға болады. Бұл сапаны «деректерге үнемі қатынасуға болады, ал оларға қолданылатын операциялар үздіксіз орындалады» деген атпен көрсетуге болады.

Орналасудың тәуелсіздігі. Бұл қасиет деректер орналасуының толық тәуелсіздігін көрсетеді. DDB-ден сұралатын қолданушы ақпараттық жүйе тораптарындағы деректердің нақты, физикалық орналасуына байланысты ештеңе білмейді. Деректердегі орындалатын барлық операциялар олардың орналасуы туралы ақпаратты тіркемеуді орындайды. Деректер қорына сұраныстардың транспортталуы орнатылған жүйелік құрылғылармен жүзеге асады.

Фрагментация тәуелсіздігі. Бұл қасиет деректердің таратылған орналасуды логикалық біртұтас ретінде қарауға мүмкіндік береді. Екі типтің фрагментациясы бар: көлденең және тігінен. Көлденеңі әртүрлі тораптарда бір кесте жолдарын сақтауға мүмкіндік береді (бір логикалық кесте жолдарының әртүрлі желілерде бірнеше физикалық кесте түрінде сақтайды). Тігінен фрагментациясы логикалық кесте бағандарын бірнеше тораптар бойынша орналасуын білдіреді.

Фрагментацияның екі типін де сипаттайтын мысал қарастырайық. Феникс торабында деректер қорында анықталған employee (emp_id, emp_name, phone) кестесі болсын делік. Денвер торабының деректер қорында анықталған сондай кесте болсын делік. Бұдан басқа Далластағы деректер қорында emp_salary (emp_id, salary) кестесі анықталған. Сонда «компания қызметшілері туралы» ақпаратты алу үшін сұраныс келесідей болады:

SELECT * FROM employee@phoenix, employee@denver ORDER BY emp_id

Сол кезде «компания қызметшілерінің жалақысы туралы» ақпаратты алу сұранысы келесідей:

SELECT employee.emp_id, emp_name, salary FROM employee@denver, employee@phoenix, emp_salary@dallas ORDER BY emp_id

Тәуелсіз тираждалу. Деректердің тираждалуы – бұл таратылған жүйенің басқа тораптарында орналасқан қордағы шығыс деректер қорының объектілерінің өзгеруінің алмасуының асинхронды үдерісі. Берілген контекстте тираждалу тәуелсіздігі таратылған жүйенің қолданушыына көрінбейтін деректер қорының арасындағы өзгерістің алмасу мүмкіндігін көрсетеді. Берілген қасиет тираждалудың мүмкін екендігін және ішкі жүйелік құралдарға жетуге болатынын көрсетеді.

Таратылған сұраныстарды өңдеу. DDB бұл қасиеті SQL тілінің қарапайым сұранысында қалыптасқан таратылған деректер қорының таңдау операцияларының таңдау мүмкіндігі ретінде көрсетіледі. Яғни, DDB-дан таңдау операцияларын жергілікті деректер қорына қолданылатын операцилар мен тілдік құралдардың көмегімен қалыптастыруға болады. Мысалы,

SELECT customer.name, customer.address, order.number, order.date FROM customer@london, order@paris WHERE customer.cust_number = order.cust_number

Таратылған транзакцияларды өңдеу. DDB бұл қасиетін деректердің үйлесімділігі мен тұтастығын бұзбайтын таратылған деректер қорының (INSERT, UPDATE, DELETE) жаңару операцияларын орындау мүмкіндігі ретінде қарастырады. Бұл мақсат таратылған транзакцияларды өңдеу стандарты болған транзакцияларды тіркеудің екі фазалы хаттамасын (two-phase commit protocol) қолданумен жетеді. Оны қолдану таратылған транзакция шегінде бірнеше тораптарда деректерді үйлесімді өзгертуге кепілдік береді.

Жабдықтардан тәуелсіздік. Бұл қасиет кез келген модель мен өндірушілердің – мэйнфреймдерден дербес компьютерлерге дейінгі таратылған жүйе сапасы ретінде қарастыруға болатынын көрсетеді.

Операциялық жүйелерден тәуелсіздік. Бұл сапа алдыңғысынан туындайды және таратылған жүйенің тораптарын басқаратын операциялық жүйелердің көптүрлілігін сипаттайды.

Желінің тәуелсіздігі. Кез келген деректер қорына қатынас желі бойынша жүзеге асады. Желілік хаттамалардың нақты ДҚБЖ қолданылатын спектрі таратылған деректер қорының шектеуі болмауы қажет. Берілген сапа максималды кең көлемде қалыптасады –

таратылған жүйеде кез келген желілік хаттамалар болуы мүмкін.

Деректер қорынан тәуелсіздік. Бұл сапа таратылған жүйеде әртүрлі өндірушілердің ДҚБЖ бола алады және әртүрлі модельдегі, форматтағы деректер қорының жаңаруы және іздеу операциялары болуы да мүмкін. Дэйт анықтамасына байланысты DDB тораптары жергілікті деректер қорын көрсететін бос байланысқан желілік құрылым ретінде қарастыруға болады. Жергілікті деректер қоры автономды, тәуелсіз және өзара анықталған; оларға қатынасты ДҚБЖ анықтайды. Тораптар арасындағы байланыстар – бұл тираждалатын деректер ағымы. DDB топологиясы кең диапазонда көрсетіледі – иерархия нұсқалары, «жұлдыз» типті құрылым болуы мүмкін. Жалпы DDB топологиясы ақпараттық жүйенің топологиясымен және деректерді тираждау ағымының бағытымен анықталады.