Классификация по среде постоянного хранения

• Во вторичной памяти, или традиционная (англ.conventional database): средой постоянного хранения является периферийная энергонезависимая память (вторичная память) — как правиложёсткий диск. В оперативную память СУБД помещает лишькеши данные для текущей обработки.

• В оперативной памяти (англ.in-memory database, memory-resident database, main memory database): все данные на стадии исполнения находятся воперативной памяти.

• В третичной памяти (англ.tertiary database): средой постоянного хранения является отсоединяемое от сервера устройство массового хранения (третичная память), как правило на основемагнитных лентилиоптических дисков. Во вторичной памяти сервера хранится лишь каталог данных третичной памяти, файловый кеш и данные для текущей обработки; загрузка же самих данных требует специальной процедуры.

Классификация по содержимому

Примеры:

• Географическая

• Историческая

• Научная

• Мультимедийная

• Клиентская.

Классификация по степени распределённости

Централизованная, или сосредоточенная (англ.centralized database): БД, полностью поддерживаемая на одном компьютере.

Распределённая(англ.distributed database): БД, составные части которой размещаются в различных узлах компьютерной сети в соответствии с каким-либо критерием.

Неоднородная (англ.heterogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами более одной СУБД

Однородная (англ.homogeneous distributed database): фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами одной и той же СУБД.

Фрагментированная, или секционированная (англ.partitioned database): методом распределения данных является фрагментирование (партиционирование,секционирование), вертикальное или горизонтальное.

Тиражированная (англ.replicated database): методом распределения данных является тиражирование (репликация).

Другие виды бд

Пространственная(англ.spatial database): БД, в которой поддерживаются пространственные свойства сущностей предметной области. Такие БД широко используются вгеоинформационных системах.

Временная, или темпоральная (англ.temporal database): БД, в которой поддерживается какой-либоаспект времени, не считая времени, определяемого пользователем.

Пространственно-временная (англ.spatial-temporal database) БД: БД, в которой одновременно поддерживается одно или более измерений в аспектах как пространства, так и времени.

Циклическая(англ.round-robin database): БД, объём хранимых данных которой не меняется со временем, поскольку в процессе сохранения новых данных они заменяют более старые данные. Одни и те же ячейки для данных используются циклически.

Тема 12. Компьютерные сети

Локальные и глобальные вычислительные сети.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) соединяют ПК, расположенные недалеко друг от друга.

Региональная сеть связывает ПК, расположенные на больщом расстоянии друг от друга в пределах города, района или области.

Глобальная сеть объединяет ПК в различных странах или на различных континентах земного шара (сеть Интернет). Интернет объединяет более 20 тыс. компьютерных сетей, расположенных в 130 странах.

Информационно-вычислительные сети в зависимости от их назначения подразделены на ряд типов:

-сети передачи данных общего назначения, обеспечивающие доступ к доскам объявлений, разнообразным справочным службам, электронную почту, пересылку файлов, телеконференции, а также возможность выхода в другие сети;

- информационные центры широкого использования, содержащие различные базы данных, доступ к которым возможен на коммерческой основе;

-региональные сети передачи данных (на уровне областей или краев), которые являются подсетями федеральной сети общего пользования;

- информационные системы ограниченного доступа, например, банковские ( обслуживание клиентов, кредитных карточек и др.), биржевые, и другие подобные системы;

-частные сети, например, телекоммуникационная система крупного банка, предназначенная для внутрибанковского обмена данными между центральным офисом и его отделениями или филиалами.

Сети трех последних типов относятся к корпоративным сетям (интрасети), в которых услуги предоставляются только пользователям, входящим в состав замкнутой группы (корпорации). Деловые партнеры часто создают экстрасети, обеспечивающие ограниченный доступ к отдельным частям своих интрасетей.

К основным понятиям теории сетей относятся:

сервер - программный модуль, обслуживающий запросы к ресурсам компьютера, а также сам компьютер, предоставляющий свои ресурсы другим компьютерам сети.

Клиент - это программный модуль, вырабатывающий запросы к удаленным ресурсам и передающий их по сети на нужный ПК, а также компьютер, который потребляет локальные ресурсы других ПК сети.

Служба - пара "клиент - сервер", обеспечивающая совместный доступ к определенному типу ресурсов.

Сервис - набор услуг, предлагаемый конкретной службой.

Распределенная программа, состоящая из нескольких частей, причем каждая часть, как правило, выполняется на отдельном ПК сети.

Протокол - правила, определяющие взаимодействие между системами в рамках одного уровня.

Интерфейс - набор функций, который нижележащий уровень предоставляет вышележащему.

Стек протоколов - набор протоколов разных уровней, достаточный для организации взаимодействия систем.

Способы соединения локальных и глобальных вычислительных сетей

Необходимость переконфигурации сети возникает, когда:

- недопустимо долго документы стоят в очереди на сетевой принтер;

- увеличилось время запроса к БД;

- изменились требования по защите информации и т. д.

Сети не могут расширяться за счет простого добавления рабочих станций и прокладки кабеля. Любой способ образования сети имеет свои ограничения. Однако существуют устройства, которые могут сегментировать ЛВС так, что каждый сегмент станет самостоятельной ЛВС; объединять две ЛВС в одну; подключать ЛВС к другим сетям для объединения их в Интернет. К таким устройствам относятся репитеры, мосты, маршрутизаторы, мосты - маршрутизаторы и шлюзы.

Репитеры - устройства, которые принимают затухающий сигнал из одного сегмента сети, восстанавливают его и передают в следующий сегмент, чем повышают дальность передачи сигналов между отдельными узлами сети

Применение репитеров оправдано в тех случаях, когда требуется преодолеть ограничение по длине сегмента или по количеству ПК(рабочих станций).

Мосты и маршрутизаторы являются устройствами, позволяющими соединять локальные сети между собой и с WAN-сетями.

Мост- это устройство комплексирования ЛВС. Работа моста основана на принципе, согласно которому все узлы сети имеют уникальные сетевые адреса, и мост передает пакеты исходя из адреса узла назначения

Управляя доступом к сети, мoст проверяет адрес источника и получателя пакета, строит таблицу маршрутизации, передает пакеты на основе адреса узла назначения.

Мост обладает некоторым «интеллектом», поскольку изучает, куда направить данные. Когда пакеты передаются через мост, адреса передатчиков сохраняются в памяти моста, и на их основе создается таблица маршрутизации. В начале работы таблица пуста. Затем, когда узлы передают пакеты, их адреса копируются в таблицу. Имея эти данные, мост изучает расположение компьютеров в сегментах сети. Если мост знает о местоположении узла - адресата, он передает пакет ему. В противном случае транслирует пакет во все сегменты.

1. Мосты позволяют увеличить дальность охвата сети, работая в качестве повторителей. При этом допускается каскадное соединение ЛВС через мосты. Причем эти ЛВС могут быть разнородны.

2. Использование мостов повышает производительность сети вследствие возможности ее сегментации. Т. к. мосты способны фильтровать пакеты согласно некоторым критериям, то большая сеть делится на несколько сегментов, соединенных мостами. Два небольших сегмента будут работать быстрее, чем один большой, т. к. трафик локализуется в пределах каждого сегмента.

3. Применение мостов повышает эффективность работы сети, т. к. для каждой подсети (сегмента) можно использовать разные топологии и Среды передачи, а затем их объединять мостами.

Различают локальные и удаленные мосты. Удаленные мосты используются в больших сетях, когда ее отдельные сегменты связываются телефонными (или иными) каналами связи. Однако если для соединения двух кабельных сегментов ЛВС используют только один локальный мост, то в крупных сетях приходится использовать два удаленных моста, подключенных через синхронные модемы к выделенному каналу связи

Маршрутизаторы- это устройства для соединения сетей, использующих различные архитектуры и протоколы. Они могут коммутировать и направлять пакеты через несколько сетей, определять наилучший путь для их передачи, обходить медленные и неисправные каналы, отфильтровывать широковещательные сообщения, действовать как барьер безопасности между сетями.

Маршрутизатор в отличие от моста имеет свой адрес и используется как промежуточный пункт назначения. Работа маршрутизатора основывается на хранимой в его памяти таблице. Однако эта таблица существенно отличается от таблиц мостов тем, что она содержит не адреса узлов, а адреса сетей. Для каждого протокола, используемого в сети, строится своя таблица, которая включает все известные адреса сетей, способы связи с другими сетями, возможные пути маршрутизации, стоимости передачи данных по этим путям.

Маршрутизаторы, принимая пакеты, не проверяют адрес узла назначения, а выделяют только адрес сети. Они пропускают пакет, если адрес сети известен, передавая его маршрутизатор, который обслуживает сеть назначения. Маршрутизаторы бывают локальными и удаленными. По типу работы выделяют статические и динамические маршрутизаторы.

Статические требуют, чтобы администратор сети создавал таблицу маршрутизации, а также указывал каждый маршрут, а динамические автоматически определяют маршруты и поэтому требуют минимальной настройки и конфигурации.

Шлюзы - это устройства, которые обеспечивают связь между различными архитектурами и средами. Главное их назначение - осуществить связь между ПК и средой мини-компьютеров или мейнфреймов Обычно роль шлюзов в ЛВС выполняют выделенные Сервера, а все остальные рабочие станции ЛВС работают с мейнфреймом также просто, как со своими ресурсами. Шлюз связывает две системы, которые используют разные коммуникационные протоколы, структуры и форматы данных, языки и архитектуры,

Шлюзы принимают данные из одной среды, удаляют протокольный стек и переупаковывают их в протокольный стек системы назначения Обрабатывая данные, шлюз выполняет следующие операции:

- извлекает данные из приходящих пакетов, пропуская их снизу вверх через полный стек протоколов передающей среды;

- заново упаковывает полученные данные, пропуская их сверху вниз через стек протоколов сети назначения.

СПОСОБЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Электронная почта

Электронная почта(e-mail—electronicmail) выполняет функции обычной почты. Она обеспечивает передачу сообщений из одного пункта в другой. Главным ее преимущест­вом является независимость от времени. Электронное письмо приходит сразу же после его отправления и хранится в почтовом ящике до получения адресатом. Кроме текста оно может содержать графические и звуковые файлы, а также двоичные файлы — программы.

Электронные письма могут отправляться сразу по нескольким адресам. Пользователь Internetс помощью электронной почты получает доступ к различным услугам сети, так как основные сервисные программыInternetимеют интерфейс с ней. Суть такого подхода за­ключается в том, что на хост-компьютер отправляется запрос в виде электронного письма. Текст письма содержит набор стандартных формулировок, которые и обеспечивают доступ к нужным функциям. Такое сообщение воспринимается компьютером как команда и выпол­няется им.

Для работы с электронной почтой создано большое количество программ. Их можно объединить под обобщающим названием mail. Так, для работы пользователей вMSDOS1фименяется программаbml, наиболее распространенной программой для Unix-систем яв­ляется программаelm. Пожалуй, одна из наиболее удобных и несложных в использовании программ —EudoraдляMicrosoftWindows. В операционной системеWindows95 работу с электронной почтой обеспечивает приложениеMicrosoftExchange. Эти программы выпол­няют следующие функции: подготовку текста; чтение и сохранение корреспонденции; удаление корреспонденции; ввод адреса;

комментирование и пересылку корреспонденции; импорт (прием и преобразование в нужный формат) других файлов. Сообщения можно обрабатывать собственным текстовым редактором программы электронной почты. Из-за ограниченности его возможностей обработку текстов большого размера лучше выполнять внешним редактором. При отправке такого текста программа электронной почты дает возможность его обработать.

Обычно программы электронной почты пересылают тексты в коде ASCIIи в двоич­ном формате. КодASCIIпозволяет записывать только текст и не дает возможности переда­вать информацию об особенностях национальных шрифтов.

В двоичных файлах сохраняется любая информация. Поэтому для передачи комбини­рованных сообщений (графика и текст), а также для передачи программ используются дво­ичные файлы.

Запомните}При участии в дискуссиях или в составлении рассылочных списков необходимо оформлять сообщения в кодеASCII.

Сообщения, записанные другими программами, можно отправ­лять, точно зная, что у абонента есть такая же программа.

При отправлении сообщений по электронной почте необходимо указывать в адресе не только имя хост-компьютера, но и имя абонента, которому сообщение предназначено.

Формат адреса электронной почты должен иметь вид: имя пользователя@адрес хост-компьютера

Для каждого пользователя на одном хост-компьютере может быть заведен свой ката­лог для получения сообщений по электронной почте.

Специальный стандарт MIME(MultipurposeInternetMailExtension) — многоцелевое расширение почтыInternet—позволяет вкладывать в символьные сообщения любые двоич­ные файлы, включая графику, аудио- и видеофайлы.

Пользователь, имеющий выход в Internet, может также отправлять электронную почту и по адресам других сетей, подключенных к ней с помощью шлюзов.

В этом случае необходимо учитывать , что различные сети применяют различную ад­ресацию пользователей. Отправляя сообщение по электронной почте в другую сеть, следует использовать принятую там систему адресов.

WORLD-WIDE-WEB (Всемирная информационная сеть)

W W Wявляется одной из самых популярных информационных службInternet. Две основ­ные особенности отличаютWWW',использование гипертекста и возможность клиентов вза­имодействовать с другими приложениямиInternet.

Гипертекст— текст, содержащий в себе связи с тугими текстами, графи­ческой, видео- или звуковой информацией.

Внутри гипертекстового документа некоторые фрагменты текста четко выделены. Указание на них с помощью, например, мыши позволяет перейти на другую часть этого же документа, на другой документ в этом же компьютере или даже на документы на любом другом компьютере, подключенном к Internet.

Все серверы WWWиспользуют специальный языкHTML(HypertextMarkupLan­guage— язык разметки гипертекста). HTML-документы представляют собой текстовые файлы, в которые встроены специальные команды.

WWWобеспечивает доступ к сети как клиентам, требующим только текстовый режим, так и клиентам, предпочитающим работу в режиме графики. В первом случае ис­пользуется программаLynx,во втором —Mosaic.Отображенный на экране гипертекст представляет собой сочетание алфавитно-цифровой информации в различных форматах и стилях и некоторые графические изображения — картинки.

Связь между гипертекстовыми документами осуществляется с помощью ключевых слов. Найдя ключевое слово, пользователь может перейти в другой документ, чтобы полу­чить дополнительную информацию. Новый документ также будет иметь гипертекстовые ссылки.

Работать с гипертекстами предпочтительнее на рабочей станции клиента, подключен­ной к одному из Web-серверов,чем на страницах учебника, поэтому изложенный материал можно считать первым шагом к познанию службыWWW.

Работая с Web-сервером, можно выполнить удаленное Подключение Telnet, послать абонентам сети электронную почту, получить файлы с помощью FTP-анонима и выполнить ряд других приложений (прикладных программ)Internet. Это дает возможность считатьWWWинтегральной службойInternet.

Создание страницWWW. Так как создание собственного сервераWWWявляется сложным и дорогостоящим, то многие пользователи сетиInternetмогут размещать свою ин­формацию на уже существующих серверах. Собственные страницыWWWможно создавать с помощью таких средств, какMicrosoftInternetAssistantforWordиNetscapeNavigatorGold. Редактор страницMicrosoftInternetAssistantпредставляет собой набор макрокоманд, на базе которого создаются документыHTML.

В диалоговом режиме пользователь может создать свой документ. Редактор при этом обеспечивает: ввод заголовка документа;

вставку графического изображения или видеофрагмента; вставку гипертекстовой ссылки; вставку закладки; просмотр страниц WWW.

Редактор, встроенный в навигатор NetscapeNavigatorGold, содержит средства для ра­боты с языкомJAVA. Этот язык позволяет интерпретировать программы, полученные из сети, на локальном компьютере пользователя.JAVA— язык объектно-ориентированного программирования. Он используется для передового способа создания приложений дляIn­ternet— программирования аплетов (аплет — небольшое приложение). С помощью аплетов можно создавать динамичные Web-страницы.

Служба Gopher

Эта служба Internetвыполняет функции, аналогичныеWWW. Вся информация на Gopher-сервере хранится в виде дерева данных (или иерархической системы меню). Начальный ка­талогGopherявляется вершиной этого дерева, а все остальные каталоги и файлы представляются элемектами меню. Строка главного меню представляет собой либо подме­ню, либо файл.

Gopherподдерживает разные типы файлов — текстовые, звуковые, программные и т.д.

Телеконференции Usenet

Система Usenetбыла разработана для перемещения новостей между компьютерами по всему миру. В дальнейшем она практически полностью интегрировалась вInternet, и теперьInternetобеспечивает распространение всех ее сообщений. СерверыUsenetимеют средства для разделения телеконференций по темам.

Телеконференции— дискуссионные группы, входящие в составUsenet.

Телеконференции организованы по иерархическому принципу, и для верхнего уровня выбраны семь основных рубрик. В свою очередь, каждая из них охватывает сотни под­групп. Образуется древовидная структура, напоминающая организацию файловой системы. Из числа основных рубрик следует выделить:

•сотр—темы, связанные с компьютерами;

•sci—темы из области научных исследований;

• news—информация и новостиUsenet;

•soc—социальная тематика;

• talk—дискуссии.

Существуют, кроме того, специальные рубрики и региональное разделение телеконфе­ренций.

Управляют доступом к службе Usenetспециальные программы, позволяющие выби­рать телеконференции, работать с цепочками сообщений и читать сообщения и ответы на них. Эти программы выполняют такую функцию, как подписка на телеконференции. Если пользователь не вводит никаких ограничений, то по умолчанию производится подписка на все телеконференции, с которыми имеет связь его хост-компьютер. Программа также позво­ляет сделать тематический выбор и обеспечит пользователя сообщениями по интересующе­му его направлению.

При участии в какой-либо телеконференции любой абонент может направить свое со­общение по интересующей его теме. Существуют два способа выполнения этой процедуры:

• посылка непосредственного ответа автору статьи по адресу его электронной почты;

•предоставление своего сообщения в распоряжение всех участников телеконференции. Второй способ обозначается термином "Follow-up". После электронной почтыUsenetявляется самой популярной службой глобальной сетиInternet.

Передача файлов с помощью протокола FTP

Назначение электронной почты — преждевсего обмен текстовой информацией между раз­личными компьютерными системами. Не меньший интерес для пользователей сетиInternetпредставляет обмен отдельными файлами и целыми программами.

Для того чтобы обеспечипь перемещение данных между различными операционными системами, которые могут встретиться в Internet, используется протоколFTP(FileTransferProtocol), работающий независимо от применяемого оборудования. Протокол обеспечивает способ перемещения файлов между двумя компьютерами и позволяет абоненту сетиInternetполучить в свое распоряжение множество файлов. Пользователь получает доступ к различ­ным файлам и программам, хранящимся на компьютерах, подключенных к сети.

Программа, реализующая этот протокол, позволяет установить связь с одним из мно­жества FTP-серверов в Internet.

FTP-сервер— компьютер, на котором содержатся файлы, предназначен­ные для открытого доступа.

Программа FTP-клиент не только реализует протокол передачи данных, но и поддер­живает набор команд, которые используются для просмотра каталога FTP-сервера, поиска файлов и управления перемещением данных.

Для установки связи с FTP-сервером пользователь при работе в UnixилиMSDOS должен ввести командуftp, а затем адрес или доменное имя его.

Бели связь установлена, появится приглашение ввести имя пользователя. Пользова­тель, не зарегистрированный на сервере, может представиться именем "anonymus" и полу­чит доступ к определенным файлам и программам. Бели будет запрошен пароль, можно ввести свой адрес электронной почты. Поступившее после выполнения этих процедур при­глашение позволяет работать с FTP-сервером.

Внимание!Основной режим передачи файлов — передача в кодеASCII. Для передачи двоичных файлов необходимо ввести командуbinary.Для определения активного режима необходимо ввести командуstatus.

Так как большинство FTP-серверов работает под управлением операционной системы Unix, то технология работы в этой системе требует введения команд из командной строки компьютера и несколько затрудняет действия пользователя в этом режиме.

Операционная система Windows95(98) позволяет работать с программойWS_FTP, что обеспечивает более удобный способ работы с серверамиFTP. Еще один способ работы ос­нован на использовании приложений — навигаторовWWW, таких, какMicrosoftInternetExplorer,NetscapeNavigator.

Взаимодействие с другим компьютером (Telnet)

Telnetобеспечивает взаимодействие с удаленным компьютером. Установив такую связь черезTelnet, пользователь получает возможность работать с удаленным компьютером, как со "своим", т.е. теоретически получить в свое распоряжение все ресурсы, если к ним разре­шен доступ. РеальноTelnetпредоставляет открытый доступ, но организация взаимодейст­вия полностью определяется удаленным компьютером. Два вида услугInternetтребуют подключения к серверам черезTelnet: библиотечные каталоги и электронные доски объяв­лений (BBS).

Программа Telnetв использовании очень проста. Для установки с ее помощью связи с каким-либо компьютером, подключенным к сети, необходимо знать его полный адрес вIn­ternet. При установлении соединения с нужным компьютером следует указать в команде его адрес. В процессе соединения хост-компьютер запрашивает имя пользователя. Для работы в удаленной системе пользователь должен иметь там права доступа. После успешного под­ключения к хост-компьютеру пользователь должен указать тип используемого терминала. Для удобства работы пользователя хост-компьютер обычно указывает ему способ вызова справочной информации.

Работа с удаленной системой может вестись в "прозрачном" режиме, когда программы на сервере и у клиента только обеспечивают протокол соединения, и в командном, когда клиент получает в свое распоряжение набор команд сервера.

Следует заметить, что из соображений безопасности намечается тенденция сокраще­ния числа узлов Internet, позволяющих использоватьTelnetдля подключения к ним.

Электронные доски объявлений (BBS).Независимо отInternetсуществуют малень­кие диалоговые службы, предоставляющие доступ кBBS(BulletinBoardSystem— система электронных досок объявлений).

Это компьютеры, к которым можно подсоединиться с помощью модемов через теле­фонную сеть. BBSсодержат файлы, которые можно переписывать, позволяют проводить дискуссии, участвовать в различных играх и имеют свою систему электронной почты.

Самой крупной и известной системой электронных досок объявлений является систе­ма CompuServe. Она насчитывает около двух миллионов пользователей. Для расширения своих возможностейCompuServeподключается кInternetи предоставляет своим пользова­телям право доступа к службамInternet.

Несмотря на относительную дешевизну обслуживания, ни одна из диалоговых систем BBSне может дать пользователям тех возможностей, которые предоставляетInternet.

Web-страница - документ, который можно открыть и посмотреть с помощью программы просмотра — браузера (наиболее популярные браузеры: Internet Explorer , Opera , Mozilla). Web-страницы могут содержать в себе текст, графику, звук, видео или анимацию, гиперссылки на другие страницы.

Множество таких страниц, расположенных на одном компьютере, тесно переплетенных взаимными ссылками и притом связанных по смыслу (например, содержащих информацию об одной фирме, об одном человеке), образуют web- сайт.

Гипертекст — это текст, чьи составные части связаны между собой и с другими текстами с помощью гиперссылок.Гиперссылка — установленная связь между элементами текста или графическими объектами на web-страницах.Гипермедиа — это то, что получится из гипертекста, если заменить в его определении слово «текст» на «любые виды информации»: графические изображения, видео, звук и все остальное, на что у вас хватит фантазии.