8

2.3. Технологии распределенной обработки информации

2.3.1. Распределенные базы данных

Системы распределенной обработки – системы, в которых выполняется многопользовательская распределенная работа с БД, размещенной на центральном компьютере.

Системы распределенных данных отличаются от систем распределенной обработки размещением БД (и других ресурсов) на различных ЭВМ сети.

Характерные свойства систем распределенных данных:

1. БД представляет собой логически связанные данные, разделяемые на некоторое количество фрагментов.

2. Фрагменты распределеяются по разным узлам, которые связаны между собой сетевыми соединениями.

3. Может быть предусмотрена репликация фрагментов.

4. Доступ к данным на каждом узле происходит под управлением СУБД, которая на каждом узле должна поддерживать работу как локальных приложений, так и глобальных.

Типы распределенных СУБД:

1. Однородные СУБД. Все узлы используют один и тот же тип СУБД. Однородные системы значительно проще проектировать и сопровождать, добавляя новые узлы к существующей распределенной системе и повышая производительность системы за счет параллельной обработки информации.

2. Разнородные СУБД. Обычно возникают в тех случаях, когда узлы, уже эксплуатирующие свои собственные системы с базами данных, со временем интегрируются в распределенную систему. В разнородных системах для организации взаимодействия между различными типами СУБД требуется обеспечивать преобразование передаваемых данных, для чего между программным обеспечением узлов должны быть распределены функции по трансляции запросов на языки СУБД, находящихся в узлах.

Распределенная СУБД имеет функции, аналогичные функциям локальной СУБД, но расширенные по сравнению с ними.

2.3.2. Клиент-серверные архитектуры распределенной обработки данных

Практически все модули организации взаимодействия пользователя с БД построены на основе модели «клиент-сервер». То есть приложения, реализующие какой-либо тип модели, отличаются способом распределения функций между как минимум двумя частями системы:

• клиентской, которая отвечает за целевую обработку данных т организацию взаимодействия с пользователем;

• серверной, которая обеспечивает хранение данных, обрабатывает запросы и посылает результаты клиенту для специальной обработки.

Сервер – это программный комплекс, реализующий функции СУБД: определение данных, чтение-запись данных, поддержку схем внешнего, концептуального и внутреннего уровней, диспетчеризацию и оптимизацию выполнения запросов, защита данных.

Клиент – это программы, разрабатываемые как пользователями, так и поставщиками СУБД, работающие «поверх» СУБД и обращающиеся для выполнения операций над данными к компонентам СУБД через интерфейс внешнего уровня.

В технологии «клиент-сервер» принято разделять все функции распределенной системы на четыре группы:

• функции ввода и отображения данных (пользовательского интерфейса, представления);

• функции реализации логики предметной (прикладной) области;

• фундаментальные функции хранения и управления информационными ресурсами;

• служебные функции организации взаимодействия между функциями первых трех групп.

В зависимости от группировки и размещения этих функций по физическим узалм сети выделяют четыре основных подхода:

• файловый сервер (FS–FileServer);

• доступ к удаленным данным (RDA–RemoteDataAccess);

• сервер базы данных (DBS – DataBase Server);

• сервер приложений (AS – Application Server).

В FS-модели компоненты представления, предметной логики и доступа к ресурсу сосредоточены на клиентской машине. Файл-сервер только предоставляет функции файлового доступа. Доступ к ресурсам обеспечивается файловыми операциями.

В RDA-модели коды компонента представления и прикладного компонента совмещены и выполнятся на компьютере-клиенте, который поддерживает как функции ввода и отображения данных, так и прикладные функции. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается, как правило, операторами специального языка (например, SQL) или вызовами функций специализированной библиотеки API. С удаленным компьютером (например, сервером БД) ведется обмен запросами и блоками данных. (рисунок 1).

Рисунок 1. Модель доступа к удаленным данным.

В DSB-модели (рисунок 2) процесс, выполняемый на компьютере-клиенте, ограничивается функциями представления. Прикладные функции реализованы в хранимых процедурах (stored procedure). Они хранятся непосредственно в базе данных на сервере БД. Понятие информационного ресурса сужено до БД, поскольку механизм хранимых процедур имеется пока только в СУБД.

Рисунок 2. Модель сервера базы данных.

На практике часто используются смешанные модели, когда поддержка целостности базы данных и некоторые простейшие прикладные функции поддерживаются хранимыми процедурами (DBS-модель), а более сложные функции реализуются непосредственно в клиентской прикладной программе (RDA-модель).

В AS-модели (рисунок 3) прикладной компонент размещается на отдельной машине.

Рисунок 3. Модель сервера приложений.

Таким образом, трехзвенная архитектура (AS-модель) является более общей по отношению к двухзвенной модели клиент-сервер. Обособление компонента поддержки бизнес-правил, относимого первоначально или к клиентской или к серверной части, способствует повышению специализации компонентов распределенной ИС и эффективности ее функционирования. Модель сервера приложений подразумевает обобщение до многозвенной архитектуры, содержащей множество прикладных компонентов, поддерживающих различные уровни поддержки семантики бизнес-логики.