19. Классификация распределенных систем. Централизация и децентрализация.

Новые возможности, предоставляемые распределенной обработкой данных, поставили перед администраторами, ответственными за обработку информации, много сложных проблем. Какие функции должны быть централизованы, а какие децентрализованы? Где должны храниться данные? Какая конфигурация больших машин и персональных компьютеров окажется наилучшей для обслуживания заказчика?

При проектировании систем необходимо учитывать три технических аспекта – это данные, их обработка и механизмы управления этой обработкой. Но помимо технических, приходится учитывать психологические, социальные и другие аспекты. Должно ли прикладное программирование вестись централизованно или периферийными группами? Должно ли общее руководство ходом разработки быть централизованным или распределенным? Какие стандарты следует принимать централизованно?

Высокая степень централизации аппаратуры обычно увеличивает ее стоимость. Но хорошо известно, что платить приходится не только за аппаратуру. Существует множество различных аргументов, как <за>, так и <против> централизации. И зачастую совсем не технические аргументы оказываются решающими.

Важно отметить, что современный уровень технологии предоставляет разработчику системы возможность выбора. Распределенная обработка позволяет строить системы, в которых гибко сочетаются достоинства, как централизации, так и децентрализации.

В принципе аргументы <за> и <против> распределенной обработки в некоторой конкретной системе распадаются на три группы, касающиеся обработки, данных и механизмов управления. Каждая из этих групп требует особого рассмотрения. Могут быть аргументы <за> централизацию одних данных и рассредоточение других, причем они могут не совпадать с аргументами в пользу распределения собственно обработки. Наконец, в системе может быть в большой степени территориально рассредоточена обработка, а общие механизмы управления локализованы.

Компьютерные сети могут иметь как централизованные механизмы управления, так и рассредоточенные. В случае полной централизации управления при выходе из строя центра становится неработоспособной вся сеть. Распределенное управление предполагает, что с выходом из строя любой части сети оставшаяся часть продолжает функционировать. Надежность централизованной системы можно повысить, предусмотрев несколько компьютеров в одном центре, готовых взять на себя функции управления.

На практике мы сталкиваемся и с централизованным, и с распределенным управлением, но чаще - с их комбинацией. В городе, например, принято в основном распределенное управление. Некоторые функции централизованы в мэрии, но город будет продолжать жить, если мэрия окажется разрушенной. В человеческом организме большинство жизненно важных функций централизовано. Он устойчив по отношению ко многим травмам, но умирает при нарушении мозговой или сердечной деятельности. Функционирование машинных сетей точно так же зависит от работоспособности определенных критических компонентов. По мере того как на сети будет возлагаться все большее число жизненно важных функций, все большее значение начнет придаваться устойчивым к отказам механизмам управления.

Если соединенные линиями связи процессоры территориально удалены друг от друга, то перерабатываемые ими данные также могли бы быть распределенными. Однако ограничения на размещение данных и размещение процессоров различны. Во многих системах именно структура данных и характер их использования обусловливают размещение процессоров.

Данные могут храниться двумя способами - непосредственно в виде файлов или в базах данных. Файлы обычно создаются для работы с одной прикладной задачей или группой связанных задач. База данных - это хранящаяся в независимом от приложений виде совокупность данных, из которой может быть порождено с помощью программного обеспечения множество различных записей. Использование БД дает большие преимущества, однако их ПО весьма сложно и обычно устойчиво работает с данными, сосредоточенными в одном месте. Распределенные данные поэтому часто организуются в форме файлов.

Соображения, определяющие экономическую эффективность, для систем хранения данных и для процессоров различны. Стоимость хранения бита информации в памяти большего объема много ниже, чем в памяти малого объема. Однако часто вовсе не стоимость хранения бита информации определяет централизованную или децентрализованную форму хранения данных. Централизация или децентрализация, как правило, диктуется существом самих хранимых данных. Данные централизуются, если:

1. файл непрерывно обновляется, а территориально разобщенные пользователи должны получать всякий раз последнее состояние данных (как в файле резервирования авиабилетов);

2. поиск производится во всей совокупности данных;

3. над данными осуществляются операции со вторичными ключами.

Данные могут быть децентрализованными, если они используются локально в точке их происхождения.

При низкой скорости обновления или при автономном обновлении (on-line) допустимо хранение нескольких копий одних и тех же данных в разных местах.