Рбд должна обладать (требования):

1. Локальными и глобальными (распределенными) средствами доступа к данным (СУБД).

2. Единообразной логикой прикладных программ во всех АРМах сети.

3. Малым временем реакции на запросы пользователей

4. Надежностью, исключающей разрушения целостности системы в случае выхода из строя ее отдельных компонент(узлов)

5. Открытостью, позволяющей наращивать объем локальных БД и добавлять новые АРМ

6. Развитой системой backup-пирования и восстановления данных на случай сбоев

7. Защищенностью, следящей за соблюдением привилегий доступа к данным

8. Высокой эффективностью, за счет выбора оптимальных алгоритмов использования сетевых ресурсов

9. Развитым репликационным механизмом, позволяющим размещать обновленные копии данных в сети оптимальным образом.

Распределенные архитектуры бд принято подразделять по типам на

• Системы недублирующего разбиения (при большом объеме часто меняющихся данных)

• Системы частичного дублирования (при небольшом объеме часто меняющихся данных)

• Системы полного дублирования (при небольшом объеме редко меняющихся данных)

Взаимосвязь баз данных может быть двух разновидностей:

• в локальной и удаленной базах хранятся отдельные (разделенные) части единой БД;

• локальная и удаленная БД являются синхронизированными (реплицированными) друг с другом копиями.

Типы распределенных баз данных.

1.НЕРАЗДЕЛЕННАЯ, НЕРЕПЛИЦИРОВАННАЯ

W

X

Y

Z

2.РАЗДЕЛЕННАЯ, НЕРЕПЛИЦИРОВАННАЯ

W		Y
X		Z

3.НЕРАЗДЕЛЕННАЯ, РЕПЛИЦИРОВАННАЯ

W		W
X		X
Y		Y
Z		Z

4.РАЗДЕЛЕННАЯ, РЕПЛИЦИРОВАННАЯ

W		Y
X		Z
Y

По способу доступа к данным БД разделяются на БД с локальным доступом и БД с удаленным (сетевым) доступом

Возможны четыре стратегии хранения данных: централизованная (часто обеспечиваемая архитектурой клиент/сервер), расчленение (фрагментации), дублирование, смешанная.

Сравнительные характеристики стратегий хранения приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Стратегии хранения данных в рбд

Название стратегии	Суть стратегии	Достоинства	Недостатки	Рекомендации применения
Централизация (в том числе технология клиент/сервер)	Единственная копия БД в одном узле	Простота структуры	Скорость обработки ограничивается одним узлом. Долговременная память обеспечивает объем БД. Ограниченный доступ. Малая надежность.	Долговременная память ограничена по сравнению с объемом БД. Должна быть повышена эффективность функционирования при высокой степени централизации.
Локализация (расчленение)	Единственная копия, расчлененная по узлам (полная копия БД не допускается)	Объем БД определяется памятью сети. Снижение стоимости РБД. Время отклика при параллельной обработке уменьшается. Малая чувствительность к узким местам. Повышенная надежность при высокой локализации ссылок.	Запрос может быть не по всем узлам (затраты на связь больше при централизации). Доступ может быть хуже, чем при централизации
Дублирование	В каждой локальной БД - полная копия РБД	Выше надежность, доступность и эффективность выборки, простота восстановления. Локальная асинхронная обработка данных в узлах. Получение быстрых ответов	Объем БД ограничен долговременной памятью. Синхронизация многих копий. Дополнительная память. Слабая реализация параллельной обработки	Фактор уверенности превалирует. БД невелика. Интенсивность обновления невысока. Интенсивные запросы.
Смешанная	Несколько копий хранимого логического фрагмента в каждом узле	Любая степень надежности. Большая доступность. Меньше пересылок. Параллельная обработка.	Надо хранить словари. Рост стоимости согласованных копий. Разная частота обращения узла к различным частям БД. Потеря надежности из-за расчленения. Мала свободная долговременная память из-за

На ее основе может быть построен простейший алгоритм выбора стратегии, показанный на рис. 2.

Рис.2. Алгоритм выбора стратегии хранения: А - запрос локален

Отметим, что в обычной сети имеет место равноправие компьютеров, что может вызвать дополнительные осложнения в части доступа к данным в процедурах обновления и запросов.

В связи с этим часто используют архитектуру клиент/сервер - структуру локальной сети, в которой применено распределенное управление сервером и рабочими станциями (клиентами) для максимально эффективного использования вычислительной мощности. (в другом клиент-сервер)

РБД состоит из трех основных частей: клиентов, модуля обработки транзакций и хранилища данных.

Сервер обычно берет на себя задачи обработки транзакций и хранения данных, хотя в полностью распределенной базе данных за решение этих задач отвечают разные аппаратные компоненты. Три клиента взаимодействуют с двумя модулями обработки транзакций, которые, в свою очередь, работают с двумя хранилищами. Клиенты посылают свои запросы модулям, а те определяют, в каком из хранилищ находятся требуемые данные.

Рис. 3.  Распределенные серверы

В идеальном случае, клиенты не знают, является система распределенной или нет. Они лишь посылают ей запросы, а система возвращает клиентам результаты этих запросов. Как она это делает, клиентов не интересует.

Большинство требований, предъявляемых к РБД, аналогично требованиям к централизованным БД, но их реализация имеет свою специфику. В РБД иногда полезна избыточность.

Дополнительными специфическими требованиями являются:

1) ЯОД в рамках схемы должен быть один для всех локальных БД;

2) доступ должен быть коллективным к любой области РБД с соответствующей защитой информации;

3) подсхемы должны быть определены в месте сосредоточения алгоритмов (приложений, процессов) пользователя;

4) степень централизации должна быть разумной;

5) необходимы сбор и обработка информации об эффективности функционирования РБД.

Состав и работа РБД

Схема РБД может быть представлена в виде, показанном на рис.4. В ней выделяют пользовательский, глобальный (концептуальный), фрагментарный (логический) и распределенный (локализационный) уровни представления данных, определяющие сетевую СУБД.

Рис.4. Схема РБД

Общий набор (система таблиц) данных, хранимых в РБД, показан в табл.2.

Таблица 2.

Это глобальный уровень, который определяется при проектировании теми же методами, что и концептуальная модель централизованной БД.

Не все данные глобального уровня доступны конкретному пользователю. Наиболее полные данные (пользовательский, внешний уровень) имеются в узле 1 головного предприятия. В узлах (участках) 2, 3 данные менее полные. Так, в узле 3 они имеют вид, показанный в табл.3.

Таблица 3

Пользовательский уровень состоит из фрагментов (например, строки A, B, C, 1, 2, 3 или столбцы табл. 12.1) глобального уровня, которые составляют фрагментарный, логический уровень.

Выделяют горизонтальную и вертикальную фрагментацию (расчленение).

Горизонтальное фрагментирование связано с делением данных по узлам. Горизонтальные фрагменты не перекрываются.

Вертикальная фрагментация связана с группированием данных по задачам.

Фрагментация чаще всего не предполагает дублирования информации в узлах. В то же время при размещении фрагментов по узлам (локализации) распределенного уровня в узлах разрешается иметь копии той или иной части РБД.

Так, например, локализация для примера в табл. 12.1. может иметь вид, показанный в табл. 4.

Таблица 4.