10.04.07 ауд.3-19 60301, 60302 1405-1445 60501, 60502 1445-1525

Системы обработки многопользовательских баз данных

• Яз

• Системы совместного использования файлов.

• Клиент/серверные системы.

• Системы управления распределенными базами данных.

• Хранилища данных.

Литература:

1. Малыхина М.П. Базы данных: основы, проектирование, использование. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 512 с.: ил.

2. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных. 8-е изд.: Пер. с англ. – М: Издательский дом ”Вильямс”, 2005. – 1328 c.: ил. – Парал. тит. англ.

3. Роб П., Коронел К. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. – 5-е изд., перераб. и доп.: Пер. с англ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004. – 1040 с.: ил.

4. Хомоненко А.Д., Цыганков В.М., Мальцев М.Г. Базы данных: Учебник для высших учебных заведений / Под ред. проф. А.Д. Хомоненко. 4-е изд., доп. и перераб. – СПб.: КОРОНА принт, 2004. – 736 с.

5. Оскерко В.С. Технологии организации, хранения и обработки данных: Учеб.-практ. Пособие / В.С. Оскерко. – Мн.: БГЭУ, 2002. 120 с.

1.	Системы совместного использования файлов

Архитектура файл/сервер

При наличии компьютерной сети открывается возможность хранить и использовать в многопользовательском режиме централизованные базы данных, размещаемые на одном компьютере – сервере сети. В этом случае каждый пользователь своего персонального компьютера получает доступ к общей для всех пользователей централизованной БД.

Существуют различные концепции сетевой обработки данных:

• Архитектура файл/сервер;

• Архитектура клиент/сервер.

Рассмотрим организацию архитектуры файл/сервер с использованием настольной СУБД.

СУБД на каждой рабочей станции посылает запросы файловому серверу по всем необходимым ей данным, которые хранятся на диске файлового сервера. Все данные из БД пересылаются на компьютер пользователя, независимо от того, сколько реально их нужно для выполнения запроса. В результате на компьютере пользователя создается локальная копия БД (время от времени обновляемая из реальной БД на сервере). Затем СУБД пользователя выполняет запрос. Схема работы с настольной СУБД в многопользовательском режиме показана на следующем рисунке.

Недостатки архитектуры файл/сервер:

• Поскольку файловый сервер не может обрабатывать SQL-запросы, то при совместном использовании файлов по локальной сети передаются большие объемы данных (полные копии БД перемещаются по сети с сервера на компьютер клиента). При такой архитектуре трафик в локальной сети достаточно большой.

• С увеличением объема хранимых данных и числа пользователей снижается производительность настольных СУБД. Из-за этих проблем системы с совместным использованием файлов редко используются для обработки больших объемов данных.

• При такой архитектуре вся тяжесть выполнения запроса к БД и управления целостностью БД ложится на СУБД пользователя.

• На каждой рабочей станции должна находиться сама сетевая версия настольной СУБД, что требует наличия больших объемов оперативной памяти на компьютере пользователя.

• Доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько пользователей, что усложняет управление целостностью, восстановлением БД на сервере.

2.	Клиент/серверные системы

Наиболее эффективную работу с централизованной БД обеспечивает архитектура клиент/сервер. В отличие от системы удаленной обработки, в которой имеется только один компьютер, клиент/серверная система состоит из множества компьютеров, объединенных в сеть. Компьютеры называемые клиентами, занимаются обработкой прикладных программ. Компьютеры, называемые серверами, занимаются обработкой БД.

На сервере сети размещается БД и устанавливается мощная серверная СУБД – сервер баз данных. Сервер БД – это программный компонент, обеспечивающий хранение больших объемов информации, ее обработку и представление ее пользователям в сетевом режиме.

На компьютере-клиенте приложение-клиент формирует запрос к БД. Серверная СУБД обеспечивает интерпретацию запроса, его выполнение, формирование результата запроса и пересылку его по сети на клиентский компьютер. Клиентское приложение интерпретирует его необходимым образом и представляет пользователю. Клиентское приложение может также посылать запрос на обновление БД и серверная СУБД внесет необходимые изменения в БД. Схема архитектуры клиент/сервер приведена на следующем рисунке.

К современным серверам баз данных относятся Oracle 9 (Oracle), MS SQL Server 2000 (MS), Informix (Informix), Sybase (Sybase), Db2 (IBM).

3.	Системы управления распределенными базами данных

В распределенной базе данных не все данные хранятся централизованно. Они распределены по узлам, удаленным географически, но связанным сетью. Каждый узел имеет собственную (локальную) базу данных. Кроме того, он может обращаться к данным, хранящимся на других узлах. Пользователь распределенной базы данных не обязан знать, каким образом ее компоненты размещены в узлах сети и представляет базу данных как единое целое.

Распределенная база данных (РаБД) – совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределенных в компьютерной сети.

Работу с РаБД обеспечивают распределенные СУБД. Распределенная СУБД (РаСУБД) – комплекс программ, предназначенный для управления распределенной БД и позволяющий сделать распределенность информации «прозрачной» для конечного пользователя.

Из определения РаСУБД следует, что для конечного пользователя должен быть полностью скрыт тот факт, что распределенная БД состоит из нескольких фрагментов, которые могут размещаться на нескольких компьютерах, расположенных в сети и к ней возможен параллельный доступ нескольких пользователей. Назначение обеспечения «прозрачности» состоит в том, чтобы распределенная система внешне вела себя точно так же, как и централизованная. Такое распределение данных позволяет, например, хранить в узле сети те данные, которые наиболее часто используются в этом узле. Такой подход облегчает и ускоряет работу с этими данными и оставляет возможность работать с остальными данными БД, хотя для доступа к ним требуется потратить некоторое время на передачу данных по сети.

Основная задача РаСУБД состоит в обеспечении средств интеграции локальных баз данных, располагающихся в некоторых узлах компьютерной сети, с тем, чтобы пользователь, работающий в любом узле сети, имел доступ ко всем этим БД как к единой БД. Другими словами, для клиентских приложений РаБД представляется не набором баз, а единым целым. Каждый фрагмент БД сохраняется на одном или нескольких компьютерах, которые соединены между собой линиями связи и каждый из них работает под управлением отдельной СУБД. Пользователи взаимодействуют с РаБД через приложения.

Требования к РаСУБД:

• локальная автономность;

• непрерывность функционирования;

• независимость от местоположения, от репликации, от фрагментации, от операционных систем, от сетевой архитектуры, от типа оборудования от СУБД;

• распределенная обработка запросов;

• управление распределенными транзакциями;

• никакой сервис (управление транзакциями, оптимизация запросов и др.) не должен возлагаться на какой-либо специально выделенный центральный узел.

Данные правила были сформулированы К. Дейтом (1987). Основой этих правил является то, что РаБД должна восприниматься пользователем точно так же, как и привычная централизованная БД.