Распределенная обработка данных Различные модели в технологии баз данных

Режимы работы с базой данных

Терминология Пользователь БД программа или человек, обращающийся к БД Запрос процесс обращения пользователя к БД с целью ввода, получения или изменения информации в БД. Транзакция последовательность операций модификации данных в БД, переводящая БД из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние

Логическая структура БД - определение БД на физически независимом уровне, ближе всего соответствует концептуальноой модели БД. Топология БД - Структура распределенной БД схема распределения физической БД по сети. Локальная автономность означает, что информация локальной БД н связанные с ней определения данных принадлежат локальному владельцу и им управляются.

Удаленный запрос запрос, который выполняется с использованием модемной связи, Возможность реализации удаленной транзакции обработка одной транзакции, состоящей из множества SQL-зaпpocoв на одном удаленном узле. Поддержка распределенной транзакции допускает обработку транзакции, состоящей из нескольких запросов SQL, которые выполняются на нескольких узлах сети (удаленных или локальных), но каждый запрос в этом случае обрабатывается только на одном узле, то есть запросы не являются распределенными. При обработке одной распределенной транзакции разные локальные запросы могут обрабатываться в разных узлах сети. Распределенный запрос запрос, при обработке которого используются данные из БД, расположенные в разных узлах сети.

Модели «клиентсервер» в технологии баз данных Основной принцип технологии «клиентсервер» применительно к технологии баз данных заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на 5 групп, имеющих различную природу: функции ввода и отображения данных (Presentation Logic); прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач приложения (Business Logic); функции обработки данных внутри приложения (Database Logic); функции управления информационными ресурсами (Database Manager System); служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.

Структура типового приложения, работающего с базой данных

Презентационная логика (Presentation Logic) интерфейсные экранные формы, которые пользователь видит или заполняет в ходе работы приложения основными задачами презентационной логики являются: формирование экранных изображений; чтение и запись в экранные формы информации; управление экраном; обработка движений мыши и нажатие клавиш клавиатуры.

Бизнес-логика (Business processing Logic) это часть кода приложения, которая определяет собственно алгоритмы решения конкретных задач приложения. Обычно этот код пишется с использованием раз-личных языков программирования, таких как С, C++, Visual Basic.

Логика обработки данных (Data manipulation Logic) это часть кода приложения которая связана с обработкой данных внутри приложения, Данными управляетсобственно СУБД (DBMS). Для обеспечения доступа к данным используются язык запросов и средства манипулирования данными стандартного языка SQL

Процессор управления данными (Database Manager System Processing) Это собственно СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных. В идеале функции СУБД должны быть скрыты от бизнес-логики приложения, однако для рассмотрения архитектуры приложения нам надо их выделить в от- дельную часть приложения.

Централизованная и децентрализованная архитектура В централизованной архитектуре (Host- based processing) эти части приложения располагаются в единой среде и комбинируются внутри одной исполняемой программы. В децентрализованной архитектуре эти задачи могут быть по-разному распределены между серверным и клиентским процессами.

модели распределений В зависимости от характера распределения можно выделить следующие модели распределений распределенная презентация (Distribution presentation, DP); удаленная презентация (Remote Presentation, RP); распределенная бизнес-логика (Remote business logic, RBL); распределенное управление данными (Distributed data management, DDM); удаленное управление данными (Remote data management, RDA).

Двухуровневые модели Двухуровневая модель фактически является результатом распределения пяти указанных функций между двумя процессами, которые выполняется на двух платформах: на клиенте и на сервере.

Модель удаленного управления данными. Модель удаленного управления данными также называется моделью файлового сервера (File Server, FS). В этой модели презентационная логика и бизнес-логика располагаются на клиенте. На сервере располагаются файлы с данными и поддерживается доступ к файлам. Функции управления информационными ресурсами в этой модели находятся на клиенте.

Модель файлового сервера

Особенности модели Достоинства этой модели в том, что мы уже имеем разделение монопольного приложения на два взаимодействующих процесса. При этом сервер (серверный процесс) может обслуживать множество клиентов, которые обращаются к нему с запросами. Собственно СУБД должна находиться в этой модели на клиенте.

алгоритм выполнения запроса клиента Запрос клиента формулируется в командах ЯМД. СУБД переводит этот запрос в последовательность файловых команд. Каждая файловая команда вызывает перекачку блока информации на клиента, далее на клиенте СУБД анализирует полученную информацию, и если в полученном блоке не содержится ответ на запрос, то принимается решение о перекачке следующего блока информации и т. д. Перекачка информации с сервера на клиент производится до тех пор, пока не будет получен ответ на запрос клиента

Недостатки модели высокий сетевой трафик, который связан с передачей по сети множества блоков и файлов, необходимых приложению; узкий спектр операций манипулирования с данными, который определяется только 'файловыми командами; отсутствие адекватных средств безопасности доступа к данным (защита только на уровне файловой системы).

Модель удаленного доступа к данным В модели удаленного доступа (Remote Data Access, RDA) база данных хранится на сервере. На сервере же находится ядро СУБД. На клиенте располагается презентационная логика и бизнес-логика приложения. Клиент обращается к серверу с запросами на языке SQL.

Схема модели

Преимущества модели: перенос компонента представления и прикладного компонента на клиентский компьютер существенно разгрузил сервер БД, сводя к минимуму общее число процессов в операционной системе; сервер БД освобождается от несвойственных ему функций; процессор или процессоры сервера целиком загружаются операциями обработки данных, запросов и транзакций. резко уменьшается загрузка сети Основное достоинство RDA-модели унификация интерфейса «клиент-сервер», стандартом при общении приложения-клиента и сервера становится язык SQL.

Недостатки модели запросы на языке SQL при интенсивной работе клиентских приложений могут существенно загрузить сеть; так.как в этой модели на клиенте располагается и презентационная логика, и бизнес-логика приложения, то при повторении аналогичных функций в разных приложениях код соответствующей бизнес-логики должен быть повторен для каждого клиентского приложения. Это вызывает излишнее дублирование кода приложений; сервер в этой модели играет пассивную роль, поэтому функции управления информационными ресурсами должны выполняться на клиенте.

Модель сервера баз данных Для того чтобы избавиться от недостатков модели удаленного доступа, должны быть соблюдены следующие условия: Необходимо, чтобы БД в каждый момент отражала текущее состояние предметной области, которое определяется не только собственно данными, но и связями между объектами данных. То есть данные, которые хранятся в БД, в каждый момент времени должны быть непротиворечивыми.

БД должна отражать некоторые правила предметной области, законы, по которым она функционирует (business rules). Необходим постоянный контроль за состоянием БД, отслеживание всех изменений и адекватная реакция на них Необходимо, чтобы возникновение некоторой ситуации в БД четко и оперативно влияло на ход выполнения прикладной задачи.

Реализация этой модели Основу данной модели составляет механизм хранимых процедур как средство программирования SQL-сервера, механизм триггеров как механизм отслеживания текущего состояния информационного хранилища и механизм ограничений на пользовательские типы данных, который иногда называется механизмом поддержки доменной структуры.