Распределенная система управления базой данных

Распределенная система управления базой данных – distributed database management system – система управления базой данных, содержимое которой располагается в нескольких абонентских системах информационной сети. Задачей распределенной системы управления базой данных (РСУБД) является обеспечение функционирования распределенной базы данных. РСУБД должна действовать так, чтобы у пользователей возникла иллюзия того, что они работают с базой данных, расположенной в одной абонентской системе. Использование РСУБД по сравнению с группой невзаимосвязанных баз данных позволяет сокращать затраты на передачу данных в информационной сети. РСУБД так распределяет файлы по сети, что в каждой системе хранятся те данные, которые чаще всего используются именно в этом месте.

РСУБД характеризуются следующими особенностями:

- использованием распределенного словаря, содержащего сведения о характере имеющихся данных, их размещении и способа доступа к ним;

- выполнение транзакций или обеспечением работы электронной почты между всеми абонентскими системами;

- обеспечение целостности данных при связи между электронными таблицами, находящимися в различных системах;

- независимостью способа и процедуры доступа к файлу от места его хранения;

- работа с частью базы данных, расположенной в одной системе, не может быть прервана обращением из другой системы;

- администратор части базы, находящейся в одной системе, работает независимо от администраторов частей базы, расположенных в других системах.

В РСУБД осуществляется принцип дублирования. Его сущность заключается в том, что изменение, вносимое в одну часть базы данных, в течение определенного времени отражается и в других частях базы.

Распределенная среда обработки данных (DCE) – Distributed Computing Environment – технология распределенной обработки данных, предложенная организацией OSF (Open Software Foundation - фонд открытого программного обеспечения, занимающийся разработкой технологий совместимости программного обеспечения).

Среда предназначена для выполнения прикладных процессов, рассредоточенных по группе абонентских систем гетерогенной сети. Системы, имеющие программы распределенной среды, соответственно являются серверами и клиентами. Серверы связаны друг с другом логическими каналами, по которым передают друг другу файлы (рис. 76). Каждый сервер имеет свою группу клиентов.

Среда имеет трехступенчатую архитектуру:

- прикладная программа;

- база данных;

- клиент.

Функции, выполняемые средой, записаны на языке «С» и включают:

- службу каталогов, позволяющих клиентам находить нужные им серверы;

- программу, обеспечивающую интерфейс многопоточной обработки;

- службу удаленного вызова процедур;

- средства обслуживания файлов;

- службу безопасности данных;

- службу времени, синхронизирующую часы в абонентских системах.

Программное обеспечение среды погружается в сетевую операционную систему. Серверы имеют свои различные операционные системы. В роли сервера может выступать главный компьютер со своей операционной системой.

Функционирование распределенной среды требует выполнения ряда административных задач.

К ним в первую очередь относятся средства:

- регистрации и контроля за лицензиями пользователей на работу с прикладными программами;

- унифицированных интерфейсов прикладных программ;

- обеспечение безопасности данных;

- инвентаризацию программного и технического обеспечения абонентских систем, работающих в сети.

Распределенная среда создается различными фирмами. Так, корпорация Novell создала среду программирования AppWare – AppWare programming environment – инструментарий, технологий и прикладные программы многократного применения, использующие объектно-ориентированную архитектуру.

Корпорация Novell предложила так называемую открытую AppWare, которая позволяет программистам вместо написания монолитных прикладных сетевых программ решать поставленные перед ними задачи путем блочного структурирования загружаемых модулей AppWare (ALM – Loadable Module – загружаемые модули – среда программирования). Характеристики модулей ALM, разработанные в стандартах AppWare, не зависят от особенностей платформ и операционных систем, которые обеспечивают выполнение прикладных процессов. Это позволяет осуществлять сегментацию прикладных программ и разрабатывать только недостающие части, в результате чего резко увеличивается производительность труда разработчиков.

Загружаемые модули ALM и модули, созданные разработчиками, опираются на общий программный механизм, именуемый AppWare (рис. 77). Он обеспечивает взаимодействие всех модулей и управление этим процессом.

Компонент Visual App Builder определяет инструментальное программное обеспечение, с помощью которого программисты могут описать свои программы. Простота применения этого продукта обеспечивается заранее приготовленными блоками, представляемыми пиктограммами. Наряду с модулями ALM здесь могут использоваться модули – полуфабрикаты, обеспечивающие к базе данных, создание службы каталогов, организацию окон, через которые осуществляется диалог и т.д.

Компонент AppWare Foundation, на который опирается рассмотренный программный механизм, является фундаментом среды, определяющим интерфейс прикладной программы (API). Он связан с сетевым сервисом и операционной системой, обеспечивающей выполнение прикладных программ (рис. 78).

Рынок предлагаемых модулей многократного использования быстро расширяется, а среда AppWare позволяет выбирать и связывать друг с

 

Visual AppBuilder
Электронной почты	Календарного планирования	Выполнения задания	Баз данных
Текстового редактора	Таблиц	Графических средств	Электронных таблиц	Модулей в специальных стандартах
App Ware Bus

 

 

		Рис. 77. Типовые модули ALM

 

 

другом такие модули, которые наилучшим образом соответствуют требованиям, поставленным перед проводимыми разработками. В свою очередь, AppWare обеспечивает доступ к этим модулям путем удобного графического интерфейса.

Прикладные процессы, созданные в среде AppWare, стыкуются с областью взаимодействия, определяемой широко используемыми этажерками протоколов. Например, Протокол управления передачей / Межсетевой протокол (TCP/IP), Протокол IPX/SPX, системная сетевая архитектура (SNA), архитектура дискретной сети (DNA).

Среда AppWare позволяет использовать технологию OpenDoc, применяя сетевую операционную систему AIX, операционную систему Macintosh, операционную систему OS/2, операционную систему OS/2, операционную систему UNIX Ware, операционную систему Windows и ряд других операционных систем.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

- системы общего назначения;

- специализированные системы.

Классы СУБД.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо предметную область или на информационные потребности какой-либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе и поставляется многим пользователям как коммерческое издание. Такие СУБД обладают средствами настройки на работу с конкретной базой данных. Использование СУБд общего назначения в качестве инструментального средства для создания автоматизированных информационных систем, основанных на технологии баз данных, позволяет существенно сокращать сроки разработки, экономить трудовые ресурсы. Этим СУБД присущи развитые функциональные возможности и даже определенная функциональная избыточность.

Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

СУБД общего назначения – это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатации базы данных информационной системы.

Рынок программного обеспечения ПК располагает большим числом разнообразных по своим функциональным возможностям коммерческих систем управления базами данных общего назначения, а также средствами их окружения практически для всех массовых моделей машин и для различных операционных систем.

Используемые в настоящее время СУБД обладают средствами обеспечения целостности данных и надежной безопасности, что дает возможность разработчикам гарантировать большую безопасность данных при меньших затратах сил на низкоуровневое программирование.

Продукты, функционирующие в среде Windows, выгодно отличаются удобством пользовательского интерфейса и встроенными средствами повышения производительности.

Основные характеристики некоторых СУБД – лидеров на рынке программ, предназначенных как для разработчиков информационных систем, так и для конечных пользователей, следующие:

- dBase N. 2.0, компании Borland International;

- Microsoft Access 2.0;

- Microsoft FoxPro 2.6 for DOS;

- Microsoft FoxPro 2.6 for Windows, корпорации Microsoft Corp;

- Paradox for DOS 4.5;

- Paradox for Windows, версия 4.5 компании Borland.

На рис. 79 показаны места (условные), которые занимают рассматриваемые программные средства относительно друг друга. Например, «1» означает, что в указанной позиции данная программа обладает лучшими характеристиками, «5» - худшими, нет – указанной характеристикой данная программа не обладает.

Производительность СУБД оценивается:

- временем выполнения запросов;

- скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

- временем выполнения операций импортирования базы из других форматов;

- скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных;

- максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;

- временем генерации отчета.

На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

- СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;

Наименование	dBase IV 2.0	Microsoft Access 2.0	Microsoft FoxPro for DOS 2.6	Microsoft FoxPro for Windows 2.6	Paradox for DOS 4.5	Paradox for Windows 4.5
Производительность
Обеспечение целостности данных на уровне базы данных	нет		нет	Нет
Обеспечение безопасности
Работа в многопользовательских средах
Импорт-экспорт
Доступ к данным SQL					нет
Возможности запросов и инструментальные средства разработки прикладных программ

Рис. 79. Характеристики СУБД

- производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения базы данных.

Самые быстрые программные изделия отнюдь не обладают самыми развитыми функциональными возможностями на уровне процессора СУБД.

Из рис. 79 можно заключить, что самой быстрой СУБД является FoxPro 2.6, однако она не обладает средствами соблюдения целостности данных в отличие от более медленной СУБД Access 2.0.