Модели данных, поддерживаемые СУБД. Концепция и разработка распределенных СУБД
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
жаются к месту их наиболее интенсивного использования, что потенциально снижает затраты на пересылки; уменьшаются также размеры отношений, участвующих в пользовательских запросах.
Фрагменты данных могут также тиражироваться с учетом спроса на доступ к ним. Это полезно, если доступ к одним и тем же данным нужен из приложений, выполняющихся на разных узлах. В таком случае, с точки зрения экономии затрат, более эффективно будет поддерживать копии данных на всех узлах, чем непрерывно пересылать данные между узлами.
Распределенные системы баз данных имеют дополнительные преимущества перед традиционными централизованными системами баз данных. К сожалению, эта технология не лишена и некоторых недостатков. Ниже описаны как преимущества, так и недостатки, свойственные распределенным СУБД [4, c.820].
К преимуществам распределенных систем баз данных относятся:
Отражение структуры организации
Высокая степень разделяемости и локальной автономности
Повышение доступности данных
Повышение надежности
Повышение производительности
Экономические выгоды
Модульность системы
К недостаткам распределенных систем баз данных относятся:
Повышение сложности
Увеличение стоимости
Проблемы защиты
Усложнение контроля за целостностью данных
Отсутствие стандартов
Недостаток опыта
Усложнение процедуры разработки базы данных
1.2 Проблемы, связанные с распределением данных. Поддержка соответствия базы данных вносимым изменениям. Доступ к общим данным
Одной из важнейших проблем современных распределенных СУБД является проблема распределения данных. В связи с этим, при выборе распределенной СУБД в первую очередь следует обратить внимание на то, какие методы распределения данных реализованы в СУБД.
Один из способов распределенного хранения таблиц - это фрагментация. Таблица может быть расщеплена на части, которые будут помещены в разные узлы. Другой способ распределения данных - это дублирование (репликация). Можно создать дубли всей БД или ее частей и разместить эти дубли в узлах. Оба метода позволяют хранить данные именно в том узле, где они наиболее часто используются. Это сводит к минимуму затраты на передачу данных по сети и уменьшает использование процессоров и прочих ресурсов остальных узлов. При такой архитектуре БД приложения передача данных по сети выполняется достаточно редко.
Ни одна из рассматриваемых СУБД не реализует фрагментацию таблиц полностью. Однако для любой из рассмотренных СУБД программисты могут написать программы, которые будут имитировать фрагментацию. Хорошим средством фрагментации является и использование механизма представлений (views).
После того, как данные распределены по разным узлам сети, важно найти и использовать эти данные. Для того, чтобы найти данные и преобразовать их в нужный формат, используются глобальные словари данных и директории. В словаре хранится информация о данных, их использовании, правах доступа к данным, а также о приложениях. Директории данных используются для того, чтобы определить, где хранятся данные и как их извлечь. Словари и директории могут быть глобальными и локальными.
Методы распределения данных конечно очень важны, однако сердцем современных распределенных СУБД является протокол двухфазной фиксации изменений. Этот протокол управляет выполнением транзакций, изменяющих данные нескольких узлов. Основная идея двухфазной фиксации заключается в следующем: недопустима ситуация при которой транзакция, изменяющая данные в нескольких узлах, выполняется в одних узлах и не выполняется в других узлах. Транзакция должна быть либо успешно выполнена во всех узлах, либо не выполнена ни в одном узле.
Важной характеристикой распределенной БД является то, как она обеспечивает поддержку ссылочной целостности между данными таблицы-мастера и данными связанных с ней таблиц. Для обеспечения ссылочной целостности используются 2 различных метода - триггеры и декларативные ограничения целостности стандарта.
Триггеры обычно используются для того, чтобы выполнить некоторую обработку данных, необходимую для конкретного приложения. Триггер - это небольшой фрагмент программы, написанный на языке программирования СУБД. Этот фрагмент является частью приложения. Примеров триггера может служить триггер обеспечения связи мастер - деталь при выборке данных.
Декларативные ограничения целостности позволяют записать правила обеспечения целостности не в виде фрагмента программы, а в виде набора правил, которые хранятся в словаре данных и автоматически выполняются ядром системы. Декларативные ограничения формулируются во время описания данных и выполняются для всех приложений, работающих с данной БД. Это позволяет программистам не встраивать триггерные программы реализации таких правил в каждое приложение, а описать их лишь 1 раз.
Если множество пользователей одновременно осуществляют доступ (на чтение и запись) к разделяемой базе данных, то для поддержания согласованного состояния данных необходимо обеспечить синхронизацию доступа. Синхронизация достигается путем применения алгоритмов управления одновременным доступом, гарантирующих критерии корректности, такие как сериализуемость. Доступы пользователей к данным инкапсулируются в рамках транзакций, которые на нижнем уровне оформляются как последовательности операций чтения и записи данны?/p>