Текст лекций ростов-на-Дону 2005 удк 330. 04 1Л4
| Вид материала | Курс лекций |
- Юридический адрес: 344082, г. Ростов-на-Дону, ул. Сиверса, 1 Фактический адрес: 344018,, 84.76kb.
- План лекционных занятий Тексты лекций в полном объеме опубликованы в учебном пособии, 40.48kb.
- Учебное пособие Ростов-на-Дону 2010 удк 336 (075), 1986.06kb.
- Избыточные психологические потенциалы и объективные методы их выявления, 93.01kb.
- С. А. Сущенко Ростов-на-Дону: «Феникс», 2005. 345 с. (Среднее профессиональное образование), 3258.45kb.
- Основы политологии: Курс лекций. 2-е изд., доп. Ростов на/Дону.: Феникс, 1999. 573, 14.9kb.
- Программа ростов-на-Дону 2007 Конференция осуществляется при финансовой поддержке Российского, 406.02kb.
- Курс лекций Учебное пособие Волгоград 2009 удк 330. 01 Ббк 65. 012., 6756.22kb.
- Анкета участника международной научно-практической конференции «актуальные проблемы, 62.51kb.
- Удк 330. 322. 12: 330. 322, 141.67kb.
ТЕМА 10: ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
1) Распределенные системы обработки данных.
2) Организация параллельной обработки данных.
3)Технология «клиент-сервер»
1. Распределенные системы обработки данных.
Распределенная обработка данных позволяет повысить эффективность изменяющейся информационной потребности работника и обеспечить гибкость принимаемых решений.
Ее достоинствами являются:
- большое число взаимодействующих пользователей, выполняющих функции сбора, регистрации, хранения, передачи и выдачи информации;
- снятие пиковых нагрузок с централизованной базы посредством распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных ЭВМ;
- обеспечение доступа информационного работника к вычислительным ресурсам сети ЭВМ;
- обеспечение симметричного обмена данными между удаленными пользователями.
Архитектура СУБД описывает функционирование базы как взаимодействие процессов двух типов: клиента и сервера. Распределенная обработка и распределенная база данных - разные вещи. При распределенной обработке выполняется работа с базами данных, под этим понимается то, что представление данных, их содержательная обработка, работа с базами данных на логическом уровне выполняется на ПЭВМ клиентами, а поддержание баз данных в актуальном состоянии - на сервере.
В случае использования распределенной базы данных предполагается, что она размещается на нескольких серверах. Работа с ней производится на тех же или иных ПЭВМ, единственным условием работы с распределенной базой данных является использование сетевой СУБД для доступа к удаленным данным. В системе распределенной обработки клиент может послать запрос к собственной локальной базе данных или удаленной.
Удаленный запрос - единичный запрос к одному серверу. Несколько удаленных запросов к одному серверу - объединяются в транзакцию (удаленную). Если отдельные запросы транзакции обрабатываются различными серверами, то транзакция называется распределенной. При этом один запрос транзакции обрабатывается одним сервером.
Распределенная СУБД позволяет обрабатывать один запрос несколькими серверами. Такой запрос называют распределенным. Только обработка распределенного запроса поддерживает концепцию распределенной базы данных.
Организация обработки данных зависит от способа их распределения. Существуют централизованный (рисунок 4), децентрализованный и смешанный (рисунок 7) способы распределения данных.
КлиентыПри централизованной организации данных на одном сервере организуется единственная копия базы данных. Все операции с базой обеспечиваются этим сервером. Доступ к данным организуется с помощью удаленного запроса или удаленной транзакции. Одним из главных преимуществ использования данного способа является простота поддержки базы данных в актуальном состоянии. Недостатками являются ограниченность размера базы данных, ее зависимость от размера памяти, все запросы производятся к единственному серверу с соответствующими затратами на стоимость связи и временную задержку. Этим объясняется ограничение на параллельную обработку. База данных может быть недоступной для удаленных пользователей при появлении ошибок связи и полностью выходит из строя при отказе центрального сервера.
Децентрализованная организация данных предполагает разбиение базы на несколько физически распределенных.
КлиентыРисунок 5 - Децентрализованная организация данных способом распределения
Каждый клиент пользуется своей базой данных, которая может быть либо частью общей информационной базы (рисунок 5), либо копией информационной базы данных в целом (рисунок 6), что приводит к ее дублированию для каждого клиента.
КлиентыРисунок 6 - Децентрализованная организация данных способом дублирования
При распределении данных на основе разбиения база данных размещается на нескольких серверах. Существование копий отдельных частей - недопустимо.
Достоинства этого метода:
- большинство запросов удовлетворяются локальными базами данных, что сокращает время ответа;
- увеличивается доступность к данным и надежность их хранения;
- стоимость запросов на выборку и обновление снижается, по сравнению с централизованным распределением;
- система частично остается работоспособной при выходе из строя одного сервера или более;
- доступность и надежность работы системы в целом увеличена. Недостатки:
- часть удаленных запросов (транзакций) может потребовать доступ ко всем серверам, что увеличивает время ожидания и цену обслуживания;
- необходимо иметь сведения о размещении данных в различных БД.
Расчлененные базы данных наиболее подходят в случае совместного использования глобальных и локальных сетей ЭВМ.
Дублирование информации выполняется на каждом сервере сети ЭВМ, где будет размещаться полная база данных, что способствует наиболее надежному хранению данных.
Недостатками данного способа являются.
- повышенные требования к объему внешнего запоминающего устройства;
- усложнение корректировки баз данных, т.к. требуется синхронизация для согласования копий.
Основным достоинством является то, что запросы выполняются локально, что обеспечивает быстрый доступ к данным.
Такой способ распределения используется, когда фактор надежности является критическим, база небольшая, интенсивность обновления невелика.
Для смешанного способа распределения данных характерно то, что достоинства и недостатки наследуются от двух вышеописанных способов (разбиения и дублирования). Необходимо всегда учитывать объем памяти, отводимого под базы данных, а также под базы данных, расположенных на других серверах для обеспечения надежности и эффективности работы всей системы в целом
2. Организация параллельной ОД
При смешанном способе легко реализуется параллельная обработка данных, т.е. обслуживание распределенного запроса или транзакции. Несмотря на гибкость этого способа организации баз данных возникает проблема зависимости факторов, влияющих на производительность системы, проблема ее надежности и выполнения требований к памяти. Этот способ может быть использован только при наличии сетевой СУБД.
КлиентыРисунок 7 - Сметанная организация данных (разбиение + дублирование)
Существуют три типа параллелизма, присущих экономическим задачам, учитывающихся при организации их решения:
а) Смежные операции - результат выполнения некоторой операции не обязателен, а используется в качестве входной информации для следующих за ней операций и в нескольких последующих, поэтому указанные операции могут выполняться одновременно с первой.
б) Независимых ветвей - т.е. используются независимые друг от друга цепочки операций, при решении задач.
в) Естественный параллелизм (множество объектов) - характерен для задач, связанных с обработкой информации по множеству одинаковых или аналогичных объектов (например, экономические задачи).
При решении таких задач в ЛВС могут выполняться одинаковые операции на различных ЭВМ или процессорах, над различными данными.
Распределение данных между машинами:
- горизонтальных полос (ГП);
- циклических горизонтальных полос (ЦГП);
- вертикальных полос (ВП);
- циклических вертикальных полос (ЦВП).
-
3. Клиент-сервер
В базах данных коллективного пользования центральным технологическим звеном являются серверы баз данных. Программное обеспечение серверов баз данных обеспечивает реализацию многопользовательских приложений, централизованное хранение, целостность и безопасность данных. Производительность серверов баз данных - больше, чем просто файл-серверов, используемых в ЛВС. ЛВС создавались для совместного использования дорогостоящего периферийного оборудования. Использование сервера баз данных обеспечило доступ многих пользователей к одним и тем же файлам. Это и стало предпосылкой в создании сетевых СУВД. Их мощность, основанных на файл-серверах - недостаточна, т.к. в нагруженной сети падает производительность, нарушается целостность и безопасность данных. Все это зависит не от мощности процессора, а от того, что файл-сервер реализует принцип "всеили ничего". Первые файл-серверы были разработаны без учета сохранности целостности и безопасности данных, и не поддерживали их восстановление в случае аварии. Технология клиент-сервер, более мощная и прогрессивная, заменила файл-серверы и позволила совместить достоинства однопользовательских систем (высокий уровень диалога, дружественный интерфейс, низкая стоимость) с достоинствами более крупных систем (высокий уровень защиты данных, многозадачность, поддержка целостности и т.п.).Инструментальные средства программирования относятся к интерфейсу клиента или внешнему интерфейсу и могут включать процессор обработки данных на языке запросов (SQL, QBE, процедуры команд, поддерживаемых СУБД).Основная технология клиент-сервера заключается в том, что серверы располагают на мощных машинах, а приложения клиентов, использующие вышеописанные языки, - на менее мощных, что позволяет задействовать ресурсы мощных серверов и менее мощных машин клиентов. Ввод-вывод в базе основан на логическом дроблении данных (а не на физическом), т.е. сервер отправляет клиентам не полную копию базы, а только логически необходимые порции, тем самым сокращая трафик сети. Трафик сети - поток сообщений сети. В технологии клиент-сервер программы клиента и его запросы хранятся отдельно от СУБД. Сервер обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы, посылает их по сети, производит обновление информации, обеспечивает целостность и сохранность данных. Если сервер работает в режиме запрос-ответ, и если запрос из регламентных задач, то ответ поступает не позднее 2-х секунд, если же запрос послан для получения справки (информационно-поисковый), то ответ может поступить по истечении 3-х минут, а может быть и более.
Основные виды технологий распределенной обработки данных:
а) технология клиент-сервер, ориентированна на автономную ЭВМ, т.е. и клиент, и сервер расположены на одной ЭВМ. По функциональным возможностям эта система аналогична централизованной СУБД. Ни распределенная обработка, ни распределенная СУБД не поддерживаются.).
б) технология клиент-сервер - ориентация на централизованное распределение, клиент получает доступ к данным одиночного удаленного сервера, данные могут только считываться, динамический доступ к данным реализуется посредством удаленных транзакций и запросов, их число должно быть небольшим, чтобы не снизить производительность системы.
в) технология клиент-сервер - ориентированна на ЛВС, имеет один сервер, обеспечивающий доступ к базе. Клиент формирует процесс, отвечающий за содержательную обработку данных, их представление и логический доступ к базе. Доступ к базе данных будет замедлен, т.к. клиент и сервер связан через ЛВС.г) технология клиент-сервер, ориентированная на изменение данных в одном месте, она реализует обработку распределенной транзакции. Удаленные серверы не связаны между собой сетью ЭВМ, т.е. отсутствует сервер-координатор. Клиент может менять данные только в своей локальной базе данных. Может возникнуть опасность "смертельных объятий", т.е. когда задача "А" ждет записи, заблокированные задачей "В", а записи "В" - ждет записи, заблокированные задачей "А", отсюда следует, что распределенная СУБД должна иметь средства контроля совпадений противоречивых запросов. Распределение данных реализует метод расчленения.д) технология клиент-сервер - ориентированная на изменение данных в нескольких местах. Здесь существует сервер-координатор, который поддерживает протокол передачи данных между различными серверами, возможна обработка распределенных транзакций в разных удаленных серверах, реализуется стратегия смешанного распределения посредством передачи копий с помощью СУБД.е) технология клиент-сервер, ориентированная на распределенную СУБД, которая обеспечивает стратегию разбиения и дублирования, позволяет получить более быстрый доступ к данным. Распределенная СУБД обеспечивает независимость клиента от места размещения сервера, глобальную оптимизацию, распределенный контроль целостности базы, распределенное административное управление. Во всех технологиях существует три способа связи прикладных программ клиента и сервера баз данных: прямой, не прямой и смешанный. Прямой - прикладные программы клиента связываются непосредственно с серверами баз данных. Непрямой - доступ к удаленному серверу обеспечивается средствами локальной базы. Смешанный способ сочетает в себе оба, описанных выше, одновременно. Использование технологии клиент-сервер позволяет перенести часть работы с сервера на ЭВМ клиента, оснащенную инструментальными средствами для выполнения его профессиональных обязанностей, следовательно технология клиент-сервер дает возможность независимо наращивать сервер баз данных и совершенствовать инструментальные средства клиента. Недостаток технологии клиент-сервер заключается в повышенных требованиях к производительности ЭВМ-сервера, в усложнении управления вычислительной сетью, а при отсутствии сетевой СУБД - в сложности организации распределенной обработки. Серверы баз данных рассчитаны на поддержку большого числа различных типов приложений. Для реализации интерфейса с сервером базы данных можно использовать объектно-ориентированные средства, электронные таблицы, текстовые процессоры, графические пакеты, настольные издательства и другие информационные технологии.
Каждый сервер баз данных может работать на определенном типе ЭВМ и сетевой операционной системе. Операционные системы серверов: DOS 5, XENIX, UNIX, OS/2, Windows NT и др.
Наиболее употребительными являются около десяти серверов, например, SQL-сервер, SQLBASE-сервер, ORACLE-сервер и др.
По оценкам специалистов за серверами баз данных - будущее.
Информационные технологии
Текст лекций
Куницына Лилия Егоровна
| Директор редакционно-издательского центра | Короченцева Ж.Ю. |
| Редактирование, корректура | Барогбян Е.В. |
Изд. № 4 Подписано к печати 03.11.05 Объем 5,0 уч.-изд. л.
Бумага офсетная. Печать офсетная. Бумага офсетная. Формат 60 x 84 / 16.
Гарнитура “Таймс”. Заказ № . Тираж 200 экз.(РИНХ) «C» 4 .
344002, Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 69, РГЭУ. Редакционно-издательский центр
Отпечатано на ризографе факультета ЭИиАУ РГЭУ РИНХ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «РИНХ»
Методические рекомендации по лабораторным,
практическим, контрольным (самостоятельным) работам