18.Современные направления использования баз данных.

Новые направления использования БД связаны, в основном:

с повсеместным использованием корпоративных и глобальных вычислительных сетей; со значительной «историей» функционирования информационных систем.

Первое направление (работа в сети), в свою очередь, связано:

- с проблемами параллельной (одновременной) работы многих, удаленных приложений (пользователей) с одной и той же БД (новые проблемы комплексного использования информации, теперь уже баз данных);

- со стремлением повышения надежности и эффективности работы информационных систем за счет распределения данных и их обработки между узлами сети.

Второе направление (накопление информации) приводит:

- к необходимости интеграции данных и приложений созданных в разные периоды времени, в различных информационно-программных средах (ОС, СУБД, инструментальных средствах);

- к новым подходам к использованию «исторических» данных (Warehouse , OLAP , Data Mining , Management knowledge)

Выделяют три направления в области СУБД следующего поколения.

1. Направление Postgres. Основная характеристика: максимальное следование (насколько это возможно с учетом новых требований) известным принципам организации СУБД (если не считать коренной переделки системы управления внешней памятью).

2. Направление Exodus/Genesis. Основная характеристика: создание собственно не системы, а генератора систем, наиболее полно соответствующих потребностям приложений. Решение достигается путем создания наборов модулей со стандартизованными интерфейсами, причем идея распространяется вплоть до самых базисовых слоев системы.

3. Направление Starburst. Основная характеристика: достижение расширяемости системы и ее приспосабливаемости к нуждам конкретных приложений путем использования стандартного механизма управления правилами. По сути дела, система представляет собой некоторый интерпретатор системы правил и набор модулей-действий, вызываемых в соответствии с этими правилами. Можно изменять наборы правил (существует специальный язык задания правил) или изменять действия, подставляя другие модули с тем же интерфейсом.

В целом можно сказать, что СУБД следующего поколения - это прямые наследники реляционных систем. Тем не менее, различные направления систем третьего поколения стоит рассмотреть отдельно, поскольку они обладают некоторыми разными характеристиками.

19.Распределенные базы данных и распределенная обработка.

Распределенная база данных (РБД) - система логически интегрированных и территориально распределенных БД, языковых, программных, технических и организационных средств, предназначенных для создания, ведения и обработки информации. Информация физически хранится на разных ЭВМ, связанных сетью передачи данных. Любой узел (участок) может выполнять приложение и участвовать в работе, по крайней мере, одного приложения.

Большинство требований, предъявляемых к РБД, аналогично требованиям к централизованным БД, но в РБД иногда полезна избыточность.

Доп. специфическими требованиями являются:

1) язык описания данных(ЯОД) в рамках схемы должен быть один для всех локальных БД;

2) доступ должен быть коллективным к любой области РБД с соответствующей защитой информации;

3) подсхемы должны быть определены в месте сосредоточения алгоритмов (приложений, процессов) пользователя;

4) степень централизации должна быть разумной;

5) необходимы сбор и обработка информации об эффективности функционирования РБД.

В РБД выделяют пользовательский, глобальный (концептуальный), фрагментарный (логический) и распределенный (локализационный) уровни представления данных, определяющие сетевую СУБД.

Глобальный уровень, определяется при проектировании теми же методами, что и концептуальная модель централизованной БД. Не все данные глобального уровня доступны конкретному пользователю.

Пользовательский уровень состоит из фрагментов глобального уровня, которые составляют фрагментарный, логический уровень.

Выделяют горизонтальную и вертикальную фрагментацию (расчленение).

• Горизонтальное фрагментирование связано с делением данных по узлам. Горизонтальные фрагменты не перекрываются.

• Вертикальная фрагментация связана с группированием данных по задачам.

Фрагментация чаще всего не предполагает дублирования информации в узлах. В то же время при размещении фрагментов по узлам (локализации) распределенного уровня в узлах разрешается иметь копии той или иной части РБД. После размещения каждый узел имеет локальное, узловое представление (локальная логическая модель).

Физическую реализацию (логического) фрагмента называют хранимым фрагментом.

Сеть в РБД образуют сетевые операционные системы (например, Windows NT, Novell NetWare). В качестве СУБД, изначально предназначавшихся для использования в сети, следует назвать BTrieve, Oracle, Interbase, Sybase, Informix.

В силу распределенности данных особую значимость приобретает словарь данных (справочник) РБД, который в отличие от словаря централизованной БД, имеет распределенную, многоуровневую структуру.

В общем случае могут быть выделены сетевой, общий внешний, общий концептуальный, локальные внешние, локальные концептуальные и внутренние составляющие словаря РБД.

Естественно, что для работы в РБД необходимы администраторы РБД и локальных БД, рабочими инструментами которых являются перечисленные словари.

Пользовательский запрос, определяемый приложением, поступает в систему управления распределенной базы данных (СУРБД) и через сетевую и локальную операционные системы попадает в локальную СУБД. Если запрос связан с локализованными данными, СУБД осуществляет вызов данных из локальной БД, которые поступают пользователю. Если часть данных для выполнения приложения находится в другой локальной БД, локальная СУБД дополнительно через локальные и сетевые операционные системы осуществляет удаленный вызов процедуры (Remote Procedure Call - PRC), после выполнения которой данные передаются пользователю.

Возможны четыре стратегии хранения данных: централизованная (часто обеспечиваемая архитектурой клиент/сервер), расчленение (фрагментации), дублирование, смешанная.