7. Архитектура многопользовательских субд. Модели двухуровневой технологии "клиент – сервер" (файловый сервер, модель удаленного доступа к данным, Модель сервера баз данных ).

Архитектура систем баз данных ANSI/SPARC в зависимости от точки зрения определяет для одной и той же БД три различных уровня описания. Основным назначением трехуровневой архитектуры является обеспечение незави-симости от данных.

Если компьютер работает в монопольном режиме, то и размещенная на персональном компьютере БД будет функционировать также в монопольном режиме, даже в том случае, если с БД работают несколько пользователей, поскольку они могут обращаться к ней только последовательно.

При переходе к многопользовательскому режиму, а здесь есть только один путь — интеграция компьютеров в локальные сети, как следствие этого процесса, возникает возможность распределения приложений, работающих с единой базой дан¬ных, и даже самой базы данных по созданной сети.

Тенденции развития многопользовательских систем

Традиционной архитектурой многопользовательских систем, которая сложилась до появления ПК, считалась схема, при которой один мощный компьютер с единственным процессором был соединен с несколькими пользовательскими терминалами, не имеющими для хранения и обработки данных собственных ресурсов. Системы распределенной обработки данных строились на мультипрограммных операционных системах и использовали централизованное хранение БД на устройствах внешней памяти центральной ЭВМ и терминальный многопользовательский режим доступа к ней. СУБД и приложения также располагались на центральной ЭВМ.

Первой системой, работающей в многопользовательском режиме, была СУБД SYSTEM R, разработанная фирмой IBM. В ней были реализованы основные принципы синхронизации, применяемые при распределённой обработке данных, которые до сих пор являются базисными практически во всех коммерческих СУБД.

В этот период происходили значительные колебания в вычислительных ресурсах и схемах их применения, используемых для хранения и обработки информации. Наблюдались и отдельные тенденции в этих колебаниях: DownSizing — децентрализация; UpSizing — централизация; RightSizing — определение размера и схемы в соответствии с реальной ситуацией.

Первая тенденция была вызвана к жизни движением от отдельных mainframe-систем к открытым рас¬пределенным системам, использующим сети персональных компьютеров и привела к более эффективным, с точки зрения эксплуатационных затрат системам.

Встречный, по отношению к только что рассмотренной тенденции, процесс происходил практически параллельно с первым и был обусловлен бурным развитием пер¬сональных компьютеров, появлением локальных сетей.

Однако рано или поздно встречные процессы должны были погасить в некоторой степени амплитуду подобных колебаний. В результате этого господствующее положение должна была занять тенденция создания информационных систем на такой плат¬форме, которая точно соответствовала бы ее масштабам и задачам.

В современном мире все указанные на рисунке технологии использования баз данных имеют свое право на жизнь. Различные режимы могут быть реализованы в пределах одной и той же организации и даже на одном и том же компьютере.

Наиболее часто упоминаются в соответствующей литературе в этом плане два типа технологий: технология файлового сервера и технология «клиент-сервер», которые являются двухуровневыми структурами.

Модели двухуровневой технологии «клиент-сервер».

Систему баз данных можно рассматривать как систему, где осуществлено распределение процесса выполнения по принципу взаимодействия двух программных процессов, один из которых в этой модели называется «клиентом», а другой, обслуживающий клиента, — сервер (машина баз данных). Клиентский процесс запрашивает некоторые услуги, а серверный процесс обеспечивает их выполнение. При этом предполагается, что один серверный процесс может обслужить множество клиентских процессов.

Сервер в простейшем случае — это собственно СУБД. Клиенты — это различные приложения, которые выполняются над СУБД.

Обычно в приложении выделяются следующие группы функций: функции ввода и отображения данных (презентационная часть приложения определяется тем, что пользователь видит на своем экране, основными задачами этой части являются: формирование экранных изображений; чтение и запись в экранные формы информации; управление экраном; обработка движений мыши и нажатий клавиш клавиатуры); прикладные функции (определяют основные алгоритмы решения конкретных задач приложения, код приложения пишется с использованием различных языков программирования); функции обработки данных внутри приложения (Для обеспечения доступа к данным используются язык запросов и средства манипулирования данными стандартного языка SQL); функции управления информационными ресурсами (это СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных); служебные функции (выполняют роль связок между функциями других групп).

В монолитном исполнении все перечисленные компоненты приложения располагаются в единой среде и комбинируются внутри одной исполняемой программы. В децентрализованной архитектуре эти части приложения распределяются по сети.