Системы удаленной обработки

Классической архитектурой обработки многоп. БД является удаленная обработка. Пользователи обрабатывают данные в пакетном режиме. Интерактивный режим доступа осуществляется с помощью терминалов, которые не обладают собственными вычислительными ресурсами. Программы управления коммуникациями (связью), прикладные программы, СУБД и ОС работают на едином центральном компьютере. Поскольку вся обработка производится единственным компьютером, то пользовательский интерфейс систем удаленной обработки обычно достаточно прост. Пользователи работают с терминалами, которые передают данные и сообщения о транзакциях центральному компьютеру (компьютер удаленной обработки). Функции управления данными возложены на операционную систему. Часть ОС, отвечающая за управление связью, принимает сообщения и данные и передает их соответствующим прикладным программам. Программы обращаются к СУБД, а СУБД выполняет операции с БД, используя ту часть ОС, которая отвечает за обработку данных. Когда транзакция завершается, подсистема управления связью возвращает результаты пользователям, сидящим у терминалов. Поскольку их пользовательский интерфейс достаточно прост и имеет в основном текстовую ориентацию, все команды форматирования вывода генерируются процессором центрального компьютера и передаются по линии связи. Такие системы, подобные описанной называются системами удаленной обработки, поскольку связь между входами и выходами осуществляется через находящийся на расстоянии центральный компьютер, ведущий обработку данных.

Преимуществом такой обработки является возможность коллективного использования ресурсов и оборудования, централизованное хранение данных, а недостатком – отсутствие персонализации рабочей среды (все программное обеспечение хранится централизованно и используется коллективно). Исторически системы удаленной обработки были наиболее распространенной альтернативой многопользовательским системам баз данных. Но по мере того, как ПК стали появляться в офисах и выросла их мощь в качестве серверов данных, возникли новые архитектуры многопользовательских систем обработки данных.

63. Настольные СУБД, их достоинства и недостатки

Достоинства настольных СУБД:

· они являются простыми для освоения и использования;

· обладают дружественным пользовательским интерфейсом;

· ориентированы на класс ПК, на самую широкую категорию пользователей – непрофессионалов;

· обеспечивают хорошее быстродействие при работе с небольшими БД.

Недостатки настольных СУБД:

· при росте объемов хранимых данных и увеличении числа пользователей снижается их производительность и могут возникать сбои при обработке данных;

· контроль за целостностью совершается внутри пользовательского приложения, что может вызывать нарушение целостности данных;

· очень малая эффективность работы в компьютерной сети.

Известно более десятка настольных СУБД. Наиболее популярными, исходя из числа проданных копий признаются DBASE, Visual DBASE, Paradox, Microsoft FoxPro, Visual FoxPro, Access.

62. Системы совместного использования файлов. Обработка запросов в них. Недостатки систем

При наличии компьютерной сети открывается возможность хранить и использовать в многопользовательском режиме централизованные БД, размещаемые на одном компьютере – сервере сети. В этом случае каждый пользователь своего ПК получает доступ к общей для всех пользователей централизованной БД. Существуют различные концепции сетевой обработки данных.

Рассмотрим архитектуру с совместным использованием файлов.

Почти во всех системах с совместным использованием файлов применяются локальные сети. Для этой архитектуры характерен коллективный доступ к общей БД на сервере, который является файловым сервером. Файловый сервер содержит файлы, необходимые для работы приложений и самой СУБД. Он обеспечивает функционирование той части сетевой версии СУБД, которая осуществляет управление данными в БД. Однако пользовательские приложения и сама сетевая СУБД размещены и функционируют на отдельных рабочих станциях и обращаются к файловому серверу по мере необходимости.

Рассмотрим организацию архитектуры файл/сервер с использованием настольной СУБД.

Сетевые версии настольных СУБД отличаются от локальных версий тем, что они обладают некоторыми специальными механизмами, позволяющими многим пользователям совместно обращаться к общим ресурсам данных из централизованной базы данных. СУБД на каждой рабочей станции посылает запросы файловому серверу по всем необходимым ей данным, которые хранятся на диске файлового сервера. Все данные из БД пересылаются на компьютер пользователя, независимо от того, сколько реально их нужно для выполнения запроса. В результате на компьютере пользователя создается локальная копия БД (время от времени обновляемая из реальной БД на сервере). Затем СУБД пользователя выполняет запрос. Схема работы с настольной СУБД в многопользовательском режиме показана на рис. 2.Архитектура с использованием файлового сервера обладает следующими основными недостатками.

1. Поскольку файловый сервер не может обрабатывать SQL-запросы, то при совместном использовании файлов по локальной сети передаются большие объемы данных (полные копии БД перемещаются по сети с сервера на компьютер клиента). При такой архитектуре трафик[1] в локальной сети достаточно большой.

2. С увеличением объема хранимых данных и числа пользователей снижается производительность настольных СУБД. Из-за этих проблем системы с совместным использованием файлов редко используются для обработки больших объемов данных.

3. При такой архитектуре вся тяжесть выполнения запроса к БД и управления целостностью БД ложится на СУБД пользователя.

3. На каждой рабочей станции должна находиться сама сетевая версия настольной СУБД, что требует наличия больших объемов оперативной памяти на компьютере пользователя.

4. Доступ к одним и тем же файлам могут осуществлять сразу несколько пользователей, что усложняет управление целостностью, восстановлением БД на сервере.

65. Функции клиентского приложения и сервера баз данных при обработке запросов.Преимущества клиент/сервисной обработки

Функции клиентского приложения разбиваются на следующие группы:

· ввод-вывод данных (презентационная логика) – это часть кода клиентского приложения, которая определяет, что пользователь видит на экране, когда работает с приложением;

· бизнес-логика – это часть кода клиентского приложения, которая определяет алгоритм решения конкретных задач приложения

· обработка данных внутри приложения (логика базы данных) – это часть кода клиентского приложения, которая связывает данные сервера с приложением. Для этой связи используется процедурный язык запросов SQL, с помощью которого осуществляется выборка и модификация данных в серверных СУБД.

Сервер баз данных в общем случае осуществляет целый комплекс действий по управлению данными. Основными среди них являются следующие:

· выполнение пользовательских запросов на выбор и модификацию данных и метаданных, получаемых от клиентских приложений, функционирующих на ПК локальной сети;

· хранение и резервное копирование данных;

· поддержка ссылочной целостности данных согласно определенным в БД правилам;

· обеспечение авторизованного доступа к данным на основе проверки прав и привилегий пользователя;

· протоколирование операций и ведение журнала транзакций.

Преимущества обработки

При клиент/серверной обработке уменьшается сетевой трафик, так как через сеть передаются только результаты запросов.

Груз файловых операций ложится в основном на сервер, который мощнее компьютеров-клиентов и поэтому способен быстрее обслуживать запросы. Как следствие этого, уменьшается потребность клиентских приложений в оперативной памяти.

Поскольку серверы способны хранить большое количество данных, то на компьютерах-клиентах освобождается значительный объем дискового пространства для других приложений.

Повышается уровень непротиворечивости данных и существенно повышается степень безопасности БД, так как правила целостности данных определяются в серверной СУБД и являются едиными для всех приложений, использующих эту БД.

Имеется возможность хранения бизнес-правил (например, правил ссылочной целостности или ограничений на значения данных) на сервере, что позволяет избежать дублирования кода в различных клиентских приложениях, использующих общую базу данных.

66. Общ. свед о хранимых процедурах и триггерах

В современной модели клиент/сервер бизнес-логика разделена между клиентом и сервером. На сервере бизнес-логика реализована в виде хранимых процедур – специальных программных модулей, которые хранятся в БД и управляются непосредственно СУБД.

Хранимая процедура – это специальная процедура, которая выполняется сервером баз данных. Хранимые процедуры пишутся на процедурном языке, который зависит от конкретной СУБД. Для написания хранимых процедур для MS SQL Server используется расширенный стандарт языка SQL – Transact-SQL. Хранимая процедура здесь – это последовательность операторов Transact-SQL, хранящихся в БД. Хранимые процедуры предварительно откомпилированы, поэтому их эффективность выше, чем обычных запросов. Они выполняются непосредственно на сервере.

Существует два вида хранимых процедур: системные и пользовательские. Системные хранимые процедуры предназначены для получения информации из системных таблиц и выполнения различных служебных операций и особенно полезны при администрировании базы данных. Пользовательские хранимые процедуры создаются непосредственно разработчиками или администраторами базы данных. Полезность хранимых процедур определяется в первую очередь высокой (по сравнению с обычными Transact-SQL запросами) скоростью их выполнения. Однако наибольший эффект достигается при выполнении многократно повторяющихся операций. Пользовательские хранимые процедуры применяются при решении практически любых задач. Пользователь может получить право выполнения хранимой процедуры, даже если он не имеет права доступа к объектам, к которым обращается программа.

Хранимая процедура вызывается явно, т.е. при непосредственном обращении к процедуре из клиентского приложения, работающего с базой данных. Хранимые процедуры используются для извлечения или изменения данных в любое время. Хранимые процедуры могут принимать аргументы при запуске и возвращать значения в виде результирующих наборов данных.

Логика БД реализуется с помощью триггеров. Триггер – это специальный тип хранимой процедуры, которая автоматически выполняется при каждой попытке изменить данные. Триггер всегда связан с конкретной таблицей и выполняется тогда, когда при редактировании этой таблицы наступает событие, с которым он связан (например, вставка, удаление или обновление записи). Каждая таблица может иметь произвольное количество триггеров любых типов. После операций вставки, обновления, удаления может быть запущен триггер, который в результате приведет к вычислению бизнес-правил или к выполнению определенных действий. При удалении таблицы, имеющей триггеры, все они также удаляются.

Триггеры обеспечивают целостность данных, предотвращая их несанкционированное или неправильное изменение. Триггеры не принимают параметров и не возвращают значений. Они выполняются неявно, то есть триггер запускается только при попытке изменения данных. Триггеры могут иметь несколько уровней вложенности (например, в СУБД MS SQL Server триггеры имеют до 32 уровней вложенности), то есть выполнение одного триггера инициирует выполнение другого триггера. Триггер является частью транзакции, следовательно, если триггер не выполнятся, то отменяется вся транзакция. И наоборот, если какая-то часть транзакции не выполнилась, то и триггер будет отменен.