Системы совместного использования файлов
Архитектура с совместным использованием файлов – «архитектура файл/сервер». В ней компьютеры объединены в сеть.
На файловом сервересети:
· устанавливается операционная система файлового сервера, включающая подсистемы:
§ ОСус;
§ ОСуд;
· размещается БД.
На рабочих станциях находятся:
· ПП;
· настольная СУБД;
· ОСус
Выполнение запроса
СУБД на рабочей станции запрос пользователя или ПП посылает к БД на сервере. ОСуд выбирает из БД необходимые для его выполнения таблицы целиком. Затем ОСус пересылает их на рабочую станцию, где СУБД выполняет запрос.
Недостатки архитектуры
1. По сети передается гораздо больший объем данных, чем реально нужно для выполнения запроса. Вследствие этого сеть сильно перегружается.
2. Пользователи могут формировать запросы и на внесение изменений в БД. При этом блокируются записи, которые изменяются одним из пользователей, чтобы в это время другой пользователь не внес изменений в те же данные. Из-за этого системы с совместным использованием файлов редко используются для обработки БД больших объемов, ориентированных на транзакции.
3. В архитектуре файл/сервер вся тяжесть выполнения запросов и управления целостностью БД ложится на СУБД пользователя, что является причиной не только «заторов» в сети, но и невысокой безопасности работы. Секретность и конфиденциальность информации обеспечить также трудно.
Настольные СУБД
Достоинства настольных СУБД:
· просты для освоения и использования;
· обладают дружественным GUI;
· ориентированы на класс самых распространенных компьютеров – ПК и на самую широкую категорию пользователей – непрофессионалов;
· обеспечивают хорошее быстродействие при работе с небольшими БД.
Недостатки настольных СУБД стали проявляться с увеличением объемов БД и числа их пользователей и выразились в снижении производительности и возникновении сбоев при обработке данных.
Обзор настольных СУБД
1. dBase и Visual dBase (компании Ashton-Tate, в начале 80-х годов). Благодаря простоте в использовании, нетребовательности к ресурсам компьютера эта СУБД приобрела немалую популярность. С выходом следующих ее версий – dBase III и dBase III Plus (1986 г.), оснащенных очень комфортной по тем временам средой разработки и средствами манипуляции данными, быстро заняла лидирующие позиции среди настольных СУБД. СУБД семейства dBase имели популярный формат данных и популярный язык программирования xBase.
Последние версии dBase имеют средства для:
§ манипуляции данными dBase и FoxPro всех версий;
§ создания форм, отчетов и приложений;
§ визуального построения запросов;
§ публикации данных в Internet и создания Web-клиентов и др.
Тенденция такова, что dBase превращается в некоммерческий продукт с доступными исходными текстами программ.
2. Paradox (компании Ansa Software, в 1985г. ) В конце 80-х – начале 90-х годов СУБД Paradox была весьма популярной, в том числе и в нашей стране.
Ранние версии Paradox предоставляли более широкие возможности, чем аналогичные версии dBase. Это средства статистического анализа данных, создание приложений на языке PAL (Paradox Application Language) с возможностью визуального построения пользовательских интерфейсов.
Windows-версии Paradox помимо этого позволяли манипулировать данными других форматов, благодаря чему использовались как универсальное средство управления различными БД.
Последние версии являются составной частью Corel Office Professional и содержит средства:
§ манипуляции данными Paradox и dBase;
§ публикации данных и отчетов в Internet и создания Web-клиентов;
§ доступа к данным формата Paradox из Windows-приложений, из Java-приложений и др.
Популярность СУБД Paradox несколько снизилась, хотя в мире эксплуатируется еще много ИС на ее основе.
3. Microsoft FoxPro и Visual FoxPro. Происходят от настольной СУБД FoxBase фирмы Fox Software, которая впоследствии была приобретена Microsoft. Версии FoxPro, начиная с 3.0, получили название Visual FoxPro.
Последние версии имеют средства визуального моделирования объектов, средства публикации данных в Internet и др. С каждой новой версией этот продукт все более интегрируется с другими продуктами MS (н-р, с MS SQL Server).
Тенденция развития этого продукта – из настольной СУБД Visual FoxPro превращается в средство разработки приложений в архитектуре клиент/сервер и распределенных приложений.
4. Microsoft Access. Появилась в начале 90-х годов. Это была первая настольная реляционная СУБД для 16-разрядной версии Windows. Популярность Access значительно возросла после включения в состав MS Office.
СУБД Access ориентирована на непрофессиональных пользователей MS Office. В ней вся информация, относящаяся к конкретной БД, хранится в одном файле, что удобно для начинающих пользователей.
Так, Access 2003 может быть использована, с одной стороны, в качестве настольной СУБД, а с другой – в качестве клиента MS SQL Server, позволяющего осуществлять манипуляцию его данными, его администрирование и создание приложений для него.
5. КЛИЕНТ/СЕРВЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
Базовый принцип архитектуры клиент/серверной системы – централизация хранения и обработки данных.
На сервере сети:
· операционная система;
· мощная серверная СУБД или сервер БД – программный компонент, обеспечивающий хранение больших объемов информации, ее обработку и представление пользователям в сетевом режиме;
· база данных.
На клиентских компьютерах:
· клиентские приложения;
· операционная система для рабочих станций.
В роли клиентских компьютеров и сервера сети – мэйнфреймы, мини-ЭВМ, ПК.
Архитектура клиент/сервер может быть реализована по:
· двухзвенноймодели (как вышеописанная). В настоящее время эта модель реализуется в различных вариантах, различающихся принципами расположения данных и их обработки на сервере сети и на клиентских компьютерах;
· трехзвенноймодели: клиентские компьютеры, сервер сети и сервер приложений, содержащий основную часть программ обработки информации.
5.1. Обработка запросов в архитектуре клиент/сервер
Клиентское приложение формирует SQL-запрос к БД.
Сервер БД обеспечивает:
· интерпретацию запроса;
· его выполнение;
· формирование результата запроса;
· его пересылку по сети на клиентский компьютер.
Клиентское приложение:
· интерпретирует результат запроса необходимым образом;
· представляет его пользователю;
· может также посылать запрос на обновление БД, и сервер БД внесет в нее необходимые изменения.
5.2. Преимущества архитектуры клиент/сервер
1. Клиенту по сети передается только результат запроса, поэтому в сети практически не возникает «заторов».
2. Груз файловых операций ложится в основном на сервер, который мощнее клиентов и поэтому способен быстрее обслуживать запросы. Как следствие этого, уменьшается потребность клиентских приложений в оперативной памяти.
3. Поскольку серверы способны хранить большое количество данных, то на компьютерах-клиентах освобождается значительный объем дискового пространства для других целей.
4. При обращении одновременно нескольких клиентов к одним и тем же данным сервер БД позволяет разделить выполнение их запросов во времени. Существенно повышается степень безопасности БД, так как правила целостности данных определяются сервером БД и являются едиными для всех приложений, использующих эту БД.
В архитектуре клиент/сервер существует разделение функций между клиентскими приложениями и сервером БД.
Сервер БД также:
· управляет целостностью БД;
· обеспечивает одновременную безопасную и отказоустойчивую многопользовательскую работу с одними и теми же данными;
· выполняет хранение и резервное копирование данных.
5. Возможность выполнения сервером БД бизнес-правил. Бизнес-правила реализуются с помощью ограничений, утверждений, хранимых процедур и триггеров.
В реляционной СУБД ограничения ассоциируются с конкретными объектами БД, такими, как таблицы или ее поля. Их примером могут быть ограничения на значения поля таблицы.
Более общим типом ограничений являются утверждения, используемые для спецификации ограничения, которое может затрагивать более чем одну таблицу.