Системы с разделением памяти (СРП)

СРП состоят из тесно связанных между собой компонентов, в число которых входит несколько процессоров, разделяющих общую системную память. Эта архитектура популярна и применяется для разных вычислительных платформ (например, группы персональных рабочих станций) и обеспечивает быстрый доступ к данным для процессоров, число которых меньше 64. Эту систему еще называют симметричной многопроцессорной обработкой (СМПО).

Рис. 1.3. Архитектура системы с параллельной обработкой с разделением памяти

Система без разделения (СБР)

Эту архитектуру иначе называют массовой параллельной обработкой. Используют схему (рис. 1.4), в которой каждый процессор, являющийся частью системы, имеет собственную оперативную и дисковую память. База данных распределена между всеми дисковыми устройствами, подключенными к отдельным вычислительным подсистемам. В результате этого все данные прозрачно доступны пользователям каждой из этих подсистем. Данная архитектура обеспечивает более высокий уровень масштабируемости, чем системы с разделением памяти (СРП), и позволяет легко организовать поддержки работы большого количества процессоров. Однако оптимальной производительности удается достичь только в том случае, если требуемые данные хранятся локально. Следует отметить, что СБР в некоторых случаях относят к распределенным СУБД, однако в параллельных системах (в том числе и СБР) размещение данных диктуется исключительно соображениями производительности. Более того, узлы (сайты) РСУБД обычно:

1. Разделены географически;

2. Независимо администрируются;

3. Соединены между собой относительно медленными сетевыми соединениями.

Тогда как узлы параллельной СУБД чаще всего располагаются на одномитомжекомпьютереиливпределаходногоитогожесайта.

Рис. 1.4. Архитектура систем с параллельной обработкой без разделения памяти

Системы с разделением дисков (СРД)

СРД строятся из менее тесно связанных между собой компонентов. Они являются оптимальным вариантом для приложений, которые унаследовали высокую централизацию обработки и должны обеспечивать самые высокие показатели доступности и производительности (рис. 1.5). Каждый из процессоров имеет непосредственный доступ ко всемсовместно используемым дисковымустройствам, но обладает собственной оперативной памятью.

Рис. 1.5. Архитектура системы с параллельной обработкой с разделением дисков

Эта архитектура, также как и СБР, исключает узкие места, связанные с совместно используемой оперативной памятью. Однако, в отличие от архитектуры без разделения, данная архитектура исключает упомянутые узкие места без внесения дополнительной нагрузки, связанной с физическим распределением данных по отдельным устройствам. СРД в некоторых случаях называют «кластерами».

Следует отметить, что параллельные технологии обычно используют в случае исключительнобольших баз данных (более 10¹² байт), или в системах, которые должны поддерживать выполнение тысяч транзакций в секунду. То есть подобные системы нуждаются в доступе к большому объему данных и, в то же время, должны обеспечить приемлемое время реакции на запрос. Параллельные СУБД могут использовать различные вспомогательные технологии, позволяющие повысить производительность обработки сложных запросов, за счет применения методов распараллеливания операций сканирования, соединения и сортировки, что позволяет нескольким процессорным узлам автоматически распределять между собой текущую нагрузку. В настоящее время все крупные разработчики СУБД поставляют, так называемые, параллельные версии созданных ими продуктов.

Мультибазовые системы

Мультибазовые системы – распределенные системы управления базами данных, в которых управление каждым из сайтов осуществляется совершенно автономно, принято называть мультибазовыми (МБС) или МБСУБД. В таких МБС предпринимаются попытки интеграции таких систем баз данных, в которых весь контроль над отдельными локальными системами целиком и полностью осуществляется их операторами. Одним из следствий полной автономии сайтов является отсутствиенеобходимостивнесенияизменений в локальные СУБД. А из этого следует, что мультибазовые СУБД требуют создания поверх существующих локальных систем дополнительногоуровняпрограммногообеспечения, предназначенного для обеспечения необходимой функциональности МБСУБД.

МБС позволяют конечным пользователям разных сайтов получать доступ и совместно использовать данные без необходимости физической интеграции существующих баз данных. Они обеспечивают пользователям (операторам) возможность управлять базами данных их собственных сайтов без какого-либо централизованного контроля, который обязательно присутствует в обычных типах СУРБД. Администратор (оператор) локальной базы данных можетразрешитьдоступ к определенной части своей базы данных посредством создания так называемой схемы экспорта, определяющей, к каким элементам локальной базы данных смогут получать доступ внешние пользователи.

Другими словами, мультибазовая СУБД является такой СУБД, которая прозрачным образом располагается поверх существующих баз данных и файловых систем, предоставляя их или часть их своим пользователям, как некоторую единуюбазуданных. МБСУБД поддерживает глобальную схему, на основании которой пользователи могут строить запросы и модифицировать данные. МБСУБД работает только с глобальной схемой, тогда как локальные СУБД собственными силами обеспечивают поддержку данных всех их пользователей. Глобальная схема создается посредством интеграции схем локальных баз данных. Программное обеспечение МБСУБД предварительно транслирует глобальные запросы и превращает их в запросы и операторы модификации данных соответствующих локальных СУБД. Затем полученные после выполнения локальных запросов результаты сливаются в единый глобальный результат, предоставляемый конечному пользователю. Кроме того, МБСУБД осуществляет контроль за выполнением фиксации или отката отдельных операций глобальных транзакций в локальных СУБД, а также обеспечивает целостность данных в каждой из локальных баз данных. Программы МБСУБД управляют различными шлюзами, с помощью которых они контролируют работу локальных СУБД. К примеру МБС Uni SQL/M фирмы Uni SQL Inc. позволяет разрабатывать приложения с помощью единого глобального представления и единственного языка доступа к базе данных для работы со многими гетерогенными реляционными и объектно-ориентированными СУБД.