Режимы работы с базой данных

При размещении БД на персональном компьютере, который не находится в сети, БД всегда используется в монопольном режиме. Даже если БД используют несколько пользователей, они могут работать с ней только последовательно, и поэтому вопросов о поддержании корректной модификации БД в этом случае не возникает, они решаются организационными мерами.

Однако работа на изолированном компьютере с небольшой базой данных в настоящий момент становится уже нехарактерной для большинства приложений. БД отражает информационную модель реальной предметной области, она растет по объему и резко увеличивается количество задач, решаемых с ее использованием, и в соответствии с этим увеличивается количество приложений, работающих с единой базой данных. Компьютеры объединяются в локальные сети, и необходимость распределения приложений, работающих с единой базой данных по сети, является несомненной.

Действительно, даже когда вы строите БД для небольшой торговой фирмы, у вас появляется ряд специфических пользователей БД, которые имеют свои бизнес-функции и территориально могут находиться в разных помещениях, но все они должны работать с единой информационной моделью организации, то есть с единой базой данных.

Параллельный доступ к одной БД нескольких пользователей, в том случае если БД расположена на одной машине, соответствует режиму распределенного доступа к централизованной БД. (Такие системы называют системами распределенной обработки данных.)

Если же БД распределена по нескольким компьютерам, расположенным в сети, и к ней возможен параллельный доступ нескольких пользователей, то мы имеем дело с параллельным доступом к распределенной БД. Подобные системы называются системами распределенных баз данных. Режимы работы с базами данных представлены на рис. 4.

Рис. 4. Режимы работы с базой данных

Разделение функций

Вычислительная модель «клиент-сервер» исходно связана с парадигмой открытых систем, которая появилась в 90-х годах и быстро эволюционировала. Сам термин «клиент-сервер» исходно применялся к архитектуре программного обеспечения, которое описывало распределение процесса выполнения по принципу взаимодействия двух программных процессов, один из которых в этой модели называли «клиентом», а другой – «сервером». Клиентский процесс запрашивал некоторые услуги, а серверный процесс обеспечивал их выполнение. При этом предполагалось, что один серверный процесс может обслужить множество клиентских процессов.

Ранее приложение не разделалась на части, оно выполнялось некоторым монолитным блоком. Но возникла идея более рационального использования ресурсов сети. Действительно, при монолитном исполнении используются ресурсы только одного очень мощного компьютера, а остальные компьютеры в сети рассматриваются как терминалы и не обладают никакими вычислительными ресурсами. Но с появлением персональных компьютеров, в отличие от эпохи main-фреймов, все компьютеры в сети стали обладать собственными вычислительными ресурсами, и было бы разумным так распределить нагрузку на них, чтобы максимальным образом использовать их ресурсы.

Основной принцип технологии «клиент-сервер» применительно к технологии баз данных заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на три части:

1) Представление (Presentation Logic).

2) Обработка (Business Logic).

3) Хранение (Data manipulation Logic) и данные (Data).

Презентационная логика (Presentation Logic) как часть приложения определяется тем, что пользователь видит на своем экране, когда работает с приложением, иными словами, это интерфейс приложения. Сюда относятся все интерфейсные экранные формы, которые пользователь видит или заполняет в ходе работы приложения (для веб-приложений – это HTML-страницы, загружаемые при помощи браузера на компьютер пользователя). К этой же части относится все то, что выводится пользователю на экран как результаты выполнения запрошенных действий. Презентационная логика всегда находится на компьютере пользователя, поскольку иначе пользователь не смог бы взаимодействовать с приложением.

Основными задачами презентационной логики являются:

· формирование экранных изображений;

· чтение и запись в экранные формы информации;

· управление экраном, движением мыши, клавиатуры.

Бизнес-логика (Business Logic) – это исполняемая часть приложения, которая определяет алгоритмы решения конкретных задач приложения. Эта часть приложения может находиться как на клиентском компьютере, так и на сервере. В зависимости от того, в какой пропорции исполняемая часть распределена между клиентом и сервером, клиента и сервер могут называть «толстым» и «тонким». Чем больше функций приложения, реализующих алгоритм решения задачи, находится на клиенте, тем он «толще», чем меньше, тем он «тоньше»; то же относится и к серверу.

Логика обработки данных (Data manipulation Logic) и данные (Data) – это часть функций приложения, которая чаще всего возложена на сервер. Это собственно данные, составляющие базу данных, и функции по управлению хранением данных на сервере.

В зависимости от распределения описанных выше трех функций между клиентом и сервером различают четыре модели «клиент-сервер» в технологии баз данных.

Модель файлового сервера

В модели файлового сервера (File Server, FS) презентационная логика и бизнес-логика располагаются на клиенте. На сервере располагаются файлы с данными, и поддерживается доступ к файлам (рис. 5). Клиент обращается к серверу с файловыми командами, а механизм управления всеми информационными ресурсами, собственно база метаданных, находится на клиенте.

Единственным достоинством этой модели можно считать факт разделения функций между клиентом и сервером и возможность доступа к файлам, хранящимся на сервере одновременно многим пользователям.

К недостаткам модели можно отнести:

· высокий сетевой трафик (пересылаются файлы целиком, даже полезной в нем является всего одна строка);

· узкий спектр операций манипулирования с данными, который определяется файловыми командами;

· отсутствие средств безопасности доступа к данным (только на уровне файловой системы).

 

Рис. 5. Модель файлового сервера