Физическая структура хранения баз данных.

Физическая организация баз данных определяет способы размещения данных в среде хранения и способы физического доступа к этим данным.

Имеется иерархия устройств памяти компьютера. Устройства памяти, относящиеся к разным уровням иерархии имеют существенно различные характеристики по скорости доступа, объему и цене.

Первичные устройства памяти – оперативное запоминающее устройство компьютера (ОЗУ). Основная особенность этого устройства – возможность осуществлять произвольный доступ к ячейкам памяти, иными словами: время доступа не зависит от номера ячейки (в среднем 15-30 наносекунд). Это весьма высокое быстродействие.

Вторичные устройства хранения – накопители на основе магнитных дисков.

Логическим элементом хранения и оперирования данными является блок, который обычно включает несколько последовательных секторов. Информация передается в оперативную память и обратно блоками. Одной из важнейших характеристик диска является время задержки диска – промежуток времени между моментом запроса на чтение или запись блока до момента, когда содержимое блока оказывается в оперативной памяти или на диске.

Операции обмена информацией между диском и оперативной памятью (первичным устройством) занимают во много раз больше времени, чем требуется для доступа к информации, уже находящейся в оперативной памяти. Поэтому в условиях, когда объем информации больше того, который может поместиться в оперативной памяти, необходимо использовать изощренные алгоритмы манипуляции данными. При этом решающее значение для эффективности таких алгоритмов имеет количество операций дискового ввода-вывода.

«РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ»

ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БАЗ ДАННЫХ.

АРХИТЕКТУРА РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ.

Почти все модели организации взаимодействия пользователя с базой данных построены на основе модели «клиент-сервер». То есть предполагается, что каждое такое приложение отличается способом распределения функций ранее приведенных групп обработки данных между, как минимум, двумя частями:
• Клиентской, которая отвечает за целевую обработку данных и организацию взаимодействия с пользователем;
• Серверной, которая обеспечивает хранение данных, обрабатывает запросы и посылает результаты клиенту для специальной обработки.

Сервер – это программа, реализующая функции собственно СУБД: определение данных, запись – чтение данных, поддержка схем внешнего, концептуального и внутреннего уровней, диспетчеризация и оптимизация выполнения запросов, защита данных.

Клиент – это различные программы, написанные как пользователями, так и поставщиками СУБД, внешние или «встроенные» по отношению к СУБД. Программа-клиент организована в виде приложения, работающего «поверх» СУБД, и обращающегося для выполнения операций над данными и компонентами СУБД через интерфейс внешнего уровня.

Архитектура «файл-сервер».

Организация и управление базой данных (в т.ч. и СУБД) целиком располагается на машине клиента, а база данных, представляющая собой обычно набор специализированных структурированных файлов, на машине-сервере. В этом случае серверная компонента представлена даже не средствами СУБД, а сетевыми составляющими операционной системы, обеспечивающими удаленный разделяемый доступ к файлам.Взаимодействие между клиентом и сервером происходит на уровне команд ввода-вывода файловой системы, которая возвращает запись или блок данных.

Достоинство – возможность обслуживания запросов нескольких клиентов.

Недостатки:
• высокая загрузка сети и машин-клиентов, т.к. обмен идет на уровне единиц информации файловой системы – физических записей, блоков или даже файлов, из которых на машине клиента будут выбраны и представлены необходимые для приложения элементы данных;
• низкий уровень защиты данных, так как доступ к файлам БД управляется общими средствами ОС-сервера;
• низкий уровень управления целостностью и непротиворечивостью информации, так как бизнес-правила функциональной обработки, сосредоточенные на клиентской части, могут быть противоречивыми и несинхронизированными.