Модели управления передачей, обработкой и хранением данных в информационных системах на основе технологии «клиент-сервер»

Как правило, компьютеры и программы, входящие в состав информационной системы, не являются равноправными. Некоторые из них владеют ресурсами (файловая система, процессор, принтер, база данных и т.д.), другие имеют возможность обращаться к этим ресурсам. Компьютер (или программу), управляющий ресурсом, называют сервером этого ресурса (файл-сервер, сервер базы данных, вычислительный сервер...). Клиент и сервер какого-либо ресурса могут находиться, как в рамках одной вычислительной системы, так и на различных компьютерах, связанных сетью.

Основной принцип технологии "клиент-сервер" заключается в разделении функций приложения на три группы:

- ввод и отображение данных (взаимодействие с пользователем);

- прикладные функции, характерные для данной предметной области;

- функции управления ресурсами (файловой системой, базой данных и т.д.)

Поэтому, в любом приложении выделяются следующие компоненты:

- компонент представления данных

- прикладной компонент

- компонент управления ресурсом

Связь между компонентами осуществляется по определенным правилам, которые называют "протокол взаимодействия".

Компанией Gartner Group, специализирующейся в области исследования информационных технологий, предложена следующая классификация двухзвенных моделей взаимодействия клиент-сервер (двухзвенными эти модели называются потому, что три компонента приложения различным образом распределяются между двумя узлами):

Исторически первой появилась модель распределенного представления данных, которая реализовывалась на универсальной ЭВМ с подключенными к ней неинтеллектуальными терминалами. Управление данными и взаимодействие с пользователем при этом объединялись в одной программе, на терминал передавалась только "картинка", сформированная на центральном компьютере.

Затем, с появлением персональных компьютеров (ПК) и локальных сетей, были реализованы модели доступа к удаленной базе данных. Некоторое время базовой для сетей ПК была архитектура файлового сервера. При этом один из компьютеров является файловым сервером, на клиентах выполняются приложения, в которых совмещены компонент представления и прикладной компонент (СУБД и прикладная программа). Протокол обмена при этом представляет набор низкоуровненых вызовов операций файловой системы. Такая архитектура, реализуемая, как правило, с помощью персональных СУБД, имеет очевидные недостатки - высокий сетевой трафик и отсутствие унифицированного доступа к ресурсам.

С появлением первых специализированных серверов баз данных появилась возможность другой реализации модели доступа к удаленной базе данных. В этом случае ядро СУБД функционирует на сервере, протокол обмена обеспечивается с помощью языка SQL. Такой подход по сравнению с файловым сервером ведет к уменьшению загрузки сети и унификации интерфейса "клиент-сервер". Однако, сетевой трафик остается достаточно высоким, кроме того, по прежнему невозможно удовлетворительное администрирование приложений, поскольку в одной программе совмещаются различные функции.

Позже была разработана концепция активного сервера, который использовал механизм хранимых процедур. Это позволило часть прикладного компонента перенести на сервер (модель распределенного приложения). Процедуры хранятся в словаре базы данных, разделяются между несколькими клиентами и выполняются на том же компьютере, что и SQL-сервер. Преимущества такого подхода: возможно централизованное администрирование прикладных функций, значительно снижается сетевой трафик (т.к. передаются не SQL-запросы, а вызовы хранимых процедур). Недостаток - ограниченность средств разработки хранимых процедур по сравнению с языками общего назначения (C и Pascal).

На практике сейчас обычно используются смешанный подход:

- простейшие прикладные функции выполняются хранимыми процедурами на сервере

- более сложные реализуются на клиенте непосредственно в прикладной программе

На сегодня при создании ИС популярна концепция "тонкого клиента", функцией которого остается только отображение данных (модель удаленного представления данных). Данная концепция базируется на разработке компании MS Active Server Pages (ASP), основной целью которой является создание встроенных в Web-страницы серверных сценариев. Использование данной технологии позволяет использовать в стандартном тексте HTML-страниц фрагменты кода, которые будут выполняться непосредственно на Web-сервере. При этом пользователю будет представляться сформированная на основании приведенных действий ASP Web-страница.

В последнее время также наблюдается тенденция ко все большему использованию модели распределенного приложения. Характерной чертой таких приложений является логическое разделение приложения на две и более частей, каждая из которых может выполняться на отдельном компьютере. Выделенные части приложения взаимодействуют друг с другом, обмениваясь сообщениями в заранее согласованном формате. В этом случае двухзвенная архитектура клиент-сервер становится трехзвенной, а в некоторых случаях, она может включать и больше звеньев.

 

13. Непрерывно-стохастические модели на примере систем массового обслуживания.

Условно СМО делится на две части:

1) Обслуживаемая система. В ней возникают запросы и обслуживание системы. Она принимает запросы и удовлетворяет их. Схематично можно представить следующим образом.

1) Источник – устройство или группа устройств, люди от которых поступает требования в систему обслуживания.

2) Вх. поток требований – это требования поступающие от источника, образуют поток требований или заявок или запросов.

3) Очередь. В тех случаях, когда не м.б. сразу удовлетворены – возникает очередь. Очередь присуща не всякой системе.

4) Обслуживающее устройство – аппарат или канал. Этот элемент создается во всех СМО. От его характеристик зависит время обслуживания требований, длине очереди, время ожидания в очереди.

5) Вых.поток обслуживающих требований – это поток требований выходящих из обслуживающего устройства. Иногда выходной поток из одной системы является вых.потоком из другой системы. Пример: Зрители посмотревшие футбол обслуживаемый стадионом пошли после окончания матча в метро – другой СМО.

Классификация СМО: Выберем признак ожидания выполнения требований. Здесь 4 типа систем:

1) СМО с потерями, отказами (городская телефонная система).

2) Смо с ожиданием (пропускная система в метро)

3) СМО с ограниченной длиной очереди (в магазинах самообслуживания очередь к кассе не м.б. как угодно длинной).

4) СМО с ограниченным временем ожидания (в жизненных ситуациях мы переходим из одной очереди в др.).

Признак количества обслуживающих устройств: одноканальные и многоканальные.

Признак местонахождения источника требований:

1) Если источник поступления требований находится вне СМО, то это разомкнутая система.

2) Если он находится внутри самой системы, то это замкнутая система. Пример: система ремонта и наладки трактора в тракторной бригаде.

В основе СМО лежит понятие потока случайных событий. С потоками связано понятие процесса. 4 класса случайных процессов.