Организация параллельной обработки данных

 

При смешанном способе легко реализуется обработка данных, т.е. обслуживаниераспределенного запроса или транзакции.

                                                

 

 

                                                                                   Клиенты

 

Рисунок 7 Смешанная организация данных (разбиение + дублирование)

 

Несмотря на гибкость этого способа организации баз данных возникает проблема зависимости факторов, влияющих на производительность системы, проблема ее надежности и выполнения требований к памяти. Этот способ может быть использован только при наличии сетевой СУБД.

Существуют три типа параллелизма, присущих экономическим задачам, учитывающихся при организации их решения:

а) Смежные операции - результат выполнения некоторой операции не обязателен, а используется в качестве входной информации для следующих за ней операций и в нескольких последующих, поэтому указанные операции могут выполняться одновременно с первой.

б) Независимых ветвей - т.е. используются независимые друг от друга цепочки операций, при решении задач.

в) Естественный параллелизм (множество объектов) - характерен для задач, связанных с обработкой информации по множеству одинаковых или аналогичных объектов (например, экономические задачи). При решении таких задач в ЛВС могут выполняться одинаковые операции на различных ЭВМ или процессорах, над различными данными.

 

 

Клиент-сервер

 

В базах коллективного пользования центральным технологическим звеном являются серверы баз данных..

Программное обеспечение серверов баз данных обеспечивает реализацию многопользовательских приложений, централизованное хранение, целостность и безопасность данных.

Производительность серверов баз данных - больше, чем просто файл-серверов, используемых в ЛВС.  ЛВС создавались для совместного использования дорогостоящего оборудования. Использование сервера баз данных обеспечило доступ многих пользователей к одним и тем же файлам. Это и стало предпосылкой в создании сетевых СУБД.

Их мощность, основанная на файл-серверах - недостаточна, т.к. в нагруженной сети падает производительность, нарушается целостность и безопасность данных. Все это зависит не от мощности процессора, а оттого, что файл-сервер реализует принцип «все или ничего». Первые файл-серверы были разработаны без учета сохранности целостности и безопасности данных, и не поддерживали их восстановление в случае аварии.

Технология клиент-сервер, более мощная и прогрессивная, заменила файл-серверы и позволила совместить достоинства однопользовательских систем (высокий уровень диалога, дружественный интерфейс, низкая стоимость) с достоинствами более крупных систем (высокий уровень защиты данных, многозадачность, поддержка целостности и т.п.).

Инструментальные средства программирования относятся к интерфейсу клиента или внешнему интерфейсу и могут включать процессор обработки данных на языке запросов (SQL, QBE, процедуры команд, поддерживаемых СУБД).

Основная технология клиент-сервера заключается в том, что серверы располагают на мощных машинах, а приложения клиентов, использующие вышеописанные языки, - на менее мощных, что позволяет задействовать ресурсы мощных серверов и менее мощных машин клиентов. Ввод-вывод в базе основан на логическом дроблении данных (а не на физическом), т.е. сервер отправляет клиентам не полную копию базы, а только логически необходимые порции, тем самым сокращая трафик сети. Трафик сети – поток сообщений сети. В технологии клиент-сервер программы клиента и его запросы хранятся отдельно от СУБД. Сервер обрабатывает запросы клиентов, выбирает необходимые данные из базы, посылает их по сети, производит обновление информации, обеспечивает целостность и сохранность данных.

Если сервер работает в режиме запрос-ответ, и если запрос из регламентных задач, то ответ поступает не позднее 2-х секунд, если же запрос послан для получения, справки (информационно-поисковый), то ответ может поступить по истечении 3-х минут, а может быть и более.

Основные виды технологий распределенной обработки данных:

а) технология клиент-сервер, ориентированная на автономную ЭВМ, т.е. и клиент, и сервер расположены на одной ЭВМ. По функциональным возможностям эта система аналогична централизованной СУБД. Ни распределенная обработка, ни распределенная СУБД не поддерживаются.

б) технология клиент-сервер - ориентированная на централизованное распределение, клиент получает доступ к данным одиночного удаленного сервера, данные могут только считываться, динамический доступ к данным реализуется посредством удаленных транзакций и запросов, их число должно быть небольшим, чтобы не снизить произво­дительность системы.

в) технология клиент-сервер - ориентированная на ЛВС, имеет один сервер, обеспечивающий доступ к базе. Клиент формирует процесс, отвечающий за содержа­тельную обработку данных, их представление и логический доступ к базе. Доступ к ба­зе данных будет замедлен, т.к. клиент и сервер связан через ЛВС.

г) технология клиент-сервер, ориентированная на изменение данных в одном месте, она реализует обработку распределенной транзакции. Удаленные серверы не связаны между собой сетью ЭВМ, т.е. отсутствует сервер-координатор. Клиент может менять данные только в своей локальной базе данных. Может возникнуть опасность "смертельных объятий", т.е. когда задача "А" ждет записи, заблокированные задачей "В", а задача"В"'- ждет записи, заблокированные задачей "А", отсюда следует, что рас­пределенная СУБД должна иметь средства контроля совпадений противоречивых за­просов. Распределение данных реализует метод расчленения.

д) технология клиент-сервер - ориентированная на изменение данных в не­скольких местах. Здесь существует сервер-координатор, который поддерживает прото­кол передачи данных между различными серверами, возможна обработка распределенных транзакций в разных удаленных серверах, реализуется стратегия смешанного рас­пределения посредством передачи копий с помощью СУБД.

е) технология клиент-сервер, ориентированная на распределенную СУБД, кото­рая обеспечивает стратегию разбиения и дублирования, позволяет получить более быстрый доступ к данным. Распределенная СУБД обеспечивает независимость клиента от места размещения сервера, глобальную оптимизацию, распределенный контроль целостности базы, распределенное административное управление.

Во всех технологиях существует три способа связи прикладных программ клиента: прямой, не прямой и смешанный.

Прямой - прикладные программы клиента связываются непосредственно с серверами баз данных.

Не прямой - доступ к удаленному серверу обеспечивается средствами локальной базы.

Смешанный способ сочетает в себе оба, описанных выше, одновременно.

Использование технологии клиент-сервер позволяет перенести часть работы с сервера на ЭВМ клиента, оснащенную инструментальными средствами для выполнения его профессиональных обязанностей, следовательно технология клиент-сервер дает возможность независимо наращивать сервер баз данных и совершенствовать инструментальные средства клиента.

Недостаток технологии клиент-сервер заключается в повышенных требованиях к производительностиЭВМ-сервера, в усложнении управления вычислительной сетью, а при отсутствии сетевой  СУБД - в сложности организации распределенной обработки. Серверы баз данных рассчитаны на поддержку большого числа различных типов приложений. Для реализации интерфейса с сервером базы данных можно использовать Объектно-ориентированные средства, электронные таблицы, текстовые процессоры, графические пакеты, настольные издательства и другие информационные технологии.

Каждый сервер баз данных может работать на определенном типе ЭВМ и сетевой информационной системе. Операционные системы серверов: DOS 5, XENIX, UNIX, OS/2, Windows NT и др.

Наиболее применяемыми являются около десяти серверов, например, SQL-сервер, ORACLE-сервер и др.