Файл: с прошлых лет.doc

10 Концепция и характеристика распределенных баз данных. Правила Дейта.

Развитие вычислительных систем способствовало децентрализации БД. В этом случае нужно доставить данные к тому месту, где они наиболее часто исп-ся и дать доступ ко всем данным.

Распределенные БД – это набор логически связанных между собой совокупностей данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой комп. сети.

Узел

Узел

Узел

Клиент

Клиент

Клиент

Клиент

Клиент

Клиент

Клиент

Каждый узел может иметь свою СУБД с БД, но это не обязательно. Узлы взаимосвязаны между собой т.о., что пользователь любого из них может получить доступ к данным в сети т.о., как будто они находятся на его собственном узле. Это является основным принципом распред-й БД. Распр-я БД для пользователя должна выглядеть как нераспр-я.

---

Распр СУБД – программный комплекс, предназначенный для управления распр-й БД и обеспечения прозрачного доступа пользователя к распределенной информации.

Пользователь взаимодействует с распр СУБД через приложения ,которые делятся на локальные и глобальные. Глобальные требуют для выполнения доступ к данным, наход-ся в других узлах, а локальные требуют обращения только к своей БД.

Правила Дейта:

1. Локальная независимость. Узлы в распределённой системе должны быть независимы, или автономны. Локальная независимость означает, что все операции на узле контролируются этим узлом.

2. Отсутствие опоры на центральный узел. Локальная независимость предполагает, что все узлы в распределённой системе должны рассматриваться как равные. Поэтому не должно быть никаких обращений к «центральному» или «главному» узлу с целью получения некоторого централизованного сервиса.

3. Непрерывное функционирование. Распределённые системы должны предоставлять более высокую степень надёжности и доступности.

4. Независимость от расположения. Пользователи не должны знать, где именно данные хранятся физически и должны поступать так, как если бы все данные хранились на их собственном локальном узле.

5. Независимость от фрагментации. Система поддерживает независимость от фрагментации, если данная переменная-отношение может быть разделена на части или фрагменты при организации её физического хранения. В этом случае данные могут храниться в том месте, где они чаще всего используются, что позволяет достичь локализации большинства операций и уменьшения сетевого трафика.

6. Независимость от репликации (тиражирования). Система поддерживает репликацию данных, если данная хранимая переменная-отношение — или в общем случае данный фрагмент данной хранимой переменной-отношения — может быть представлена несколькими отдельными копиями или репликами, которые хранятся на нескольких отдельных узлах.

7. Обработка распределённых запросов. Суть в том, что для запроса может потребоваться обращение к нескольким узлам. В такой системе может быть много возможных способов пересылки данных, позволяющих выполнить рассматриваемый запрос.

8. Управление распределёнными транзакциями. Существует 2 главных аспекта управления транзакциями: управление восстановлением и управление параллельностью обработки. Что касается управления восстановлением, то чтобы обеспечить атомарность транзакции в распределённой среде, система должна гарантировать, что все множество относящихся к данной транзакции агентов (агент — процесс, который выполняется для данной транзакции на отдельном узле) или зафиксировало свои результаты, или выполнило откат. Что касается управления параллельностью, то оно в большинстве распределённых систем базируется на механизме блокирования, точно так, как и в нераспределённых системах.

9. Аппаратная независимость. Желательно иметь возможность запускать одну и ту же СУБД на различных аппаратных платформах и, более того, добиться, чтобы различные машины участвовали в работе распределённой системы как равноправные партнёры.

10. Независимость от ОС. Возможность функционирования СУБД под различными операционными системами.

11. Независимость от сети. Возможность поддерживать много принципиально различных узлов, отличающихся оборудованием и операционными системами, а также ряд типов различных коммуникационных сетей.

12. Независимость от типа СУБД. Необходимо, чтобы экземпляры СУБД на различных узлах все вместе поддерживали один и тот же интерфейс, и совсем необязательно, чтобы это были копии одной и той же версии СУБД.

---

11 Неоднородные базы данных, проблемы эксплуатации неоднородных баз данных.

Возможны однородные и неоднородные распределенные базы данных. В однородном случае каждая локальная база данных управляется одной и той же СУБД. В неоднородных БД фрагменты распределённой БД в разных узлах сети поддерживаются средствами нескольких СУБД. Сетевая интеграция неоднородных баз данных - это актуальная, но очень сложная проблема. Многие решения известны на теоретическом уровне, но пока не удается справиться с главной проблемой - недостаточной эффективностью интегрированных систем.

Основной задачей интеграции неоднородных БД является предоставление пользователям глобальной схемы БД, представленной в некоторой модели данных, и автоматическое преобразование операторов манипулирования БД глобального уровня в операторы, понятные соответствующим локальным СУБД. В теоретическом плане проблемы преобразования решены, имеются реализации.

При строгой интеграции неоднородных БД локальные системы БД утрачивают свою автономность. После включения локальной БД в федеративную систему все дальнейшие действия с ней, включая администрирование, должны вестись на глобальном уровне. Поскольку пользователи часто не соглашаются утрачивать локальную автономность, желая, тем не менее, иметь возможность работать со всеми локальными СУБД на одном языке и формулировать запросы с одновременным указанием разных локальных БД, развивается направление мульти-БД. В системах мульти-БД не поддерживается глобальная схема интегрированной БД и применяются специальные способы именования для доступа к объектам локальных БД. Как правило, в таких системах на глобальном уровне допускается только выборка данных. Это позволяет сохранить автономность локальных БД.

Как правило, интегрировать приходится неоднородные БД, распределенные в вычислительной сети. Это в значительной степени усложняет реализацию. Дополнительно к собственным проблемам интеграции приходится решать все проблемы, присущие распределенным СУБД: управление глобальными транзакциями, сетевую оптимизацию запросов и т.д. Очень трудно добиться эффективности.

Как правило, для внешнего представления интегрированных и мульти-БД используется (иногда расширенная) реляционная модель данных. В последнее время все чаще предлагается использовать объектно-ориентированные модели, но на практике пока основой является реляционная модель. Поэтому, в частности, включение в интегрированную систему локальной реляционной СУБД существенно проще и эффективнее, чем включение СУБД, основанной на другой модели данных

---

12 Распределенные базы данных: способы распределения данных между узлами.

РБД состоит из набора узлов, связанных коммуникационной сетью, в которой:

• каждый узел — это полноценная СУБД сама по себе;

• узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

Распределённую систему баз данных можно рассматривать как партнёрство между отдельными локальными СУБД на отдельных локальных узлах.

Каталог распред системы:

1.Централизованный катал (весь каталог хранится в одном месте в центр узле)

2.Полноценный репликационный каталог(на каждом узле хранится полный катал)

3.Секционированный (на каждом узле хранится свой собственный системный каталог,а полный сетевой каталог получаем при объединении)

4.Комбинир 1 и 3 (на одном узле хранится полный , на другом свой собственный)

Распределение осуществл с помощью фрагментации. Отношения могут быть фрагментированны на вертикальные и горизонтальные разделы. При горизонтальной фрагментации отношение делается с помощью операции селекции или предиката фрагм. При верт - с помощью отношения проекции.

За счет фрагментации данные можно хранить там, где они чаще используются , что позвол снизить время на передачу данных и

уменьшить размнер отношений, тем самым повысив скорость выполн запроса.

Репликация заключается в том что создаются дубликаты данных которые поддерживают синхронизацию с нек главной копией. Теоретически все данные в репликационном объекте должны обновляться единовременно, но на практике это не получается.

1.Синхронная

Самый высокий уровень надежности

Недостат: дополнительная нагрузка при выполнении транзакции, меняющей данные. Проблемы, связанные с доступностью копий.

2.Асинхр – Изменение данных сохраняется только на сервере, где выполняется транзакция. Сервер заботится о передаче данных всем остальным серверам. Обновление спустя некот время. Существует момент времени, когда репликации не идентичны.

3.Репликация по расписанию: В периоды между реплик данные могут расходиться.

---