Распределенная обработка

Термин «распределенная обработка» означает, что разные маши­ны можно соединить в коммуникационную сеть так, что одна задача обработки данных распределяется на несколько машин в сети. Связь между различными машинами осуществляется с помощью специального про­граммного обеспечения для управления сетью.

Достоинствами распределенной обработки информации является:

- большое число взаимодействующих между собой пользователей;

- устранение пиковых нагрузок с централизованной базы данных за счет распределения обработки и хранения локальных баз данных на разных ЭВМ;

- возможность доступа пользователя к вычислительным ресурсам сети ЭВМ;

- обеспечение обмена данными между удаленными пользователями.

При распределенной обработке производится работа с базой, т.е. представление данных, их обработка; работа с базой на логическом уровне осуществляется на компьютере клиента, а поддержание базы в актуальном состоянии — на сервере. При наличии распределенной базы данных база размещается на нескольких серверах. В настоящее время созданы базы данных по всем направлениям человеческой деятельности: экономической, финансовой, кредитной, статистической, научно-технической, маркетинга, патентной информации, электронной документации и т. д.

Распределенная обработка может осуществляться на разных уровнях. В простых случаях используется сервер СУБД на одной машине и клиентское приложение на другой (рис. 4).

Рис. 4

Термин «клиент/сервер» фактически стал синонимом структуры, изображенной на рис. 4, в соответствии с которой клиент и сервер запускаются на разных машинах. В действительности существует множество аргументов в пользу такой схемы.

– В случае параллельной обработки для всей задачи применяется несколько процессоров и обработка сервера (базы данных) и клиента (приложения) осуществляется параллельно. Поэтому время ответа и произ­водительное время должны уменьшиться.

– Машина сервера может быть изготовлена по специальному заказу, приспособлена для работы с СУБД («машина базы данных») и может обеспечить лучшую производи­тельность СУБД.

– Машина клиента может быть персональной станцией, приспособленной к потребностям конечного пользователя, и поэтому обеспечивать лучший интерфейс, полное соответствие требованиям пользователя.

– Несколько разных машин клиентов могут иметь доступ к одной и той же машине сер­вера. Поэтому одна база данных может совместно использоваться несколькими от­дельными клиентскими системами.

Можно добавить еще одно преимущество выполнения сервера и клиента на отдельных машинах – соответствие практической работе многих предприятий. Это довольно распространенный способ для отдельного предприятия. Например, банк ра­ботает со многими компьютерами, сохраняющими данные для одной части предприятия на одном компьютере, а данные для другой части – на другом. Это также очень распростра­нено среди пользователей, которым необходим доступ с одного компьютера к данным, хранимым на другом компьютере. Следовательно, машины клиентов могут иметь свои собственные сохраняемые данные, а машина сервера может иметь свои собственные приложения. Поэтому каждая машина может выступать в роли сервера для одних пользователей и в роли клиента для других (рис. 6); иными словами, каждая машина будет поддерживать полную систему баз данных.

Отдель­ная машина клиента может иметь доступ к нескольким разным машинам серверов. Это полезная возможность, посколь­ку предприятие обычно выполняет обработку данных таким обра­зом, что полный набор всех данных не сохраняется на одной машине, а распределяется на отдельных машинах, а для приложений иногда необходим доступ к данным несколь­ких машин. Такой доступ в основном предоставляется двумя способами.

1. Клиент может получать доступ к любому количеству серверов, но лишь к одному в одно и то же время (т. е. каждый запрос к базе данных должен быть направлен только к одному серверу). В такой системе невозможно за один запрос получить комбиниро­ванные данные двух или более серверов. Кроме того, пользователь в такой системе, должен знать, на какой именно машине, какая часть данных содержится.

2. Клиент может получать доступ к любому количеству серверов одновременно (т. е. за один запрос можно получить комбинированные данные двух или более серверов). В этом случае серверы рассматриваются клиентом как один (с логической точки зрения), и пользователь может не знать, на какой именно машине какая часть данных содержится.

Другой пример системы БД обычно называют распределенной системой баз данных. Для рас­пределенных баз данных отдельное приложение может «прозрачно» обра­батывать данные, распределенные на множестве различных баз данных, управление ко­торыми осуществляют разные СУБД, работающие на многочисленных машинах с различными операционными системами, соединенных вместе коммуникационными сетями. Понятие «прозрачный» означает, что приложение выполняет обработку данных с логической точки зрения, как будто управление данными полностью осуществляется одной СУБД, работающей на отдельной машине.

Распределенная структура БД предполагает независимость конечных пользователей и программ от способа размещения информации на рабочих станциях сети, т. е. формулирование запросов к РБД производится аналогично запросам к централизованной БД.

Совместный доступ к данным подразумевает модификацию одних и тех же данных несколькими пользователями, не нарушая целостности РБД.

«Прозрачность» распределенной обработки означает независимость пользователей и программ от типа локальной вычислительной сети и применяемого сетевого программного обеспечения. Обработка запроса пользователя может производиться на нескольких ЭВМ.

Доступ пользователей к РБД и администрирование осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД), которая обеспечивает выполнение следующих функций:

- автоматическое определение ЭВМ, хранящей требуемые в запросе данные;

- декомпозицию распределенных запросов на частные подзапросы к БД отдельных ЭВМ;

- планирование обработки запросов;

- передачу частных подзапросов и их исполнение на удаленных ЭВМ;

- прием результатов выполнения частных подзапросов;

- поддержание в согласованном состоянии копий дублированных данных на различных ЭВМ сети;

- управление параллельным доступом пользователей к РБД;

- обеспечение целостности РБД.