Проведите сравнительный анализ распределения функций для различных базовых архитектур.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

Взаимодействие пользователя с БД строится на основе модели «клиент – сервер». Клиентская часть отвечает за целевую обработку данных и организацию взаимодействия с пользователем. Серверная часть обеспечивает хранение данных, обрабатывает запросы и посылает результаты клиенту для специальной обработки. В общем случае эти части функционируют на отдельных компьютерах, т. е. к серверу БД с помощью сети подключены компьютеры клиентов.

Разделение процесса на клиентскую и серверную компоненты позволяет:

· одновременно использовать БД различным прикладным программам;

· централизовать функции управления, такие как защита информации, обеспечение целостности данных, управление совместным использованием ресурсов;

· обеспечивать параллельную обработку запроса в распределенных БД;

· высвобождать ресурсы рабочих станций и сети;

· повышать эффективность управления данными за счет использования специальных серверов баз данных.

В архитектуре «файл-сервер» (рис. 38) средства организации и управления БД (в том числе СУБД) располагаются на машине клиента, а БД, представляющая собой набор специализированных файлов, – на машине-сервере.

Рис. 38. Архитектура «файл – сервер»

В этом случае серверная компонента представлена даже не средствами СУБД, а сетевыми составляющими ОС, обеспечивающими удаленный разделяемый доступ к файлам. Запрос к БД, сформулированный на языке манипулирования данными, преобразуется СУБД в последовательность команд ввода-вывода, которые обрабатываются операционной системой машины-сервера.

Недостатки архитектуры:

· высокая загрузка сети и машин-клиентов, так как обмен идет на уровне единиц информации файловой системы (физических записей, блоков, файлов);

· низкий уровень защиты данных, так как доступ к файлам БД управляется общими средствами ОС сервера;

· бизнес-правила функциональной обработки, сосредоточенные в клиентской части, могут быть противоречивыми.

Для схемы характерно наибольшее суммарное время обработки информации.

В архитектуре «выделенный сервер базы данных» (рис. 39) средства управления базой данных и база данных размещены на машине-сервере (DB-сервер).

Рис. 39. Архитектура с выделенным сервером базы данных

Обращение к БД осуществляется на языке SQL, поэтому сервер БД часто называют SQL-сервером. Он поддерживается всеми реляционными СУБД (Oracle, Informix, MS SQL, DB2, ADABAS D, InterBase, SyBase). Сервер БД осуществляет поиск записей и анализирует их. Записи, удовлетворяющие условиям, могут накапливаться на сервере и после обработки запроса передаваться пользователю. Клиентское приложение может быть реализовано на языке настольных СУБД (MS Access, FoxPro, Paradox, Clipper). Взаимодействие клиентского приложения с SQL-сервером осуществляется через ODBC-драйвер(Open DataBase Connectivity). ODBC стал стандартом де-факто на алгоритм доступа к разнородным БД.

Достоинства архитектуры:

· снижение нагрузки на машины сервера и клиентов;

· снижение сетевого трафика и повышение эффективности обработки за счет оптимизации и буферизации ввода-вывода;

· защита данных средствами СУБД, позволяющая блокировать не разрешенные пользователю действия;

· сервер реализует управление транзакциями и может блокировать попытки одновременного изменения одних и тех же записей.

Недостатки архитектуры:

· бизнес-логика функциональной обработки и представление данных могут быть одинаковыми для нескольких клиентских приложений, что увеличивает потребности в ресурсах (повторение кода программ и запросов);

· бизнес-правила функциональной обработки, сосредоточенные на клиентской части, могут быть противоречивыми.

В архитектуре «активный сервер баз данных» (рис. 40) непротиворечивость бизнес-логики контролируется на стороне сервера. Функции бизнес-логики разделяются между клиентской и серверной частями. Общие функции оформляются в виде хранимых процедур. Вводится механизм триггеров, отслеживающих события БД. При возникновении события (обычно изменения данных) выполняется оператор SQL или вызывается хранимая процедура, связанная с триггером.

Рис. 40. Архитектура «активный сервер баз данных»

Хранимые процедуры и триггеры могут быть использованы любыми клиентскими приложениями, работающими с БД. Это снижает дублирование программных кодов и исключает необходимость компиляции каждого запроса. Недостатком архитектуры становится возрастающая загрузка сервера.

Такую архитектуру иногда называют моделью с тонким клиентом, в отличие от предыдущих архитектур, называемых моделью с толстым клиентом, где на стороне клиента выполняется большинство функций.

Дальнейшее снижение уровня требований к ресурсам клиента достигается за счет введения сервера приложений, на который переносится значительная часть программных компонентов управления данными и большая часть бизнес-логики. При этом серверы БД обеспечивают исключительно функции СУБД (рис. 41).

Рис. 41. Трехзвенная архитектура сервера приложений

Связь клиентских рабочих станций с прикладными программами на сервере приложений устанавливается через интерфейс API (Application Programming Interface). Работа клиентской части сводится к вызову функций сервера приложений. Прикладные программы обращаются к серверу БД с помощью SQL-запросов.

К достоинствам трехзвенной архитектуры относятся:

· многократное использование общих функций обработки данных в множестве клиентских приложений;

· централизованное ведение бизнес-логики (при внесении изменений их не нужно тиражировать в клиентских приложениях);

· на клиентских машинах не следует устанавливать компоненту программного обеспечения управления доступом к данным;

· оптимизация доступа к БД (диспетчеризация запросов выполняется сервером приложений);

· возможность отложенного обновления БД при изменении данных в автономном режиме (данные будут обновлены в БД при следующем соединении);

· повышение скорости и надежности за счет дублирования ПО на нескольких серверах приложений, которые могут заменять друг друга;

· перенос проверки полномочий пользователей с сервера БД на сервер приложений.

· уменьшение мощности сервера приложений за счет параллельной работы сервера приложений и сервера БД.

10. Определите основные принципы и примерные структурные схемы
сервера распределенной обработки.

Основной принцип технологии " клиент—сервер" применительно к технологии баз данных заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на 5 групп, имеющих различную природу:

- функции ввода и отображения данных (Presentation Logic);

- прикладные функции, определяющие основные алгоритмы решения задач приложения (Business Logic);

- функции обработки данных внутри приложения (Database Logic);

- функции управления информационными ресурсами (Database Manager System);

- служебные функции, играющие роль связок между функциями первых четырех групп.

Структура типового приложения, работающего с базой данных приведена на рис. 10.2.

Рис. 10.2. Структура типового интерактивного приложения, работающего с базой данных

Презентационная логика (Presentation Logic) как часть приложения определяется тем, что пользователь видит на своем экране, когда работает приложение. Сюда относятся все интерфейсные экранные формы, которые пользователь видит или заполняет в ходе работы приложения, к этой же части относится все то, что выводится пользователю на экран как результаты решения некоторых промежуточных задач либо как справочная информация. Поэтому основными задачами презентационной логики являются:

- формирование экранных изображений;

- чтение и запись в экранные формы информации;

- управление экраном;

- обработка движений мыши и нажатие клавиш клавиатуры.

Бизнес-логика, или логика собственно приложений (Business processing Logic), — это часть кода приложения, которая определяет собственно алгоритмы решения конкретных задач приложения. Обычно этот код пишется с использованием различных языков программирования, таких как C, C++, Cobol, SmallTalk, Visual-Basic.

Логика обработки данных (Data manipulation Logic) — это часть кода приложения, которая связана с обработкой данных внутри приложения. Данными управляет собственно СУБД (DBMS). Для обеспечения доступа к данным используются язык запросов и средства манипулирования данными стандартного языка SQL.

Процессор управления данными (Database Manager System Processing) — это собственно СУБД, которая обеспечивает хранение и управление базами данных. В идеале функции СУБД должны быть скрыты от бизнес-логики приложения, однако для рассмотрения архитектуры приложения нам надо их выделить в отдельную часть приложения.

В централизованной архитектуре (Host-based processing) эти части приложения располагаются в единой среде и комбинируются внутри одной исполняемой программы.

Двухуровневые модели

Двухуровневая модель фактически является результатом распределения пяти указанных функций между двумя процессами, которые выполняются на двух платформах: на клиенте и на сервере. В чистом виде почти никакая модель не существует, однако рассмотрим наиболее характерные особенности каждой двухуровневой модели.

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒