Содержание

     Введение

     Системы управления базами данных (СУБД) стали  сегодня общепризнанным инструментом создания прикладных программных систем. Эти инструментальные средства постоянно  совершенствуются и фирмы-разработчики СУБД внимательно следят за успехами своих конкурентов, пытаясь оперативно включить в свои пакеты новые функции, реализованные у конкурентов.

     Одной из наиболее интересных новых возможностей современных мощных коммерческих СУБД является поддержка распределенных баз данных. Распределенные базы данных реализуются в локальной или глобальной компьютерной сети. При этом части одной логической базы данных располагаются в разных узлах сети, возможно на разнотипных компьютерах с различными операционными системами. Даже данные одной таблицы реляционной СУБД могут физически храниться в разных узлах сети, размещенных, например, в разных городах страны. Причем пользователи любого узла такой распределенной СУБД имеют доступ к данным всех остальных узлов.

     Такое распределение данных позволяет, например, хранить в узле сети те данные, которые наиболее часто используются в этом узле. Такой подход облегчает и ускоряет работу с этими данными и оставляет возможность работать с остальными данными БД, хотя для доступа к ним требуется потратить некоторое время на передачу данных по сети.

     Основной  особенностью распределенной базы данных является ее "прозрачность" для  пользователей и разработчиков  приложений. Т.е. пользователи и разработчики представляют распределенную БД в виде некоторой единой логической локальной БД, не задумываясь о физическом расположении ее компонент. Все приложения создаются так, как будто бы они работают с этой единой логической локальной БД. Отладка приложений также может выполняться на локальной БД. 

     Перенесение частей этой локальной БД в различные узлы сети может выполняться в более позднее время администратором БД и оно не влечет за собой изменения приложений. Более того, пользователи и разработчики приложений могут даже не знать о том, где теперь физически размещены данные, с которыми они работают. Поиск и пересылку удаленных данных автоматически выполняют программные средства СУБД.

     Конечно для того, чтобы реализовать такой  простой для конечного пользователя и разработчика механизм представления  распределенной БД, необходимо решить множество проблем. Наиболее очевидные из них связаны с обеспечением целостности и непротиворечивости данных распределенной БД, реализацией механизма поддержки "прозрачности" распределенной БД, реализацией единого механизма работы с частями БД, находящимися в СУБД различного типа и расположенными на разнотипных компьютерах с различными операционными системами, обеспечением приемлемого быстродействия прикладной системы и т.д.

     Сегодня многие фирмы - разработчики СУБД заявляют о том, что они поддерживают работу с распределенными БД, однако при ближайшем рассмотрении в большинстве случаев эти заявления оказываются несколько преувеличенными. Специалисты в области СУБД считают, что только несколько пакетов СУБД позволяют в некоторой степени реализовать распределенную базу данных.

     Дадим следующее определение распределенной БД: "Распределенная БД - это множество физических баз данных, которые выглядят для пользователя как одна логическая БД". К сожалению на сегодняшний день ни одна СУБД полностью не реализует это определение. Наиболее близко к его реализации подошли следующие СУБД:

     - Informix On-Line фирмы Informix Software;

     - Ingres Intelligent Database фирмы Ingres Corp;

     - Oracle фирмы Oracle Corp;

     - Sybase System 11 фирмы Sybase Inc.

     Хотя  ни одна из этих 4 СУБД полностью не реализует все функции распределенной СУБД, однако каждая из них реализует или в скором времени будет реализовывать поддержку работы с распределенной БД.

     В большинстве случаев распределенная СУБД состоит из ядра СУБД и набора дополнительных продуктов, покупаемых отдельно, которые обеспечивают работу с распределенной БД. Некоторые фирмы разработчики СУБД встраивают средства работы с распределенной БД в ядро СУБД. Кроме того, различные фирмы вкладывают разные понятия в термин "распределенная СУБД" и по разному определяют набор необходимых для такой СУБД функций.

     Цель  курсовой работы – дать анализ распределенным СУБД. Для этого были поставлены следующие задачи:

• Рассмотреть основные понятия распределенной обработки баз данных;
• Рассмотреть модель клиент – сервер в технологии распределенных баз данных;
• Дать анализ распределенным СУБД.

     Основная  часть

     1РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ

     1.1. Основные понятия

     При размещении СУБД на персональном компьютере, который не находится в сети, БД всегда используется в монопольном режиме. Даже если с ней работают несколько пользователей, они могут работать только последовательно.

     Однако, как показала практика применения локальных  баз данных, в большинстве случаев информация, которая в них содержится, носит многопользовательский характер, поэтому возникает необходимость разработки таких СУБД, которые обеспечили бы возможность одновременной работы пользователей с базами данных. Тем более, что все современные предприятия строят свою политику в области информационного обеспечения на основе принципов CALS-технологий [1].

     Системы управления базами данных, обеспечивающие возможность одновременного доступа к информации различным пользователям называют системами управления распределенными базами данных. В общем случае режимы использования БД имеют вид, представленный на рис. 1.

Рисунок 1. Режимы работы с базами данных

     Рассмотрим  основные понятия, применяемые в  системах управления распределенными базами данных.

     Пользователь  БД— программа или человек, обращающийся к базе данных.

     Запрос  — процесс обращения пользователя к БД с целью ввода, получения или изменения информации в БД.

     Транзакция  — последовательность операций модификации данных в БД, переводящая БД из одного непротиворечивого состояния в другое непротиворечивое состояние.

     Логическая  структура БД — определение БД на физически независимом уровне; ближе всего соответствует концептуальной модели БД.

     Топология БД, или структура распределенной БД, — схема распределения физической организации базы данных в сети.

     Локальная автономность означает, что информация локальной БД и связанные с ней определения данных принадлежат локальному владельцу и им управляются.

     Удаленный запрос — запрос, который выполняется с использованием модемной связи.

     Возможность реализации удаленной транзакции — обработка одной транзакции, состоящей из множества SQL-запросов, на одном удаленном узле.

     Поддержка распределенной транзакции допускает обработку транзакции, состоящей из нескольких запросов SQL, которые выполняются на нескольких узлах сети (удаленных или локальных), но каждый запрос в этом случае обрабатывается только на одном узле.

     Распределенный  запрос — запрос, при обработке которого используются данные из БД, расположенные в разных узлах сети.

     Основной  причиной разработки систем, использующих базы данных, является стремление интегрировать все обрабатываемые в организации данные в единое целое и обеспечить к ним контролируемый доступ. Хотя интеграция и предоставление контролируемого доступа могут способствовать централизации, последняя не является самоцелью. На практике создание компьютерных сетей приводит к децентрализации обработки данных. Децентрализованный подход, по сути, отражает организационную структуру компании, логически состоящую из отдельных подразделений, отделов, проектных групп и тому подобного, которые физически распределены по разным офисам, отделениям, предприятиям или филиалам, причем каждая отдельная единица имеет дело с собственным набором обрабатываемых данных. Разработка распределенных баз данных, отражающих организационные структуры предприятий, позволяет сделать данные, поддерживаемые каждым из существующих подразделений, общедоступными, обеспечив при этом их сохранения именно в тех местах, где они чаще всего используются. Подобный подход расширяет возможности совместного использования информации, одновременно повышая эффективность доступа к ней [2].

     Распределенные  системы призваны разрешить проблему островов информации. Базы данных иногда рассматривают как некие электронные острова, представляющие собой отдельные и, в общем случае, труднодоступные места, подобные удаленным друг от друга островам. Данное положение может являться следствием географической разобщенности, несовместимости используемой компьютерной архитектуры, несовместимости используемых коммутационные протоколов и т.д. Интеграция отдельных баз данных в одно логическое целое способна изменить подобное положение дел.

     Распределенная  база данных - это набор логически связанных между собой разделяемых данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой компьютерной сети. Тогда распределенная СУБД - это программный комплекс, предназначенный для управления распределенными базами данных и позволяющий сделать распределенность информации прозрачной для конечного пользователя.

     Система управления распределенными базами данных (СУРБД) состоит из единой логической базы данных, разделенной на некоторое количество фрагментов. Каждый фрагмент базы данных сохраняется на одном или нескольких компьютерах, которые соединены между собой линиями связи и каждый из которых работает под управлением отдельной СУБД. Любой из сайтов способен независимо обрабатывать запросы пользователей, требующие доступа к локально сохраняемым данным (что создает определенную степень локальной автономии), а также способен обрабатывать данные, сохраняемые на других компьютерах сети.

     Пользователи  взаимодействуют с распределенной базой данных через приложения. Приложения могут быть классифицированы следующим образом: приложения, которые не требуют доступа к данным на других сайтах (локальные приложения), и приложения, которые требуют подобного доступа (глобальные приложения). В распределенной СУБД должно существовать хотя бы одно глобальное приложение, поэтому любая СУРБД должна отвечать следующим требованиям;

• иметь набор логически связанных разделяемых данных;
• сохраняемые данные разбиты на некоторое количество 
  фрагментов;
• между фрагментами может быть организована репликация 
  данных;
• фрагменты и их реплики распределены по различным сайтам;
• сайты связаны между собой сетевыми соединениями;
• работа с данными на каждом сайте управляется СУБД;
• СУБД на каждом сайте способна поддерживать автономную работу 
  локальных приложений;
• СУБД каждого сайта поддерживает хотя бы одно глобальное 
  приложение.