Архитектура информационных систем. Структурированный язык запросов SQL

    3. Многоуровневая архитектура

    В основу работы Базы Данных (БД) в системе заложен принцип многоуровневой архитектуры, который заключается в реализации двух основных принципов:

    - минимизация функциональности клиентских компонентов, оставляющая за клиентом только функции пользовательского интерфейса; максимальное упрощение и унификация клиентского программного обеспечения;

    - освобождение сервера БД от несвойственных ему функций.

    На  практике эти принципы реализуются  введением в систему дополнительного звена -- сервера приложений.

    Такие архитектуры более разумно распределяют модули обработки данных, которые  в этом случае выполняются на одном  или нескольких отдельных серверах. Эти программные модули выполняют  функции сервера для интерфейсов  с пользователями и клиента -- для серверов баз данных. Кроме того, различные серверы приложений могут взаимодействовать между собой для более точного разделения системы на функциональные блоки, выполняющие определенные роли.

    Вообще  говоря, термин «многоуровневые архитектуры» не предполагает какого-либо определенного принципа построения системы. Данное понятие применяется для характеристики любых архитектур, расширяющих схему клиент-серверного взаимодействия путем введения дополнительных промежуточных компонентов. Отдельно следует отметить многоуровневые системы на основе менеджеров транзакций (модель ТМ), которые позволяют одному серверу приложений одновременно обмениваться данными с несколькими серверами баз данных, что наиболее важно с точки зрения построения распределенной информационной системы, предназначенной для интеграции информационных ресурсов. Менеджер транзакций -- это приложение, с помощью которого можно согласовать работу различных компонентов информационной системы.

    Основные  задачи, для решения которых применяется многоуровневый подход, обычно сводятся к следующим:

    - повышение производительности системы за счет переноса части функциональности на аппаратно выделенные сервера приложений;

    - повышение структурированности программных систем за счет реализации компонентов в виде независимых модулей (объектов), допускающих повторное использование; обеспечение возможности комплектации готовой системы из таких модулей;

    - потребность в интеграции различных приложений в едином интерфейсе, формирование доступа ко всем ресурсам и программным средствам через единую точку входа (портал).

    В определении документа полностью  отсутствует презентационная часть. Предполагается, что получатель документа  способен задать правила (выбрать стиль) для отображения его в нужном виде. Например, если речь идет о передаче HTML-документов, то логично предположить, что в роли их адресата выступает не человек, а пользовательский агент -- браузер, который имеет алгоритм разбора и отображения HTML-документа на графическом дисплее или другом устройстве. Вообще говоря, электронный документ не обязательно должен отображаться в приемлемом для человека виде -- т.к. он должен использоваться для обмена данными между различными ИС или другими приложениями.

    В рамках определенных требований мы приходим к необходимости построения ИС, поддерживающей ЭБ, на основе пятиуровневой архитектуры. На каждом уровне реализовывается отдельный вид обработки данных:  

    Многоуровневая  архитектура 

    - хранилище данных (ХД) -- набор зарегистрированных баз данных, структура которых задана в системе регистрации данных;

    - базовые информационные структуры (БИС), объединение которых составляет содержание коллекций;

    - провайдер данных (ПД) -- приложение, обеспечивающее обработку унифицированных именованных запросов к коллекция и формирование ``внутреннего представления документа'' (ВПД);

    - обработчик ВПД -- формирует унифицированные именованные запросы к коллекции и отбор информации в ВПД;

    - формирование ``презентационного представления документа'' (ППД) в соответствии с выбранным стилем -- приложение, которое осуществляет визуализацию документа в удобном для пользователя виде, а также пользовательский интерфейс, с которого вводятся параметры запроса.

    Данная  архитектура обеспечивает взаимодействие служб:

    - публикации данных, поддержка и их аутентичности и качества;

    - поиска и представления информации;

    - анализа распределенных данных.

    - поддержку интероперабельности в глобальной программно-аппаратной инфраструктуре;

    - поддержку диспетчеризации, включая идентификацию доступных ресурсов, статистика использования и загрузки ресурсов и пр.;

    - поддержку системы безопасности и контроля доступа, в т.ч. гибкое регулирование объема прав и привилегий пользователей;

    - поддержку использования данных в удаленных архивах (включая протоколы, которые необходимо использовать для работы с гетерогенными источниками данных, и библиотеки программных комплексов) и др.

    Все эти механизмы составляют основу системы ``усвоения данных (документов)'' -- системы превращения информации в систему библиотек, оперирующих с ``документами''. Сама по себе информация, хранящаяся в репозиториях (архивах) является только лишь набором битов, комбинацией данных и метаданных, выполненных с использованием адекватного языка описания или разметки. Как именно конкретный пользователь (приложение) будет использовать эту информацию, определяется пользователем в соответствии с метаописанием. ЭБ можно рассматривать как пример виртуальной организации унифицирующей механизмы работы с документами - большая часть компонентов системы может находиться в разных местах, при выполнении прикладных задач эти компоненты могут функционировать независимо, а интероперабельность и унифицированность достигается использованием согласованного набора протоколов и служб, действующих на основе метаинформации. Единство достигается, прежде всего, за счет унифицированного интерфейса и централизованного администрирования.

    Создаваемые технологии должны предоставлять возможности  для точного и адекватного  удовлетворения потребностей пользователей, формально обращающихся к одной и той же информации (документу из архива). Реализация распределенной информационной системы позволит перейти к построению интеллектуальной системы обработки запросов, например в идеологии популярной сегодня технологии GRID, главную роль в которой играет программное обеспечение, реализующее функцию управления моделями данных и метаданных (диспетчера). Полученный от приложения запрос направляется в систему обработки, которая посредством системы поиска информации разыскивает необходимые данные и после выполнения удаленных процедур (например, выделения требуемого подмножества из данного множества) возвращает затребованные данные приложению. Разработанная в рамках данного подхода динамическая система формирования электронных коллекций предоставляет необходимые возможности для удовлетворения потребностей пользователей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    Изучив  и проанализировав архитектуру  информационной системы, в структуру  которой входят файл-сервер и клиент-сервер мною был сделан вывод, что файл-сервер во многом уступает клиент-серверу.

    Вся тяжесть вычислительной нагрузки при  доступе к базе данных ложится  на приложение клиента, что является следствием принципа обработки информации в системах файл-сервер при выдаче запроса на выборку информации из таблицы вся таблица базы данных копируется на клиентское место, и выборка осуществляется на клиентском месте.

    При этом возникают следующие ограничения:

    - невозможность организации равноправного  одновременного доступа пользователей  к одному и тому же участку базы данных;

    - количество одновременно работающих  с системой пользователей не  превышает пяти человек для  ЛВС;

    - невысокая скорость обработки  и представления информации;

    - высокие требования к ресурсам  компьютеров.

    При всем этом система обладает одним очень важным преимуществом - низкой стоимостью.

    Недостатки  архитектуры файл-сервер решаются при  переводе приложений в архитектуру  клиент-сервер, достоинствами которой, является то, что вся вычислительная' нагрузка переносится на сервер базы данных, осуществляется высокая защита данных, поддерживается большое количество пользователей и сложных приложений.

    Рассмотрев  языки запросов SQL и QBE, был сделан вывод, что SQL является наиболее гибким, динамичным, а также он поддерживает высокий уровень безопасности данных, их централизованное хранение и он ориентирован на конечный результат обработки данных. 
 
 

    СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

    1. Тейлор А.Дж. SQL для «чайников» /А.Дж. Тейлор.- Москва: Вильяме, 2005.

    2. Дейт К.Дж. Введение в системы баз данных /К.Дж. Дейт - Москва: ДМК, 2000.

    3. Хомоненко А.Д. Базы данных /А.Д. Хомоненко, В.М. Цыганков - Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2004.

    4. Вескес Л.Дж. Access и SQL Server. Руководство разработчика /Дж.Л. Вескес - Москва: Лори, 1997.

    5. Конноли Т. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение /Т. Конноли, К. Бегг. - Москва: Вильяме, 2003.