Шпаргалка по "Базам Данных"

Билет 1. Особенности создания БД, функционирующих в локальных сетях.

Основные  схемы организации работы с данными  в локальной вычислительной сети:

1. архитектура файл-сервер
2. архитектура клиент-сервер
3. технологи БД в Интернет

Архитектура файл-сервер может быть реализована с помощью сетевой или несетевой СУБД.

В случае несетевой СУБД существуют 3 варианта хранения данных:

1. СУБД + данные – на компьютере клиента  (точно так же, как на отдельном  компьютере)

2. Данные  – на компьютере-сервере. Передача  данных осуществляется средствами сетевой ОС (не каждая несетевая СУБД без проблем работает в среде любой сетевой ОС)

3. Данные + СУБД на компьютере-сервере.

Обработка ведется на компьютере клиента

Минус пункта 3: возможность нарушения  целостности данных при одновременной работе с БД нескольких пользователей

Примеры СУБД к п.3: dBase III PLUS, dBase IV, FoxBase

Сетевые СУБД

Не имеют  указанного недостатка, т.к. в них  существуют средства контроля, осуществляющие координацию доступа к данным.

При использовании сетевой СУБД обработка запросов пользователя по-прежнему осуществляется на компьютере клиента (минус – из-за необходимости быстродействия).

СУБД  осуществляет контроль целостности  данных. Изменяемая информация недоступна для параллельного изменения, но доступна для параллельного чтения.

Примеры сетевых СУБД: FoxPro 2.5, 2.6; Paradox

Технология  клиент-сервер

БД типа клиент-сервер отличаются от систем файл-сервер тем, что программы СУБД функционально  разделены на 2 части, называемые сервером и клиентом. Между клиентской и серверными частями возможны различные варианты распределения функций.

Клиент – ЭВМ, пользователь или программа. Они делят между собой аппаратные , информационные и программные ресурсы.

Программа-клиент – отвечает за интерфейс с пользователем, используется для преобразования запросов пользователя в команды запросов к серверной части и для проведения обратных преобразований при получении данных.

 В  роли клиента может выступать  пользовательская программа, разрабатываемая для решения прикладной задачи или готовая программа, имеющая интерфейс с серверной программой.

В качестве сервера может использоваться ядро профессиональной СУБД: Informix, Sybase, SQL-сервер.

Основная  часть обработки информации по формированию запросов, составлению отчетов и представлению данных в удобном для пользователя виде представляется на компьютере клиенте.

Полные  копии файлов БД с компьютера-сервера  на компьютер-клиент не пересылаются.

На КС хранятся кроме данных еще и программы обработки данных и запросы – хранимые процедуры.

Триггеры  – совокупность хранимых процедур, которые автоматически вызываются из прикладных программ. Такие процедуры  логически можно рассматривать  как расширение СУБД (в системах клиент-сервер они чаще всего хранятся и выполняются на сервере). 

Билет 2. Архитектура клиент-сервер

1. Основная идея архитектуры клиент-сервер:

Располагать серверы на мощных машинах, а обеспечение  доступа к приложениям, использующим языковые компоненты СУБД осуществлять с менее мощных машин клиентов посредством внешних интерфейсов, следовательно – совмещение достоинств однопользовательских систем с многопользовательскими системами.

2. подразделение обработки и хранения позволяет увеличить производительность
3. программные средства сервера в БД обеспечивают реализацию многопользовательских приложений, централизованное хранение, целостность и безопасность данных.

Главные тенденции в развитии ИС:

А. распределение  и децентрализация ресурсов управления информацией

Б. неоднородность компонентов ИС

В. Развитие стандартов

Г. Включение  моделирования реального мира в  ИС

Модель  архитектуры клиент-сервер:

Для упорядочения разработки сетевого программного обеспечения  и обеспечения возможности взаимодействия любых вычислительных систем международная организация стандартов (ISO) разработала эталонную модель взаимодействия открытых систем (OSI – Open System Interconnection)

Эталонная модель имеет 7 функциональных уровней:

1. Физический: рассматриваются стандарты передачи элементарных единиц – битовые протоколы передачи данных.

Характеристики: U0, U1, частота, длина «1» - физические аспекты передачи данных по проводнику

2. Канальный: рассматриваются соглашения, связанные с формированием комплекта данных, подлежащих передаче. Из исходного сообщения формируется кадр, подлежащий передаче.

Характеристики: соглашение о передаче, тактовая частота  последовательного кода, обнаружение  и исправление ошибок, возникших  при одном такте передачи.

3. Сетевой: организация взаимосвязи между двумя соседними узлами. Соединение организуется на основе маршрутизации, которая использует адреса в пакетах данных.
4. Транспортный: организация взаимосвязи группы машин, пакетирование.
5. Сеансовый: организация взаимодействия отправитель-получатель. Включает в себя реализацию технологии релейной связи, позволяющей выбирать максимально эффективный путь в текущей ситуации (наличие обходных путей, высокая интенсивность в пути, аварийное состояние), организация арендной платы, функции управления паролями, режимы восстановления связи
6. Представительский (представления данных):

• Управляет кодировкой и перекодировкой данных, перемещающихся по сети;

• Обеспечивает представление данных в форматах, понятных пользователю;
• Преобразование пакетов в сообщения;
• Восстановление исходных сообщений.

7. Прикладной (уровень приложений): обслуживание рабочего места пользователя, исполнение прикладной программы и индивидуальных запросов.

Функции управления БД относятся к прикладному  уровню.

В протоколе  между сетями согласованы все 7 уровней. Используется принцип вложенности.

Для поддержания  интерфейса с пользователем СУБД реализует следующие основные функции:

1. управление данными;
2. обработка информации с помощью прикладных программ;
3. представление информации в удобном для пользователя виде.

 

Билет 3. Двухзвенная модель распределения функций.

1. компьютер, на котором обязательно реализуется функция управления – компьютер-сервер;
2. компьютер, на котором поддерживается представление информации – компьютер-клиента.

Спектр  моделей архитектуры  клиент-сервер

Модель 4 (RDA):

Программы, реализующие функции представления  и обработки совмещены и выполняются  на КК. Управление данными происходит через среду передачи данных с  помощью языка SQL или интерфейса прикладного программирования (API).

Плюсы: 1.множество СУБД имеют SQL интерфейсы; 2.Инструментальные средства для создания клиентских программ (Delphi и т.д.)

Минусы:1. Высокая загрузка системы передачи данных; 2. Неудобство с точки зрения сопровождения

Модель 2 (сервера БД) – DBS:

Отличается  от 4 тем, что функции КК ограничиваются функциями представления информации, а прикладные функции обеспечиваются приложениями, находящимися на КС.

Примеры: Ingress, Sybase, Oracle

Приложения  реализуются в виде хранимых в  словаре БД процедур.

Плюсы: 1.возможность централизованного администрирования приложения на этапах создания; 2.эффективное использование вычислительных и коммуникационных ресурсов

Минусы: 1.ограничение средств разработки хранимых процедур 2.низкая эффективность использования вычислительных ресурсов (трудно управлять потоком запросов).

Модель 1:

Имеется мощный КС и практически вырожденная клиентская часть системы. Используется для простого отображения информации.

• СУБД в сетях с Х-терминалами и хост-машинами;
• Ранние модели СУБД для малых, средних и больших ЭВМ;
• Системы обслуживания пользователей БД в неоднородной среде.

Плюсы: 1.простота обслуживания и управление доступом; 2.низкая стоимость

Минус – ненадежность

Модель 3:

Обработка данных распределена по двум узлам. Общая  часть прикладных функций реализована на КС (обеспечение целостности и безопасности данных), а специфические функции обработки информации выполняются на КК.

Подобную  модель имеют СУБД использующие информацию из нескольких неоднородных БД.

Модель 5:

Для пользователя – централизована.

Использование мощного КК, данные хранятся и на КК, и на КС, взаимосвязь обеих  БД может быть двух разновидностей:

1. в локальной и удаленных базах хранятся отдельные части единой БД (фрагментация)
2. локальная и удаленная БД являются синхронизируемыми (тиражирование и репликация)

Плюсы: 1.гибкость; 2.надежность работы

Минус – большие затраты при выполнении одинаковых приложений 

Билет 4. Трехзвенная модель распределения функций

AS -модель

Данная  модель представляет собой систему, при которой каждая из трех функций приложения ( управление данными, обработка, представление) реализуется на отдельном компьютере.

Компонент, реализующий функции представления  информации, взаимодействует с компонентом  приложения как в модели DBS. Компонент приложения, расположенный на отдельном компьютере, связан с компонентом управления данными подобно модели RDA (см. вопрос 3).

Центральным звеном AS-модели является сервер приложения, на котором реализуется несколько прикладных функций, каждая из которых может быть предоставлена всем программам клиента. Серверов приложений может быть несколько, причем каждый из них предоставляет свой вид сервиса. Поступающие от клиентов к серверам запросы помещаются в очередь, из которой могут быть выбраны в соответствии с заданным приоритетом.

Компонент приложения, реализующий функции  представления и являющийся клиентом для сервера приложения, может  служить для организации интерфейса с конечным пользователем (т.е. обеспечивать прием данных от различных устройств  или быть произвольной программой).