 |
Объектно-ориентированные и объектно-распределённые СУБД.
|
|
|
|
Классификация СУБД.
В общем случае под СУБД можно понимать любой программный продукт, поддерживающий процессы создания, ведения и использования БД. Рассмотрим, какие из имеющихся на рынке программ имеют отношение к БД и в какой мере они связаны с базами данных. К СУБД относятся следующие основные виды программ: полнофункциональные СУБД; серверы БД; клиенты БД; средства разработки программ работы с БД. Полнофункциональные СУБД (ПФСУБД) представляют собой традиционные СУБД, которые сначала появились для больших машин, затем для мини-машин и для ПЭВМ. Из числа всех СУБД современные ПФСУБД являются наиболее многочисленными и мощными по своим возможностям. К ПФСУБД относятся, например, такие пакеты, как Clarion Database Developer, DataEase, DataFlex, dBase IV, Microsoft Access, Microsoft FoxPro и Paradox R:BASE. Обычно ПФСУБД имеют развитый интерфейс, позволяющий с помощью команд меню выполнять основные действия с БД: создавать и модифицировать структуры таблиц, вводить данные, формировать запросы, разрабатывать отчеты, выводить их на печать и т. п. Для создания запросов и отчетов не обязательно программирование, а удобно пользоваться языком QBE (Query By Example — формулировки запросов по образцу). Многие ПФСУБД включают средства программирования для профессиональных разработчиков. Некоторые системы имеют в качестве вспомогательных и дополнительные средства проектирования схем БД или CASE-подсистемы. Для обеспечения доступа к другим БД или к данным SQL-серверов полнофункциональные СУБД имеют факультативные модули. Серверы БД предназначены для организации центров обработки данных в сетях ЭВМ. Эта группа БД в настоящее время менее многочисленна, но их количество постепенно растет. Серверы БД реализуют функции управления базами данных, запрашиваемые другими (клиентскими) программами обычно с помощью операторов SQL. Примерами серверов БД являются следующие программы: NetWare SQL (Novell), MS SQL Server (Microsoft), InterBase (Borland), SQLBase Server (Gupta), Intelligent Database (Ingress). В роли клиентских программ для серверов БД в общем случае могут использоваться различные программы: ПФСУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры, программы электронной почты и т. д. При этом элементы пары «клиент — сервер» могут принадлежать одному или разным производителям программного обеспечения. В случае, когда клиентская и серверная части выполнены одной фирмой, естественно ожидать, что распределение функций между ними выполнено рационально. В остальных случаях обычно преследуется цель обеспечения доступа к данным «любой ценой». Примером такого соединения является случай, когда одна из полнофункциональных СУБД играет роль сервера, а вторая СУБД (другого производителя) — роль клиента. Так, для сервера БД SQL Server (Microsoft) в роли клиентских (фронтальных) программ могут выступать многие СУБД, такие как dBASE IV, Blyth Software, Paradox, DataEase, Focus, 1-2-3, MDBS III, Revelation и другие.
|
|
|
Настольные СУБД.
Настольные СУБД отличаются тем, что используют в модель вычислений с сетью и файловым сервером (архитектура «файл-сервер»). Увеличение сложности задач, появление персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей явилось предпосылками появления новой архитектуры «файл-сервер». Эта архитектура баз данных с сетевым доступом предполагает назначение одного из компьютеров сети в качестве выделенного сервера, на котором будут храниться файлы базы данных. В соответствие с запросами пользователей файлы с файл-сервера передаются на рабочие станции пользователей, где и осуществляется основная часть обработки данных. Центральный сервер выполняет в основном только роль хранилища файлов, не участвуя в обработке самих данных.
|
|
|
Работа построена следующим образом: База данных в виде набора файлов находится на жестком диске специально выделенного компьютера (файлового сервера). Существует локальная сеть, состоящая из клиентских компьютеров, на каждом из которых установлены СУБД и приложение для работы с БД. На каждом из клиентских компьютеров пользователи имеют возможность запустить приложение. Используя предоставляемый приложением пользовательский интерфейс, он инициирует обращение к БД на выборку/обновление информации. Все обращения к БД идут через СУБД, которая инкапсулирует внутри себя все сведения о физической структуре БД, расположенной на файловом сервере. СУБД инициирует обращения к данным, находящимся на файловом сервере, в результате которых часть файлов БД копируется на клиентский компьютер и обрабатывается, что обеспечивает выполнение запросов пользователя (осуществляются необходимые операции над данными). При необходимости (в случае изменения данных) данные отправляются назад на файловый сервер с целью обновления БД. Результат СУБД возвращает в приложение. Приложение, используя пользовательский интерфейс, отображает результат выполнения запросов. В рамках архитектуры «файл-сервер» были выполнены первые версии популярных т.н. настольных СУБД, таких как dBase и Microsoft Access. Указываются следующие основные недостатки данной архитектуры: при одновременном обращении множества пользователей к одним и тем же данным производительность работы резко падает, т.к. необходимо дождаться пока пользователь, работающий с данными, завершит свою работу. В противном случае возможно затирание исправлений, сделанных одними пользователями, изменениями других пользователей
Серверные СУБД.
средства современные серверные СУБД обычно предоставляют дополнительный набор сервисов, связанных с обслуживанием хранения и обработки данных, созданием клиентских приложений, сменой СУБД или ее версии, обслуживанием нескольких баз данных, публикацией данных в Internet. Поскольку в условиях конкуренции между различными производителями СУБД каждый из них стремится к завоеванию как можно большей части рынка, это приводит к тому, что все они пытаются перегнать друг друга и предоставить потенциальному потребителю (а также производителям средств разработки, средств проектирования данных и генераторов отчетов) как можно больше сервисов различного назначения, так как при выборе СУБД потребитель обычно ориентируется на то, что поддерживает в данная СУБД, с одной стороны, и чем она поддерживается - с другой. И, как и в случае настольных СУБД, в этой области также происходит процесс заимствования идей, решений и интерфейсов.
|
|
|
Почти все современные серверы баз данных существуют в нескольких версиях для различных платформ (как правило, различные коммерческие версии UNIX - Solaris, HP/UX и др., а также Windows NT Server и, с недавнего времени, Windows 2000). Многие производители серверных СУБД также выпускают версии своих серверов для Windows NT Workstationи Windows 95/98 (а иногда даже для Windows CE). В последнем случае такие серверы нередко бывают персональными (однопользовательскими), либо в их реализации отсутствуют возможности, характерные для полнофункциональных версий этих серверов. Подобные персональные серверы, как правило, используются в <переносных> системах, например на ноутбуках, применяемых для работы с базой данных отдельно от центрального офиса компании с последующей репликацией данных. Иногда такие серверы используются при создании приложений для изоляции разработчика от сервера баз данных, находящегося в процессе эксплуатации. В последнее время многие производители серверных СУБД выпускают также версии для Linux - с этой точки зрения Linux в последние два года была весьма <модной> платформой. Исключением из этого правила является Microsoft SQL Server. Однако для данной СУБД это вполне оправданно - компания Microsoft сама производит серверные операционные системы и в отличие от большинства других производителей серверных СУБД может себе позволить создавать серверы баз данных, тесно интегрированные с сервисами операционной системы собственного производства и поддерживающие исключительно их.
Распределённые СУБД.
|
|
|
Под распределенной (distributed database - ddb) обычно подразумевают базу данных, включающую фрагменты из нескольких баз данных, которые располагаются на различных узлах сети компьютеров, и, возможно управляются различными СУБД. Распределенная база данных выглядит с точки зрения пользователей и прикладных программ как обычная локальная база данных. В этом смысле слово "распределенная" отражает способ организации базы данных, но не внешнюю ее характеристику. ("распределенность" базы данных невидима извне).
Классификация. Следует выделить два класса систем распределенной обработки и системы распределенных данных:• системы распределенной обработки в основном отражают структуру и свойства многопользовательских операционных систем с базой данных, размещенной на центральном компьютере;• системы распределенных данных обеспечивают обработку распределенных запросов, когда при обработке одного запроса используются информационные ресурсы, размещенные на различных ЭВМ сети. При этом, как и ранее, следует говорить как о распределенных файловых системах, так и о распределенных базах данных. Для распределенных баз данных свойственны следующие характеристики:• база данных — это логически связанные, разделяемые на некоторое количество фрагментов данные;• фрагменты распределяются по разным узлам, которые связаны между собой сетевыми соединениями;• может быть предусмотрена репликация фрагментов;• доступ к данным на каждом узле происходит под управлением СУБД, которая на каждом узле должна поддерживать работу как локальных приложений, так и глобальных.
Основные условия и требования к распределенной обработке данных:• прозрачность относительно расположения данных (СУБД должна представлять все данные так, как если бы они были локальными);• гетерогенность системы (СУБД должна работать с данными, которые хранятся в системах с различной архитектурой и производительностью);• прозрачность относительно сети (СУБД должна одинаково работать в условиях разнородных сетей);• поддержка распределенных запросов (пользователь должен иметь возможность объединять данные из любых баз, даже если они размещены в разных системах);• поддержка распределенных изменений (пользователь должен иметь возможность изменять данные в любых базах, на доступ к которым у него есть права, даже если эти базы размещены в разных системах);• поддержка распределенных транзакций (СУБД должна выполнять транзакции, выходящие за рамки одной вычислительной системы, и поддерживать целостность распределенной БД даже при возникновении отказов как в отдельных системах, так и в сети);• безопасность (СУБД должна обеспечивать защиту всей распределенной БД от несанкционированного доступа);• универсальность доступа (СУБД должна обеспечивать единую методику доступа ко всем данным).
|
|
|
Объектно-ориентированные и объектно-распределённые СУБД.
Объектно-ориентированные базы данных применяются с конца 1980-х для обеспечения управления базами данных приложениями, построенными в соответствии с концепцией объектно-ориентированного программирования. В ООСУБД пользователь просто объявляет связь, и СУБД автоматически генерирует методы управления, динамически создавая, удаляя и пересекая связи. Ссылки при этом прямые, нет необходимости в просмотре и сравнении или даже поиске индекса, который может сильно сказаться на производительности. Таким образом, применение объектной модели предпочтительнее для баз данных с большим количеством сложных связей: перекрестных ссылок, ссылок, связывающих несколько объектов с несколькими (many-to-many relationships) двунаправленными ссылками. В отличие от реляционных, ООСУБД полностью поддерживают объектно-ориентированные языки программирования. Разработчики, применяющие С++ или Smalltalk, имеют дело с одним набором правил (позволяющих использовать такие преимущества объектной технологии, как наследование, инкапсуляция и полиморфизм). Разработчик не должен прибегать к трансляции объектной модели в реляционную и обратно. ООСУБД подходят (опять же без трансляций между объектной и реляционной моделями) для организации распределенных вычислений. Традиционные базы данных (в том числе и реляционные и некоторые объектные) построены вокруг центрального сервера, выполняющего все операции над базой.
|
|
|
