Архитектура распределенных СУБД

     При соответствующем управлении управляющимися транзакциями со стороны СУБД каждым использованием может в принципе ощущать себя единственным пользователем  СУБД.

     Управление  транзакции многопользовательской  СУБД связаны важные понятия сериализация транзакции и сериального плана выполнения смеси транзакции. Под стерилизацией выполнении параллельно сериализация понимают такой порядок планирования их работ при которой суммарный эффект смеси транзакции эквивалентен эффекту их некоторого последовательного управления.

     Сериальный  план выполнения смеси транзакции это  такой план, который приводит к  сериализация транзакции. Что если удается добиться действительного  сериального выполнения смеси транзакции, то для каждого пользователя по инициативе, которой образованна транзакция  присутствие других транзакций будет незаметно (если не считать некоторого замедления работы по сравнению с одно пользованием режимом). Существует несколько базовых алгоритмов сериализация транзакции. Централизованных СУБД наиболее распространены алгоритмы, основанные на синхронизации захвата объектов БД. При использовании любого алгоритма возможная ситуация конфликта между двумя или более транзакциями по доступу объекта БД. В этом случае для поддержания сериализация необходимы, выполнять откат одной ли более транзакции. Это один из случаев, когда пользователь многопользовательской СУБД может реально (и достаточно неприятно) ощутить присутствие в системе транзакции других пользователей.   

     3.Архитектура  распределенных СУБД

     РБД состоит из набора узлов, связанных  коммуникационной сетью, основной задачей  которой является передача данных без  ошибок и искажения. Коммуникационная сеть является ядром информационной сети, обеспечивающим передачу и некоторые  виды обработки данных.

     Коммуникационной  сети присущи следующие свойства:

     1.  каждый узел-это полноценная СУБД сама по себе;

     2.  узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

     Каждый  узел сам по себе является СУБД. Любой  пользователь может выполнить операции над данными на своём локальном  узле точно так же, как если бы этот узел вовсе не входил в распределённую систему. Распределённую систему баз данных можно рассматривать как партнёрство между отдельными локальными СУБД на отдельных локальных узлах.

     Дадим следующее определение: распределенная база данных- это набор файлов (отношений), хранящихся в разных узлах информационной сети и логически связанных таким образом, чтобы составлять единую совокупность данных (связь может быть функциональной или через копии одного и того же файла).

     Распределенная  база данных предполагает хранение и  выполнение функций управления данными  в нескольких узлах и передачу данных между этими узлами в процессе выполнения запросов. Разбиение данных в распределенной базе данных может достигаться путем хранения различных таблиц на разных компьютерах или даже хранения разных частей и фрагментов одной таблицы на разных компьютерах. Для пользователя (или прикладной программы) не должно иметь значения, каким образом распределены данные между компьютерами. Работать с распределенной базой данных, если она действительно распределенная, следует так же, как и с централизованной, т. е. размещение базы данных должно быть прозрачно.

     Несмотря  на то, что распределенная база данных состоит из нескольких локальных  баз данных, у пользователя должна сохраняться иллюзия работы с  централизованной базой данных, что  вызывает потребность в использовании некоторого общего представления о данных - глобальной концептуальной схемы. Определение данных в такой концептуальной схеме должно быть аналогичным определению в централизованной базе данных.

     Отличия начинаются, когда требуется хранить  данные в нескольких узлах. Чтобы произвести разбиение данных, нужно секционировать таблицы глобальной схемы на фрагменты. Существует два типа секционирования: горизонтальное и вертикальное. При секционировании таблицы по строкам выполняется горизонтальное секционирование, при разбиении по столбцам вертикальное.

     Таким образом, архитектура распределенной СУБД должна содержать информацию о  секционировании исходных таблиц базы данных, что предполагает создание дополнительного уровня - фрагментного.

     Трехуровневая архитектура ANSI-SPARС для СУБД представляет собой типовое решение для централизованных СУБД.

     Однако  распределенные СУБД имеют множество  отличий, которые весьма сложно отразить в некотором эквивалентном архитектурном  решении, приемлемом для большинства  случаев. Однако было бы полезно найти некоторое рекомендуемое решение, учитывающее особенности работы с распределёнными данными.

     Один  из примеров рекомендуемой архитектуры  включает следующие элементы:

• набор глобальных внешних схем
• глобальную концептуальную схему
• схему фрагментации и схему распределения
• набор схем для каждой локальной СУБД, отвечающих требованиям трёхуровневой архитектуры ANSI-SPARС.

     Соединительные  линии на схеме представляют преобразование выполняемые при переходе между  схемами различных типов, в зависимости от поддерживаемого уровня прозрачности некоторые из уровней рекомендуемой архитектуры могут быть опущены 
 
 

     Глобальная концептуальная схема.

     Глобальная  концептуальная схема представляет собой логическое описание всей базы данных, представляющее её так, как будто она не является распределённой.

     Этот  уровень СУРБД соответствует  концептуальному уровню архитектуры ANSI-SPARС и содержит определения  сущностей, связей, требования защиты и ограничений поддержки целостности  информации. Он обеспечивает физическую независимость данных от распределённой среды. Логическую независимость данных обеспечивают глобальные внешние схемы.

     Схемы фрагментации и распределения.

     Схемы фрагментации содержат описание того, как данные должны логически распределяться по разделам, схема распределения является описанием того, где расположены имеющиеся данные. Схема распределения учитывает все организованные в системе процессы репликации.

     Локальные схемы.

     Каждая  локальная СУБД имеет свой собственный  набор схем.

     Локальная концептуальная и локальная внутренняя схемы полностью соответствуют эквивалентным уровням архитектуры ANSI-SPARС.

     Локальная схема отображения используется для отражения фрагментов в схеме  распределения во внутренние объекты  локальной базы данных. Эти элементы являются зависимыми от типа используемой СУБД и служат основой для построения гетерогенных СУРБД. 
 
 
 
 
 
 
 

                                               ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

     Таким образом, БД является важнейшей составной  частью информационных систем, которые  предназначены для хранения и обработки информации. Изначально такие системы существовали в письменном виде.

     Для этого использовались различные  картотеки, папки, журналы, библиотечные каталоги.

     Развитие  средств вычислительной техники  обеспечило возможность для создания и широкого использования автоматизированных информационных систем.

     Разрабатываются информационные системы для обслуживания различных систем деятельности, системы  управления хозяйственными и техническими объектами, модельные комплексы  для научных исследований, системы автоматизации проектирования и производства, всевозможные тренажеры и обучающие системы.

     Современные информационные системы основаны на концепции интеграции данных, характеризующих  большими объектами хранимых данных, сложной  организацией, необходимостью удовлетворять разнообразные требования многочисленных пользователей. Для управления этими данными и обеспечения эффективности доступа к ним были созданы системы управления данными.

     Таким образом, СУБД называют программную  систему, предназначенную для создания ЭВМ общей базы данных для множества приложений, поддержания ее в актуальном состоянии и обеспечения эффективности доступа пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных им полномочий. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1. Голицина  О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. Базы данных: Учебное пособие. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2009. – 352 с.
2. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. – СПб.: Питер, 2010. – 304 с.
3. Смородинский А. В., Ривкин М. Н. Базы данных: тенденции развития // Мир ПК, 1990, N 3.
4. Смородинский А. В., Ривкин М. Н. Системы управления базами данных и оболочки экспертных систем для персональных компьютеров. - Тверь, 1991.