1.1.2. Локальная технология

При использовании этой технологии база данных, СУБД и прикладная программа (приложение) располагаются на одном компьютере (мэйнфрейме или персональном компьютере) (рис.1.1.). Для такого способа организации не требуется программные и аппаратные средства сети и все сводится к монопольной (автономной) работе.

Свойства технологии:

• База данных в виде набора файлов находится на жестком диске компьютера.

• На этом же компьютере установлены СУБД и приложение для работы с БД.

• Пользователь запускает приложение. Используя предоставляемый приложением пользовательский интерфейс, он формирует обращение к БД на выборку/обновление информации.

• Все обращения к БД идут через СУБД, которая внутри себя хранит все сведения о физической структуре БД.

• СУБД инициирует обращения к данным, обеспечивая выполнение запросов пользователя (осуществляя необходимые операции над данными).

• Результат СУБД возвращает в приложение, которое, используя пользовательский интерфейс, отображает результат запроса.

Рис. 1.1. Локальная архитектура

Подобная архитектура использовалась в первых версиях СУБД DB2, Oracle, ORD, Ingres.

Многопользовательская технология работы обеспечивалась либо режимом мультипрограммирования (одновременно могли работать процессор и внешние устройства – например, пока в прикладной программе одного пользователя шло считывание данных из внешней памяти, программа другого пользователя обрабатывалась процессором), либо режимом разделения времени (пользователям по очереди выделялись кванты времени на выполнении их программ). Такая технология была распространена в период больших ЭВМ (IBM-370 и ЕС ЭВМ в СССР). Основным недостатком этой модели является снижение производительности при увеличении числа пользователей.

Как правило, в основу ИС закладывается реляционная база данных (см. раздел 3, 4). Все подходы к организации ИС базируются на общей архитектуре "клиент-сервер". Различие состоит только в том, что делают клиенты и серверы. Тем не менее, широко применяется более узкое разделение на “файл-сервер”, непосредственно “клиент-сервер”, “Intranet”.

1.1.3. Архитектура с сетью и файловым сервером

Появление персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей явились 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 соответствии с запросами пользователей файлы с файл-сервера передаются на рабочие станции пользователей, где и осуществляется основная часть обработки данных. Выделенный сервер выполняет в основном только роль хранилища файлов, не участвуя в обработке самих данных (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Архитектура "файл-сервер"

Свойства технологии:

• 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 зафиксировала 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, которое, используя пользовательский интерфейс, отображает результат запроса.

В рамках архитектуры "файл-сервер" были выполнены первые версии популярных так называемых настольных СУБД, таких, как Clipper, FoxBase и Microsoft Access. В подобных СУБД на файл-сервере гораздо проще вносить изменения в отдельные таблицы базы, минуя приложения, непосредственно из инструментальных средств (например, из утилиты Database Desktop фирмы Borland для файлов Paradox и dBase); подобная возможность облегчается тем обстоятельством, что фактически у таких СУБД база данных – набор отдельных таблиц (файлов), хранящихся в отдельном каталоге на диске.

В литературе указываются следующие основные недостатки данной архитектуры:

• Вся таблица (файл) БД копируется на клиентскую машину и обработка данных осуществляется на клиенте. В результате возрастает сетевой трафик и увеличиваются требования к аппаратным мощностям пользовательского компьютера.

• При одновременном обращении множества пользователей к одним и тем же данным производительность падает, т.к. необходимо дождаться пока пользователь, работающий с данными, завершит свою работу, если приложение пользователя требует монопольного владения информацией.

• Как правило, используется навигационный подход, ориентированный на работу с отдельными записями файла.

• Архитектура обладает низким уровнем безопасности, опирающегося только на средства операционной системы.

• В ранних СУБД недостаточно развит аппарат транзакций, что служит потенциальным источником ошибок в плане нарушения смысловой и ссылочной целостности информации при одновременном внесении изменений в одну и ту же запись.

Вопросы для самопроверки по теме 1.1

1. Дайте определение ИС и назначение и роль БД в ИС.

2. Что такое сервер и клиент.

3. Что такое файл серверная технология?

4. Что такое выделенный сервер?

5. Поясните, чем отличается локальная архитектура от файл-серверной?

6. Что такое монопольный и разделяемый режим обработки информации?

7. Где производится обработка приложений бизнес логики в рассмотренных архитектурах?

8. Что понимается под мэйнфреймом?

9. Что такое трафик сети?