10.Сетевые базы данных. Архитектура "клиент/сервер". Структура типового интерактивного приложения. Модель fs. Модель rda.

Сетевой подход к организации данных является расширением иерархического. В иерархических структурах запись-потомок должна иметь в точности одного предка; в сетевой структуре данных потомок может иметь любое число предков.

В сетевой модели данных любой объект может быть одновременно и главным, и подчиненным, и может участвовать в образовании любого числа взаимосвязей с другими объектами. Сетевая БД состоит из набора записей и набора связей между этими записями, а если говорить более точно - из набора экземпляров каждого типа из заданного в схеме БД набора типов записи и набора экземпляров каждого типа из заданного набора типов связи

Набор данных имеет следующие свойства:

• Набор данных есть поименованная совокупность связанных записей.

• В каждом экземпляре набора данных имеется только один экземпляр записи владельца.

• Экземпляр набора может содержать 0,1 или несколько записей-членов.

• Набор данных считается пустым, если ни один экземпляр записи-члена не связан с соответствующим экземпляром записи владельца.

• Экземпляр набора данных связан с записью владельца.

• Тип набора предполагает логическую взаимосвязь 1:M между владельцем и членом набора.

• Каждому типу набора данных присваивается имя, которое позволяет одной и той же паре типов объектов участвовать в нескольких взаимосвязях.

Очень часто к недостаткам сетевого подхода в БД относят как сложность самой модели данных, так и сложность освоения средств манипулирования данными в ней. Действительный источник сложности сетевой модели данных состоит в диапазоне предоставляемых моделью конструкций для представления информации и набора операции для манипулирования этими конструкциями.

Модели клиент-сервер - это технология взаимодействия в информационной сети. Сервер обладает правом управления тем или иным ресурсом, а клиент – пользования им. Каждый конкретный сервер определяется видом того ресурса, которым он владеет. Например, назначением сервера баз данных является обслуживание запросов клиентов, связанных с обработкой данных; файловый сервер, или файл-сервер, распоряжается файловой системой.

Этот принцип распространяется и на взаимодействие программ. Программа, выполняющая предоставление соответствующего набора услуг, рассматривается в качестве сервера, а программы, пользующиеся этими услугами, принято называть клиентами. Программы имеют распределенный характер, т.е. одна часть функций прикладной программы реализуется в программе-клиенте, а другая - в программе-сервере, а для их взаимодействия определяется некоторый протокол.

Один из основных принципов технологии клиент-сервер заключается в разделении функций стандартного интерактивного приложения на четыре группы, имеющие различную природу:

· Функции ввода и отображения данных.

· Прикладные функции, характерные для данной предметной области (для банковской системы - открытие счета, перевод денег и т.д.).

· Функции хранения и управления информационно-вычислительными ресурсами (базами данных, файловыми системами и т.д.).

· Служебные функции, осуществляющие связь между функциями первых трех групп.

В соответствии с этим в любом приложении выделяются следующие логические компоненты: компонент представления (presentation), реализующий функции первой группы; прикладной компонент (business application), поддерживающий функции второй группы; компонент доступа к информационным ресурсам (resource manager), поддерживающий функции третьей группы, а также вводятся и уточняются соглашения о способах их взаимодействия (протокол взаимодействия).

Различия в реализации технологии клиент-сервер определяются следующими факторами: видами программного обеспечения, в которые интегрирован каждый из этих компонентов; механизмами программного обеспечения, используемыми для реализации функций всех трех групп; способом распределения логических компонентов между компьютерами в сети; механизмами, используемыми для связи компонентов между собой.

Выделяются четыре подхода, реализованные в следующих моделях:

· модель файлового сервера (File Server - FS);

· модель доступа к удаленным данным (Remote Data Access - RDA);

· модель сервера баз данных (Data Base Server - DBS);

· модель сервера приложений (Application Server - AS).

Файловый сервер (FS). Этот подход является базовым для локальных сетей ПК. Один из компьютеров в сети назначается файловым сервером и предоставляет другим компьютерам услуги по обработке файлов. Файловый сервер работает под управлением сетевой операционной системы и играет роль компонента доступа к информационным ресурсам (т.е. к файлам). На других ПК в сети функционирует приложение, в кодах которого совмещены компонент представления и прикладной компонент.

Протокол обмена при такой схеме представляет собой набор вызовов, обеспечивающих приложению доступ к файловой системе на файл-сервере.

К недостаткам данной технологии относится:

• низкий сетевой трафик (передача множества файлов, необходимых приложению),

• небольшое количество операций манипуляции с данными (файлами),

• отсутствие адекватных средств безопасности доступа к данным (защита только на уровне файловой системы) и т.д.

Доступ к удаленным данным (RDA) существенно отличается от FS методом доступа к информационным ресурсам. В данной технологии программы компонента представления и прикладного компонента совмещены и выполняются на компьютере-клиенте. Доступ к информационным ресурсам обеспечивается операторами специального языка (например, языка запросов SQL, если речь идет о базах данных) или вызовами функций специальной библиотеки (если имеется специальный интерфейс прикладного программирования — API) .Запросы к информационным ресурсам направляются по сети удаленному компьютеру, который обрабатывает и выполняет их, возвращая клиенту блоки данных.

Достоинства RDA

• унификация интерфейса «клиент — сервер» в виде языка запросов;

• широкий выбор средств разработки приложений.

Недостатки

• Существенная загрузка сети при взаимодействии клиента и сервера посредством запросов;

• Невозможность администрирования приложений в RDA, так как в одной программе совмещаются различные по своей природе функции (представления и прикладные).