19. Прозрачность выполнения

Прозрачность выполнения требует, чтобы работа в среде СУРБД выполнялась точно так же, как и в среде централизованной СУБД. В распределенной среде работа системы не должна демонстрировать никакого снижения производительности, связанного с ее распределенной архитектурой, например с присутствием медленных се сетевых соединений. Прозрачность выполнения также требует, чтобы СУРБД была способна находить наиболее эффективные стратегии выполнения запросов.

В централизованной СУБД обработчик запросов должен оценивать каждый запрос на доступ к данным и находить оптимальную стратегию его выполнения, представляющую собой упорядоченную последовательность операций с базой данных. В распределенной среде обработчик распределенных запросов отображает запрос на доступ к данным в упорядоченную последовательность операций локальных баз данных.

Дополнительная сложность возникает из-за необходимости учитывать наличие фрагментации, репликации и определенной схемы размещения данных. Обработчик распределенных запросов должен выяснить:

• к какому фрагменту следует обратиться;

• какую копию фрагмента использовать, если его данные реплицируются;

• какое из местоположений должно использоваться.

Обработчик распределенных запросов вырабатывает стратегию выполнения, которая является оптимальной с точки зрения некоторой стоимостной функции. Обычно распределенные запросы оцениваются по таким показателям:

• время доступа, включающее физический доступ к данным на диске;

• время работы центрального процессора, затрачиваемое на обработку данных в первичной памяти;

• время, необходимое для передачи данных по сетевым соединениям.

Первые два фактора аналогичны тем, которые учитываются в централизованных системах. Однако в распределенной среде СУРБД необходимо учитывать и затраты на передачу данных, которые во многих случаях среди прочих затрат оказываются доминирующими. Последнее замечание будет особенно справедливо в случае использования медленных сетевых соединений.

В подобных ситуациях при оптимизации можно игнорировать затраты на

ввод/вывод и использование ЦП. Однако некоторые сетевые соединения имеют скорость передачи данных, сравнимую со скоростью доступа к дискам (например, локальные сетевые соединения). В этом случае при оптимизации должны учитываться все три показателя затрат.

Один из подходов к оптимизации запросов предполагает минимизацию общих затрат времени, связанных с выполнением запроса. Другой подход

предусматривает минимизацию времени реакции системы на запрос. При этом основная задача оптимизатора запросов состоит в максимальном распараллеливании выполнения операций. В некоторых случаях время реакции

системы на запрос может быть существенно меньше общих затрат времени на его выполнение.

20. Правила Дейта

Правило 1. Локальная автономность

Сайты в распределенной системе должны быть автономными. В данном контексте автономность означает следующее:

• локальные данные принадлежат локальным владельцам и сопровождаются

локально;

• все локальные процессы остаются чисто локальными;

• все процессы на заданном сайте контролируются только этим сайтом.

Правило 2. Отсутствие опоры на центральный сайт.

В системе не должно быть ни одного сайта, без которого система не сможет функционировать.

Это означает, что в системе не должно существовать центральных серверов

таких служб, как управление транзакциями, выявление взаимных блокировок, оптимизация запросов и управление глобальным системным каталогом.

Правило 3. Непрерывное функционирование

В идеале, в системе никогда не должна возникать потребность в плановом останове ее функционирования для выполнения таких операций, как:

• добавление или удаление сайта из системы;

• динамическое создание или удаление фрагментов из одного или нескольких

сайтов.

Правило 4. Независимость от расположения

Независимость от расположения эквивалентна прозрачности расположения. Пользователь должен получать доступ к базе данных с любого из сайтов. Более того, пользователь должен получать доступ к любым данным так, как если бы они хранились на его сайте, независимо от того, где они физически сохраняются.

Правило 5. Независимость от фрагментации

Пользователь должен получать доступ к данным независимо от способа их фрагментации.

Правило 6. Независимость от репликации

Пользователь не должен нуждаться в сведениях о наличии репликации данных. Это значит, что пользователь не будет иметь средств для получения прямого доступа к конкретной копии элемента данных, а также не должен заботиться об обновлении всех имеющихся копий элемента данных.

Правило 7. Обработка распределенных запросов

Система должна поддерживать обработку запросов, ссылающихся на данные, расположенные на более чем одном сайте.

Правило 8. Обработка распределенных транзакций

Система должна поддерживать выполнение транзакций, как единицы восстановления. Система должна гарантировать, что выполнение как глобальных, так и локальных транзакций будет происходить с сохранением четырех основных свойств транзакций, а именно: атомарности, согласованности, изолированности и продолжительности.

Правило 9. Независимость от типа оборудования

СУРБД должна быть способна функционировать на оборудовании с различными вычислительными платформами.

Правило 10. Независимость от операционной системы

Прямым следствием предыдущего правила является требование, согласно которому СУРБД должна быть способна функционировать под управлением различных операционных систем.

Правило 11. Независимость от сетевой архитектуры

СУРБД должна быть способна функционировать в сетях с различной архитектурой и типами носителя.

Правило 12. Независимость от типа СУБД

СУРБД должна быть способна функционировать поверх различных локальных СУБД, возможно, с разным типом используемой модели данных. Другими словами, СУРБД должна поддерживать гетерогенность