Фрагментация данных и размещение

Задачи интеграции и децентрализации.

Возникновение распределенных баз данных (РБД) обусловлено двумя противоположными тенденциями обработки данных: интеграцией и децентрализацией.

Интеграция обеспечивает единый взгляд на данные, централизацию управления и ведения баз данных.

Децентрализация позволяет приблизить хранение данных к местам их возникновения или обработки, ускоряет и удешевляет обработку, повышает степень надежности системы.

Представляется удобным проектировать информационную систему таким образом, чтобы степень интеграции и децентрализации отвечали потребностям данной ИС.

Интеграция Децентрализация

Распределенная база данных (РБД) представляет собой базу данных, отдельные части которой размещены (возможно, с дублированием) на нескольких ЭВМ сети. При проектировании РБД обязательно выполняется фрагментация и размещение данных.

Фрагментация – это разбиение целостного объекта глобального типа на несколько частей, называемых фрагментами. Размещение – это отображение каждого фрагмента на одну или более ЭВМ. Конфигурация и эксплуатационные характеристики РБД существенно зависят от размещения фрагментов данных по ЭВМ сети. Размещение объектов может быть избыточным и безызбыточным. В последнем случае каждый фрагмент отображается точно на одну ЭВМ, а в первом – на одну или более ЭВМ.

В случае избыточного размещения разработчик должен выбрать степень дублирования каждого фрагмента. Выгоды, получаемые от дублирования, пропорциональны объему операций выборки данных и обратно пропорциональны количеству обновлений. При большом количестве производящихся выборок в случае отказа от передач по сети получаем очевидное ускорение, особенно если данные остаются практически неизменными. Если же данные часто меняются, то поддержание целостности БД требует распространения изменений на все копии данных. Однако если система допускает временные нарушения целостности, стратегия дублирования фрагментов становится более предпочтительной. Преимущества дублирования уменьшаются с увеличением стоимости хранения фрагментов. Вместе с тем дублирование повышает устойчивость системы против отказов, так как независимая потеря нескольких копий одной и той же информации маловероятна; в случае порчи обычных рабочих копий в прикладной системе могут использоваться другие копии.

И к РБД и к обычным БД предъявляются общие требования такие, как обеспечение быстрой обработки типовых и незапланированных запросов, безопасности, секретности, прозрачности логической и физической структуры данных и др.,

Помимо этого к РБД в связи с распределенностью данных предъявляются требования прозрачности:

распределенной структуры БД;

совместного доступа к данным;

распределенной обработки.

Первое требование предполагает независимость конечных пользователей и программ от способа размещения информации на ЭВМ сети. Это означает, что конечные пользователи и прикладные программисты должны иметь возможность формулировать запросы к РБД аналогично запросам к централизованной базе данных, то есть без учета распределения данных по узлам сети. Локализация данных, декомпозиция запросов и композиция результатов должны выполняться системой без участия пользователя.

"Прозрачность" совместного доступа к данным означает поддержку целостности РБД при одновременной модификации одних и тех же данных несколькими пользователями.

Под "прозрачностью" распределенной обработки понимается независимость пользователей и прикладных программ от типа ЛВС и применяемого сетевого программного обеспечения. В процессе работы пользователь не должен учитывать, что его запрос будет обрабатываться в вычислительной сети, возможно, на нескольких ЭВМ. Коммуникационные функции должны быть скрыты от пользователя.

Администрирование и доступ пользователей к РБД осуществляются с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД), которая, исходя из упомянутых требований, обеспечивает выполнение следующих функций:

автоматическое определение ЭВМ, на которой хранятся требуемые в запросе данные;

декомпозицию распределенных запросов на частные подзапросы к БД отдельных ЭВМ;

планирование обработки запросов;

передачу частных подзапросов и их исполнение на удаленных ЭВМ;

прием результатов выполнения частных подзапросов, полученных в результате декомпозиции запросов на поиск и чтение данных из РБД, и композицию общего результата;

поддержание в согласованном состоянии копий дублированных данных на различных ЭВМ сети;

управление параллельным доступом к РБД многих пользователей;

обеспечение целостности РБД.

В связи с большей сложностью структуры РБД появляется необходимость хранения помимо собственно данных, составляющих БД, еще и данных об их фрагментации, размещении, дублировании, актуальности хранимых копий. Такие данные называются "метаданными", а структура, предназначенная для их хранения – "мета базой данных". В терминах MS SQL сервера мета БД называется "репозиторий".

Дата добавления: 2013-12-12