Архитектура сервера баз данных
Повышение эффективности и оперативности обслуживания большого числа клиентских запросов, помимо простого увеличения ресурсов и вычислительной мощности серверной машины, может быть достигнуто двумя путями:
снижением суммарного расхода памяти и вычислительных ресурсов за счет буферизации (кэширования) и совместного использования (разделяемые ресурсы) наиболее часто запрашиваемых данных и процедур;
распараллеливанием процесса обработки запроса – использованием разных процессоров для параллельной обработки изолированных подзапросов и/или для одновременного обращения к частям базы данных, размещенным на отдельных физических носителях.
Рассмотрим архитектуры, реализующие следующие модели совместной обработки клиентских запросов.
Архитектура «один к одному»
В этом случае (рис. 7.4) для обслуживания каждого запроса запускается отдельный серверный процесс.
Рис. 7.5. Архитектура сервера «один к одному»
Таким образом, даже если от клиентов поступят совершенно одинаковые запросы, для обработки каждого из них будет запущен отдельный процесс, каждый из которых будет выполнять одинаковые действия и использовать одни и те же ресурсы.
Многопотоковая односерверная архитектура
Обработку всех клиентских запросов выполняет один серверный процесс (использующий один процессор), взаимодействующий со всеми клиентами и монопольно управляющий ресурсами (рис. 7.6). При этом для отдельного клиентского процесса создается поток, (thread) в рамках которого локализуется обработка запроса.
Процессор Поток
1
Поток N
Рис. 7.6. Многопотоковая односерверная архитектура
Мультисерверная архитектура
В том случае, когда для работы СУБД используются многопроцессорные платформы, обслуживание запросов может быть физически распределено для параллельной обработки между процессорами. Такое решение (рис. 7.7) требует введения дополнительного звена, в задачи которого входит диспетчеризация запросов для обеспечения сбалансированной загрузки процессоров.
Д
И
С
П
Е
Т
Ч
Е
Р
Процессор
Рис. 7.7. Многопотоковая односерверная архитектура
В том случае, когда серверный процесс реализуется как многопоточное приложение, говорят, что СУБД имеет мультисерверную многопотоковую архитектуру.
38. Источник данных. Архитектура приложения, работающего с внешними источниками данных.
Источник данных - это совокупность данных в определенном формате представления и программных средств, обеспечивающих поддержку формата, управление и манипулирование данными (например, базу данных и СУБД). В качестве источника данных могут выступать базы данных, текстовые файлы, электронные таблицы и т.п.
Несмотря на разнообразие программного обеспечения ведения источников данных, общая архитектура приложения, работающего с источниками данных, остается неизменной и включает следующие механизмы (рис. 10.1):
• механизм соединения с источником данных, обеспечивающий двунаправленный поток данных от программных средств ведения источника данных до приложения и обратно;
• механизм внутреннего представления данных, обеспечивающий хранение данных и реализацию запросов на их предоставление разным частям приложения;
• механизм связи внутреннего представления с элементами пользовательского интерфейса;
• пользовательский интерфейс, реализующий предоставление данных пользователю на обработку;
• алгоритмы обработки данных (бизнес-логику).
Между приложением и собственно источником данных работает специальное программное обеспечение (так называемое промежуточное ПО), управляющее процессом обмена данными. Промежуточное ПО может быть реализовано разными способами, например:
• как программное окружение приложения, без которого приложение не сможет работать;
• как набор драйверов и динамических библиотек;
• как подпрограммы, интегрированные в само приложение;
• как отдельный сервер, обслуживающий множество приложений.