1. Распределённые базы данных: основные понятия.
Под распределенной БД (Distributed Data Base) обычно понимают множество взаимосвязанных БД, расположенных на различных узлах сети и возможно управляемых различными СУБД.
Распределенные БД с точки зрения пользователей и прикладных программ выглядят как обычные локальные БД. В этом смысле слова «распределенные» отражают способность организации БД, но не её внешний вид.
Система управления распределенными БД определяется, как программная система, которая позволяет управлять БД таким образом, чтобы ее распределенность была прозрачна для пользователей.
В этом определении уточним 2 отличительных условия:
Система состоит из множества узлов приемов запросов и непустого множества узлов данных. Узлы данных обладают средствами для хранения данных, а узлы приема запросов нет. На них лишь выполняются программы, реализующие интерфейс для доступа к данным, хранящимся в узлах данных.
Узлы логически представляют собой независимые компьютеры, на которые установлены собственные ОС и могут выполняться независимыми приложениями, т.е. узлы – компьютеры, связанные сетью, а не процессоры, составляющие многопроцессорную конфигурацию. Здесь важнейший отличительный признак – это слабосвязанный характер среды, где каждый узел функционирует независимо.
Замечание: если снять упомянутые выше условия, то мы получим определения системы параллельных БД.
Нужно подчеркнуть 2 момента, если мы говорим о распределенных СУБД:
Распределенные БД – это именно БД, а не коллекция файлов индивидуально хранимых на разных узлах сети. В этом заключается разница между распределенными БД и распределенной файловой системой. Распределенные данные представляют собой распределенные БД только если они связаны, в соответствии с некоторым формализмом (таким, как корреляционная модель), а для доступа к ним имеется единый высокоуровневый интерфейс.
Система обладает полной функциональностью СУБД. Она не сводится по своим возможностям ни к распределенным ФС, ни к системам обработки транзакций.
Обработки транзакций – это только одна из функций предоставляемых подобными системами. Наряду с этим они также должны обеспечивать функции запроса и структурной организации данных, которые не обязательно поддерживаются системами обработки транзакции.
БД физически распределяются по узлам данных при помощи фрагментации и репликации тиражирования данных. Отношения, принадлежащие реляционным БД, могут быть фрагментированы по горизонтальным или вертикальным разделам.
Горизонтальная фрагментация реализуется при помощи операции селекции, которая направляет каждый кортеж решения в один из разделов, руководствуясь предметом ролей. Например, для отношения «сотрудник» возможна фрагментация в соответствии с территориальным распределением рабочих мест.
При вертикальной фрагментации отношения делятся на разделы при помощи операции проекции. Например: один раздел отношения сотрудников может содержать № сотрудника, ФИО, адрес, а другой № сотрудника, оклад и руководителя.
Цели фрагментации:
За счет фрагментации данные приближаются к месту их наиболее интенсивного использования, что потенциально снижает затраты на пересылку.
Уменьшение размеров отношений, участвующих в пользовательских запросах.
Фрагменты данных могут тиражироваться с учетом спроса на доступ к ним, это полезно, если доступ к одним и тем же данным нужен из приложений, выполняющихся на разных узлах. В таком случае с точки зрения экономии затрат более эффективно будет поддерживать копии данных на всех узлах, чем непрерывно пересылать данные на линии.
