Приложения
Клиенты
СУБД
Сервер
База данных
Рис. 8. Архитектура «клиент-сервер» [ 2 ]
Архитектура «клиент-сервер» имеет ряд достоинств:
БД может использоваться одновременно несколькими клиентами.
Работа с данными клиентом и сервером выполняется параллельно. В результате процесс обработки данных существенно ускоряется.
Компьютер сервера может иметь большие вычислительные возможности, что обеспечивает высокую производительность системы.
Компьютер клиента можно адаптировать к требованиям конкретного конечного пользователя.
Основываясь на архитектуре «клиент-сервер», рассмотрим особенности режимов работы с централизованной и распределенной базами данных.
Централизованная база данных
Централизованное хранение баз данных применяется уже несколько десятилетий. База данных хранится на внешних устройствах центральной ЭВМ, работающей под управлением многозадачной операционной системы. Пользователи обращаются к базе данных с удаленных терминалов, часто не имеющих собственных вычислительных ресурсов – процессора и памяти (рис. 9):
Пользователи
Клиенты
Сервер
База данных
Рис. 9. Централизованная база данных [ 2 ]
Достоинствами этого режима являются простота эксплуатации системы и ее относительная дешевизна. Недостатки – большая зависимость от качества работы центрального узла и повышенные требования к его производительности.
Система параллельного доступа к базе данных, расположенной на одном компьютере, нескольких пользователей называется системой распределенной обработки данных.
Распределенная база данных
В рамках этого режима отдельные части базы данных распределяются между различными компьютерами. При этом доступ к данным на любом компьютере поддерживается всеми клиентами через телекоммуникационную вычислительную сеть (рис. 10):
Пользователи Пользователи
Клиенты Клиенты
Сервер
Сервер
База данных (часть 1) База данных (часть 2)
Пользователь
Клиенты
Сервер
База данных (часть 3)
Рис. 10. Распределенная база данных [ 2 ]
В каждом узле системы функционируют собственные СУБД и программное обеспечение. Следовательно, распределенную СУБД можно интерпретировать как способ организации совместной работы отдельных локальных СУБД, расположенных в различных узлах. При этом СУБД каждого узла должна иметь средства, обеспечивающие пользователям и приложениям возможность работы со всей базой данных.
Классифицируют гомогенные и гетерогенные распределенные базы данных [ 12 ]. В гомогенных распределенных базах данных в узлах системы используются СУБД одного типа, в гетерогенных – различных типов.
Рационально сохранять в каждом узле системы часть базы данных, логически связанную с этим узлом. Например, база данных, созданная для крупного производственного объединения, может состоять из фрагментов, каждый из которых содержит информацию о работе отдельного подразделения, цеха и т. д.
При такой организации работ увеличивается производительность обработки информации, так как сведения, необходимые для обеспечения деятельности подразделения или филиала предприятия, извлекаемые из базы данных наиболее часто, хранятся в связанном с ним узле системы. Это позволяет экономить ресурсы, поскольку обращение за данными к удаленным узлам происходит значительно реже. Ликвидируется зависимость от центрального узла – при сбое в отдельном узле системы целостность большей части базы данных сохраняется.
При работе с распределенной базой данных каждый компьютер является клиентом для одних компьютеров и сервером для других. Клиент может получить доступ к любому количеству серверов. Этот доступ может быть одновременным к нескольким серверам или реализовываться последовательно от сервера к серверу. Оптимальной является такая организация работы, когда от выполняемого приложения скрыты механизмы функционирования системы и создается впечатление, что обработка данных осуществляется одной СУБД, работающей на одном компьютере. Пользователи и приложения должны получать доступ к необходимым им данным, не имея информации о месте расположения этих данных.
Система распределения базы данных по нескольким компьютерам, расположенным в сети, с обеспечением возможности параллельного доступа к ней нескольких пользователей, называется системой распределенных баз данных.
При использовании в работе архитектуры «клиент-сервер» часто необходимо решать проблему унифицированного доступа к данным, созданным различными СУБД. Эта проблема решается с помощью стандартного интерфейса ODBC (Open Database Connectivity).
На компьютере клиенте должна быть установлена операционная система с интерфейсом ODBC. СУБД или приложение, обращающиеся к данным, созданным в другой среде, получают к ним доступ с помощью вызова на языке SQL стандартных функций интерфейса ODBC. При этом подключается необходимый драйвер, соответствующий формату данных СУБД [ 15 ].