Системы управления базами данных и определенные требования к их функциональным возможностям

   • снижает нагрузки на операционную  систему;

   • сокращает совокупную потребность  клиентов в оперативной памяти;

   • обеспечивает снижение конкуренции  при одновременном использовании  системных ресурсов;

   • дает более рациональное  по сравнению с ОС назначение  приоритетов и планирование;

   • обусловливает равномерную  загрузку наличных процессоров;

   • ускоряет обработку сложных  запросов за счет параллельного  выполнения на нескольких процессорах.

     Архитектуру Informix-OnLine DS называют также многопотоковой. Для каждого клиента создается так называемый поток, или нить. Поток – это подзадача, выполняемая в рамках одного из серверных процессов. В некоторых случаях для обслуживания одного клиентского запроса формируется несколько параллельных потоков.

     Важный оптимизирующий механизм  сервера – кеши хранимых процедур  и словарей данных. Словари данных, доступные только для чтения, а также хранимые процедуры распределяются между всеми пользователями сервера, что позволяет оптимизировать совокупное использование памяти. При загрузке  в разделяемую память словарь данных записывается в структуры, обеспечивающие быстрый доступ к информации, а хранимые процедуры преобразуются в выполняемый формат. Все это существенно ускоряет выполнение приложений, обращающихся ко многим таблицам с большим числом столбцов и/или ко многим хранимым процедурам. Операции ввода/вывода, как правило, образуют наиболее медленный компонент обработки баз данных, поэтому от их реализации существенно зависит общая продуктивность сервера.

     Для оптимизации ввода/вывода  и повышения надежности в сервере  реализованы следующие механизмы:

   • собственное управление дисковой  памятью;

   • асинхронный ввод/вывод;

   • опережающее чтение.

     Многопотоковая архитектура сервера  послужила базой для реализации  технологии параллельной обработки запросов (Parallel Data Query – PDQ), обеспечивающей эффективное выполнение сложных запросов, характерных для систем поддержки принятия решений.

     PDQ – это технология, которая позволяет разделить обработку одного сложного запроса на ряд процессоров, мобилизовать для его выполнения максимально доступные системные ресурсы, во много раз сокращая сроки получения результата. Перечислим основные типы заданий, на которых проявляется эффект технологии PDO:

   • обработка сложных запросов, включающих сканирование больших  таблиц, сортировку, соединение, группирование, массовые вставки;

   • построение индексов;

   • сохранение и восстановление  данных;

   • загрузка, выгрузка данных, реорганизация  баз данных;

   • массовые операции вставки,  удаления, модификации данных.

     Технология PDO используется в основном для быстрого выполнения DSS – запросов и пакетных приложений. Если ее применение ничем не ограничено, то сильно распараллеленное выполнение нескольких сложных запросов приводит к недопустимому замедлению OLTP – приложений, выполняющихся на том же сервере. Управление степенью распараллеливания запросов и долей системных ресурсов, выделяемых для PDO-обработки, может осуществляться динамически. Например, в часы наиболее активной работы приложений OLTP запросы DSS выполняются без распараллеливания или с невысокой степенью распараллеливания. В остальное же время или на серверах, где приложения OLTP отсутствуют, устанавливается режим максимального использования PDQ.

     Средства обеспечения надежности  и инструменты администрирования  Informix-Online DS позволяют свести к минимуму риск и последствия отказов, а также практически исключают плановые простои.

     В Informix-OnLine DS реализована возможность дублирования связной дисковой области, выделенной под базу данных, на другой дисковой области. Основная цель этого – обеспечение высокой готовности, дополнительный эффект зеркалирования – оптимизация операций чтения. При сбое диска, на котором находится первичная область, администратор имеет возможность провести восстановление без перевода сервера в режим off-line. Все операции чтения записи продолжаются с зеркальной областью. Синхронизация данных на первичном диске после его включения осуществляется в оперативном режиме.

     Тиражирование – это поддержание  на другой вычислительной базе  копий объектов базы данных. В Informix-OnLine DS реализовано прозрачное тиражирование данных с основного сервера баз данных на вторичный сервер, к которому разрешен доступ только на чтение и который может находиться в другом географическом месте.

     Главная цель тиражирования в Informix-OnLine DS – это обеспечение высокой готовности. В случае отказа основного сервера вторичный сервер становится доступен и на запись. Прозрачное перераспределение клиентов при отказе основного сервера  не поддерживается, но оно может быть реализовано в рамках приложений.

     После восстановления основного  сервера возможен сценарий, при  котором восстановленный сервер  становится вторичным. При этом  бывшему вторичному серверу, который  уже функционирует в режиме  чтения-записи, придается статус  основного. Подключенные к нему клиенты продолжают работу. Так обеспечивается непрерывная доступность данных.

     При включении сервер всегда  проверяет, не произошло ли  последнее выключение системы  аварийно. В этом случае множество  транзакций, выполнявшихся в момент сбоя, остались в незавершенном, некорректном состоянии. Если сервер выявил такую ситуацию, то он запускает процедуру быстрого восстановления, которая обеспечивает возврат системы в корректное состояние.

     Informix-OnLine DS позволяет создавать архивные копии данных, а в дальнейшем фиксировать те изменения, которые произошли на сервере с момента создания архива. Изменения сохраняются в файлах журнала транзакций. Важнейшее свойство инструментов архивирования и восстановления – возможность выполнять эти операции параллельно с доступом пользователей к серверу. Кроме того, предоставляются следующие возможности:

   • автоматический запуск утилит  архивирования по заданному расписанию;

   • контроль меток архивных  лент в целях исключения ошибок  операторов;

  • шифрование и сжатие архивируемых данных;

   • контроль правильности считываемых  данных путем вычисления контрольных  сумм.

СУБД  компании Sybase

   Sybase System фирмы Sybase – современная высокопроизводительная СУБД, работающая на платформах РС-серверов для Novell NetWare, Windows NT, OS/2, SCO UNIX по технологии распределенной обработки и доставки данных.

   В состав пакета Sybase System входят реляционные СУБД SQL Server и ряд других компонентов – репликационный сервер, отладчик, библиотеки серверной и клиентской части, средства управления и мониторинга и др.

   Репликационный сервер использует  асинхронную модель репликации  транзакций. Правила репликации  проектируются одновременно с  разработкой модели данных. Затем  проводится конфигурирование системы. При работе прикладной программы изменения данных отслеживаются системными средствами, и в соответствии с конфигурацией требуемая информация передается в удаленную СУБД. Репликационный сервер выполняет отдельную задачу, запускаемую одновременно с СУБД. Он имеет свой входной язык и стандартный для продуктов Sybase сетевой интерфейс Open Server. Такое разделение снижает нагрузку на СУБД и делает систему в целом более открытой.

   Репликация данных в Sybase использует системный журнал как источник информации о завершенных транзакциях. В узле, содержащем первичные данные, для каждой тиражируемой базы данных запускается специальный модуль- менеджер журнала транзакций (Log Transfer Manager). Он подключается к серверу БД, получает от него уведомления о завершении транзакций.

   Для анализа функционирования  сервера на РС-клиент Sybase предоставляет модуль SQL Monitor, представляющий в графическом виде процессы загрузки, ввода/вывода и использования памяти сервером, а также характеризующий степень интенсивности транзакций. Для управления сервером применяется набор хранимых процедур и set-команд. Модуль Sybase SQL Server Manager выполняет те же функции, но имеет оконный интерфейс. Для учета информации о действиях пользователей служит модуль Sybase Audit Server, работающий со специальной базой данных, которая доступна для последующего анализа.

   Зачастую в информационных системах  возникают ситуации, когда требуется  обеспечить доступ к источникам  данных, которые сами по себе  не являются СУБД. Предметом такой  задачи может быть, например, обслуживание измерительной аппаратуры, ведущей непрерывный анализ течения какого-либо процесса. Другой вариант использования шлюзов - при необходимости подключать к ИС данные, находящиеся в СУБД третьих фирм (например, Oracle). Компонент OmniConnect, входящий в состав Sybase System, осуществляет унифицированный доступ приложений к разнородным источникам данных. Специальные шлюзовые компоненты организуют работу в системе с любой промышленной СУБД, включая Oracle и Informix. Приложения-клиенты при этом взаимодействуют только с сервером OmniConnect на диалекте SQL фирмыSybase, а необходимая трансляция и преобразование типов данных автоматически осуществляется шлюзовыми модулями.

   OmniConnect хранит информацию о размещении таблиц на том или ином сервере БД. Централизованно хранятся и исполняются глобальные хранимые процедуры. Приложение-клиент может осуществлять транзакции, в которых участвуют таблицы из различных БД, а также выполнять процедуры, которые OmniConnect при работе с СУБД, отличными от Sybase, прозрачно преобразует к соответствующему диалекту SQL.

   Технология OpenServer, входящая в состав Sybase System, на основе имеющихся библиотек позволяет разрабатывать собственные приложения, использующие поступающие данные от промышленного оборудования. Для приложения-клиента такие программы «выглядят», как хранимые процедуры на Sybase-совместимом сервере базы данных. На базе технологии  OpenServer реализуется специальный драйвер, обеспечивающий доступ к ODBC-источникам данных. Приложение может подключаться к этому драйверу как к обычному серверу Sybase и выполнять на нем операции TransactSQLSybase. Драйвер самостоятельно обеспечивает приведение команд TransactSQL к стандарту ODBC. Использование подобных драйверов позволяет включать в систему не только промышленные СУБД других производителей, но и настольные СУБД. Другим примером применения технологии OpenServer может служить реализация доступа к электронной почте. 
 
 
 
 
 
 

Выводы 

   1. Основой функционирования информационной системы является ее информационное обеспечение, в частности, базы данных (БД) и системы управления базами данных (СУБД). Большинство БД использует табличный способ представления, где данные располагаются по строкам (которые называются записями) и столбцами (которые называются полями), однако не любая таблица представляет собой БД, поскольку БД должны содержать только независимую (первичную) информацию. В последнее время наибольшее распространение получили реляционные базы данных.

   2. Для взаимодействия пользователя с БД используются СУБД. Важный этап в их развитии – СУБД dBASЕ ׀׀׀ и dBASЕ ׀׀׀ PLUS фирмы Ashton Tate, которые, по существу, стали стандартом для программных продуктов данного класса. Современные настольные СУБД входят в состав интегрированных программных продуктов типа Office: Access – в MS Office, Paradox – в Corel Office,  Approach – в Lotus SmartSuite.

   3. С развитием Интернет- и Интернет - технологий появилась возможность доступа к удаленным БД, что потребовало создания стандартного языка (SQL – структурированный язык запросов), который мог бы использоваться так, чтобы функционировать в большом количестве различных видов компьютерных сред.

   4. В условиях крупного офиса или предприятия в целом важно построение распределенных систем. Централизованное хранение данных и доступ к центральной БД в условиях географически распределенной системы приводят к необходимости установления соединений между центральным сервером, хранящим данные, и компьютерами-клиентами (APM). В современной технологии APM объединены в локальную сеть. APM-клиент выдает запросы на выборку и обновление данных, а СУБД исполняет их. Запросы клиента в соответствии с требованиями задачи сгруппированы в логические единицы работы (транзакции). Если все операции с базой данных, содержащиеся внутри транзакции, выполнены удачно, транзакция в целом также выполняется успешно (фиксируется). Большинство производителей  современных промышленных СУБД в той или иной мере обеспечивают поддержку распределенной обработки транзакций. Альтернативой распределенным транзакциям считается репликация (дублирование) данных. В таких системах одна и та же информация хранится в различных узлах. Согласование значений и распространение данных по узлам осуществляется автоматически. В зависимости от условий, специфицированных разработчиком, репликация может осуществляться либо сразу после наступления некоторого события (скажем, модификации строки таблицы), либо через заранее заданные интервалы времени (каждую минуту, каждый час и т.д.), либо в определенный момент времени (например, ночью, когда загрузка и стоимость линий связи минимальны).