Архитектура систем баз данных Основные концепции
Определение архитектуры Архитектура – это совокупность существенных решений, касающихся - организации программной системы; - выбора структурных элементов, составляющих систему и их интерфейсов; - поведения этих элементов, определенного в процессе взаимодействия с другими элементами; - составления из этих структурных и поведенческих элементов прогрессивно больших систем; - архитектурного стиля, определяющего организацию системы, её элементы и их интерфейсы, их взаимодействия и способ соединения. Классическое определение (Буч, Рембо, Джекотсон)
Виды архитектур баз данных Централизованная архитектура Децентрализованная архитектура Компоненты системы базы данных располагаются в единой среде располагаются в разных средах (ПК) и исполняются внутри одной и исполняются внутри различных программы программ Реализует режим работы системы однопользовательский многопользовательский с параллельным доступом к БД с централизованной БД (системы с распределенной обработкой) с распределенной БД (системы распределенных баз данных)
Технология «клиент-сервер» Реализация децентрализованной архитектуры основана на технологии «клиент-сервер» Суть технологии «клиент-сервер» Вычислительный процесс запрос 1 -й Клиент процесс 2 -й процесс Сервер результат
Технология «клиент-сервер» в БД Реализация технологии «клиент-сервер» в системах баз данных состоит в разделении функций, выполняемых системой баз данных, и размещении их на клиентской либо серверной части: - функции ввода и отображения данных (Presentation logic) - функции решения прикладной задачи (Business logic) - функции реализации модели данных (Database logic) - функции управления ресурсами (Database Manager system) - функции связи (Service function)
Модель удаленного Модель сервера БД Модель и модель активного сервера файлового доступа сервера БД приложений сервера Модели архитектур баз данных Presentation Business logic Database manager Распределенное представление клиент сервер Удаленное представление клиент сервер Распределенная бизнес-логика клиент сервер Удаленный доступ к данным клиент сервер Удаленное управление клиент сервер Гибридная схема клиент сервер
Характеристика моделей Модель файлового сервера Сервер Клиент Presentation Logic Business Logic Database Logic БМД Database Manager System Service Functions СУФ БД Достоинства: разделение монопольного процесса на 2 процесса Основные недостатки: 1. Большая нагрузка на сеть; 2. Слабая защита данных.
Характеристика моделей Модель удаленного доступа к данным Сервер Клиент Presentation Logic SQL - запрос Business Logic Service Functions Результат запроса Достоинства: 1. Разгрузка сетевого трафика; 2. Повышение производительности Основные недостатки: 1. Дублирование кода приложения; 2. Пассивная роль сервера. Database Logic Database Manager System БМД БД
Характеристика моделей Модель сервера баз данных Сервер Клиент Presentation Logic Вызов процедур Service Functions Результат процедур Business Logic ХП Database Logic Тр Database Manager System БМД БД Достоинства: 1. Технологичность разработки программного обеспечения; 2. Высокий уровень защиты базы данных из-за применения ХП Основные недостатки: 1. Большая нагрузка на сервер при большом числе клиентов; 2. Сложности в проектировании и планировании разработки системы
Характеристика моделей Модель сервера приложений Сервер приложения Клиент Presentation Logic Service Functions Вызов процедур Вызов функции Business Logic Результат функции Сервер БД Database Logic Database Manager Результат System процедур ХП Тр БМД БД Достоинства: 1. Высокая производительность системы базы данных при большого количестве клиентов при невысокой стоимости. 2. Более высокая технологичность разработки и сопровождения программного обеспечения Основные недостатки: 1. Дополнительные издержки на отладку и тестирование 2. Реализация дополнительных общих функций на сервере приложений
Модели серверов баз данных Модель один-к-одному ОП Клиент 1 Клиент 2 Клиент 3 Серверный процесс 1 Серверный процесс 2 CPU I/O Серверный процесс 3 Недостатки. 1. Ограниченное количество одновременно обслуживаемых клиентов. 2. Нерациональное использование ресурсов. БД
Модели серверов баз данных Многопотоковая односерверная модель ОП Серверный процесс Клиент 1 поток 1 I/O Клиент 2 Клиент 3 поток 2 CPU поток 3 Недостатки. 1. Модель не эффективна для многопроцессорной системы. БД
Модели серверов баз данных Многопотоковая мультисерверная модель ОП Клиент 1 Серверный процесс 1 поток 1 Клиент 4 Клиент 2 Клиент 3 поток 2 Серверный процесс 2 поток 1 CPU Серверный процесс 3 Поток 1 Клиент 5 CPU I/O БД I/O поток 2 Недостатки. 1. Снижение производительности при выполнении операций I/O На базе этой модели строятся архитектуры с распараллеливанием выполнения запросов
Модели серверов баз данных Выполнение запроса при вертикальном параллелизме ОП подзапрос Клиент 1 Серверный процесс 1 подзапрос CPU I/O подзапрос Серверный процесс 2 Клиент 2 I/O CPU БД подзапрос Серверный процесс 3 CPU I/O Декомпозиция запроса выполняется при условии независимости полученных подзапросов. Тип серверного процесса здесь – нить (tread).
Модели серверов баз данных Выполнение запроса при гибридном параллелизме ОП подзапрос 1 Клиент 1 Серверный процесс 1 Подзапрос 2 CPU I/O раздел БД Подзапрос 3 Серверный процесс 2 Клиент 2 I/O CPU раздел БД Подзапрос 2 Подзапрос 3 Серверный процесс 3 CPU I/O раздел БД
Скачать презентацию Архитектура систем баз данных Основные концепции Определение
Лекция 8-1(7) Модели архитектур БД.ppt