17

Контрольна робота

З дисципліни: "Інформатика та комп`ютерна техніка”

На тему: «Поняття мережевої технології клієнт/сервер»

План

Вступ

1. Технология "Клиент/Сервер" применительно к СУБД

2. Поддержка транзакций

3. Надежность хранения данных

4. Производительность

5. Многопользовательский доступ

6. Блокировки

6.1 Размеры страниц и оптимальное расположение данных

6.2 Типы блокировок

6.3 Уровни изолированности

7. Корпоративные системы БД, Интернет/Интранет

Висновки

Список використаної літератури

Вступ

Характер взаємодiї комп'ютерiв в локальнiй мережi прийнято пов'язувати з їх функцiональним призначенням. Як i у випадку прямого з'єднання, в рамках локальних мереж використовують поняття клiєнт i сервер. Технологiя клiєнт-сервер - це особливий спосiб взаємодiї комп'ютерiв в локальнiй мережi, при якому один з комп'ютерiв (сервер) надає свої ресурси другому комп'ютеру (клiєнту). Вiдповiдно до цього розрiзняють одноранговi мережi та сервернi мережi.

При одноранговiй архiтектурi в мережi вiдсутнi видiленi сервери, кожна робоча станцiя може виконувати функцiї клiєнта i сервера. В цьому випадку робоча станцiя видiляє частину своїх ресурсiв в загальне користування всiм робочим станцiям мережi. Як правило, одноранговi мережi створюються на базi однакових по потужностi комп'ютерiв. Одноранговi мережi є досить простими в наладцi та експлуатацiї. В тому випадку, коли мережа складається з невеликої кiлькостi комп'ютерiв i її основною функцiєю є обмiн iнформацiєю мiж робочими станцiями, однорангова архiтектура є найкращим рiшенням. Подiбна мережа може бути досить швидко i просто реалiзована засобами системи Windows-95.

Наявнiсть розподiлених даних i можливiсть змiни своїх серверних ресурсiв кожною робочою станцiєю ускладнює захист iнформацiї вiд несанкцiонованого доступу, що є одним з недолiкiв однорангових мереж. Розумiючи це, розробники починають придiляти особливу увагу питанням захисту iнформацiї в однорангових мережах.

Iншим недолiком даних мереж є їх нижча продуктивнiсть. Це пояснюється тим, що мережевi ресурси зосередженi на робочих станцiях, яким потрiбно одночасно виконувати функцiї клiєнтiв i серверiв. Iз збiльшенням потужностi комп'ютерiв з'являється можливiсть вдосконалення технологiї однорангових мереж в напрямку пiдвищення їх ефективностi, що призводить до розширення областi їх використання.

1. Технология "Клиент/Сервер" применительно к СУБД

При построении клиент/серверных систем, ответственных за обработку данных, основными критерием является принцип разделения пользовательского (клиентского) интерфейса и интеллектуального ядра обработки и хранения данных. Всю "тяжелую" работу по анализу данных, промежуточным расчетам, произведению выборок и объединений возлагают на сервер БД. Как правило, под сервер БД выделяется компьютер (или создается кластер из нескольких компьютеров) с большой вычислительной мощностью и высокой надежностью составляющих его устройств.

Пользовательский интерфейс реализуется в виде клиентского программного обеспечения (разработанного, как правило, на языках высокого уровня) для операционных систем рабочих станций или терминалов. Этот интерфейс обеспечивает возможность ввода и модификации данных, формирования отчетных документов, представления данных в виде графиков и т.п.

Клиентское ПО никогда ничего не знает о физической структуре данных и способах их извлечения и обработки. Оно получает только тот набор данных, который соответствует отправленному на сервер запросу.

2. Поддержка транзакций

Одним из основополагающих механизмов организации обработки данных в клиент/серверной среде является механизм транзакций.

Транзакция - это последовательность операций над данными, которая должна быть выполнена как целый неделимый блок. Транзакция считается завершенной только тогда, когда все составляющие ее операции выполнились успешно. При ошибке в любой из составляющих транзакция считается незавершенной.

О важности механизма поддержки транзакций можно судить на примере перечисления денег между счетами клиентов банка. Процесс перечисления состоит из снятия денег на счете одного клиента, начисления денег на счет другого и фиксирования операции в журнале. Если после снятия денег с первого счета в момент зачисления денег на счет второго произойдет какой-либо сбой, то деньги просто исчезнут! С первого счета они будут сняты, а на второй не начислены. Если применяется механизм транзакций, то потери не произойдет. В случае сбоя в течение транзакции произойдет ее откат.

Откат транзакции (Rollback) - приведение данных к виду, в котором они находились до начала транзакции. Другими словами - отмена всех произведенных данной транзакцией модификаций данных.

Если же все составляющие транзакции были успешно выполнены, то происходит процесс фиксирования транзакции (Commit).

3. Надежность хранения данных

Одним из безусловных преимуществ SQL-сервера является высокая надежность хранения данных. Тысячи специалистов компаний-производителей SQL-серверов на протяжении десятилетий совершенствовали механизмы защиты данных от потери.

В современных серверах баз данных применяется все техническое многообразие решений, призванных защитить данные от неприятностей. Сюда можно отнести такие решения, как механизм транзакций и ведение журнала транзакций, автоматическое и инициируемое администратором резервное копирование баз данных и их восстановление с резервных копий, организация записи данных на дисковых массивах со сложнейшими системами резервирования и восстановления данных на магнитных носителях, создание отказоустойчивых кластерных систем (когда несколько мощных компьютеров функционируют как единое целое) и многое другое.

Мы имеем возможность применять многолетний опыт лучших инженерных умов, реализованный в виде SQL-серверов.

4. Производительность

Производительность - достаточно важный критерий оценки ИС. Разработчики SQL-серверов также достаточно много внимания уделяют росту производительности своих продуктов. Вообще рост производительности при использовании серверных СУБД достигается благодаря следующим факторам: 1) возможность функционировать на многопроцессорных системах; 2) использование многопоточности в рамках одного физического сервера; 3) использование сложных алгоритмов распределенных вычислений; 4) использование сложных алгоритмов оптимизации чтения/записи и извлечения данных; 5) как правило, для установки SQL-сервера выбирают наиболее мощный с вычислительной точки зрения компьютер.

Каждый производитель СУБД имеет собственные технологические решения, которые в сумме создают большой выбор этих продуктов на рынке и обеспечивают нам выбор между ценой и производительностью.

5. Многопользовательский доступ

Одним из самых больших достоинств серверов БД является возможность многопользовательского доступа к данным. Собственно, организовать многопользовательский доступ можно было и к xBase-данным, разместив файлы на файл-сервере и внеся некоторые коррективы в программное обеспечение.

Однако в серверных СУБД используется принципиально другой механизм. Они имеют интеллектуальное ядро, которое обрабатывает запросы, извлекает данные, формирует набор и отправляет его клиенту. Клиенты никогда не имеют непосредственного доступа к физическим данным на SQL-сервере.

Благодаря этому ядро сервера БД имеет возможность поддерживать такие технологии, как уровни изоляции данных, блокировки и транзакции.

6. Блокировки

В многопользовательских клиент/серверных системах существует два подхода к управлению транзакциями --оптимистическая и пессимистическая блокировки.

Оптимистическая блокировка предполагает, что приложение явно не управляет блокировкой записей, рассчитывая на систему управления базами данных.

Пессимистическая блокировка подразумевает реализацию определенного типа блокировки самим приложением.

Следуя нескольким простым правилам разработки приложений с логикой оптимистической блокировки, вы сможете избежать остановки сервера от чрезмерных блокировок.

1) Минимизируйте время, которое транзакция находится в открытом состоянии. Это достигается ограничением SQL-кода в рамках одной транзакции. 2) Исключайте при разработке приложения блокировок во время простого просмотра записей. Блокируйте при вводе изменений только нужную запись. 3) Обеспечьте одинаковый порядок изменений и выборок данных таблиц для всех приложений. Это предотвратит так называемые взаимные блокировки.

Взаимные блокировки (deadlock) возникают, когда приложение А блокирует таблицу Т1 и пытается получить доступ к таблице Т2. В это же самое время приложение В блокирует таблицу Т2 и пытается получить доступ к таблице Т1. В этом состоянии таблицы Т1 и Т2 являются заблокированными, оба приложения ничего не выполняют ("зависают"). Тупиковая ситуация, которая требует вмешательства администратора SQL-сервера.

6.1 Размеры страниц и оптимальное расположение данных

В качестве SQL-сервера будем рассматривать MS SQL Server 6.5. В нем данные организованны страницами размером 2К. Поэтому все операции производятся над объемом данных не менее 2 К. SQL-сервер может обращаться к данным только постранично. В результате когда обновляется одна строка таблицы, то блокировка накладывается на всю страницу. Если размер строки меньше 2К, то фактически заблокированными окажутся несколько строк.

Табличная блокировка возникает тогда, когда пользователь выполняет запрос на обновление всех полей таблицы. Другими словами, когда в запросе отсутствует условие WHERE. Кроме того, табличная блокировка может возникать в случае, когда число страниц блокируемых данных превышает так называемый порог распространения блокировки (look escalation threshold).

Расширенная блокировка возникает когда SQL-сервер выполняя пользовательский запрос вынужден расширить базу на 8 новых страниц.

6.2 Типы блокировок

Блокировки делятся на страничные и табличные.

Страничные блокировки бывают следующих типов: разделяемые (SHARED), эксклюзивные (EXCLUSIVE) и обновления (UPDATE).

Разделяемая блокировка позволяет иметь другим процессам блокировки на одной и той же странице, а эксклюзивные - нет. Разделяемые блокировки обычно создаются при выборке данных. Но ни один процесс не сможет выполнить эксклюзивную блокировку, пока не закончено выполнение всех разделяемых.

Эксклюзивная блокировка создается процессом, выполняющим удаление записи на странице, а также добавляющим новую запись в конец страницы. Эти блокировки не позволяют какому-либо другому процессу получить доступ к странице.

Блокировка обновления - это нечто среднее между разделяемой и эксклюзивной блокировкой. Процессу разрешается иметь на странице разделяемую блокировку, но только до тех пор, пока на ней не происходит обновление данных. Блокировки обновления выполняются при построении на сервере курсора. При обновлении страниц ассоциированных с курсором такая блокировка становиться эксклюзивной.

Табличные блокировки подразделяются на разделяемые, эксклюзивные блокировки и блокировки намерения (INTENT). Разделяемые и эксклюзивные блокировки работают также как страничные. Блокировки намерения показывают, что в таблице имеется несколько страниц, которые сервер в ответ на запрос пользовательского процесса намеревается блокировать на уровне страниц.

Еще одна блокировка - блокировка вставки на уровне строки (INSERT ROW-LEVEL LOCKING). Эта блокировка предназначена разрешить конфликт между несколькими процессами, пытающимися одновременно добавить в конец страницы запись.

6.3 Уровни изолированности

SQL Server при запросе к БД позволяет по-разному реализовывать задания и отмены блокировок. Один из способов предполагает установку уровня изолированности транзакций.

В SQL Server имеется три уровня изолированности: завершенного чтения, незавершенного чтения и повторяемого чтения.

Уровень завершенного чтения (read commited) - метод выполнения операций, не позволяющий считывать незавершенные данные. Если в течение выполнения запроса другой пользователь выполняет операцию удаления или добавления данных, то можно получить нечитаемые страницы данных.

Уровень незавершенного чтения (read uncommited) не позволяет выполняться разделяемым блокировкам данных, если они имеются в запросе. Кроме того, не выполняется ни каких блокировок, установленных другими пользователями. Данный уровень изолированности надо использовать как можно реже.

Уровень повторяемого чтения (repeatable read) гарантирует неизменность читаемых вами данных и невозможность влияния на ваши данные со стороны любой выполняемой другими пользователями транзакции. Повторяемое чтение - наиболее эксклюзивный тип блокировки. Данный уровень изолированности снижает возможности параллельного доступа к данным.

7. Корпоративные системы БД, Интернет/Интранет

Корпоративные информационные системы, как правило, имеют несколько центров обработки данных. Эти центры могут быть физически расположены в разных местах (территориально распределенные). Как обеспечить функционирование информационной системы в подобных условиях? В зависимости от объема данных, которыми обмениваются территориально распределенные центры обработки, и коммуникационных возможностей, может существовать несколько решений.

1) Удаленный доступ к серверу баз данных - распределенная обработка. Требует постоянной связи с SQL Server рабочих станций удаленных центров обработки (офисов) или возможности оперативного установления соединения.

2) Организация распределенной базы данных. Этот вариант предполагает установку в каждом центре обработки данных сервера баз данных и обеспечение связи между ними. Связь, как и в случае с удаленным доступом, может быть либо постоянной, либо устанавливаемой по необходимости.

Построение корпоративных информационных систем и баз данных, как их составляющей, требует детального анализа большого количества факторов, таких как коммуникации, потребности в обработке данных (возможность любых манипуляций над данными или только их отображения и анализа) и оперативность доступа, объем данных и др.

С развитием Интернет (или Интранет - корпоративный вариант Интернет) появился целый пласт технологий, позволяющий реализовать корпоративную информационную систему и базы данных. Во-первых, происходит постоянных рост количества каналов связи. Во-вторых, улучшается их качество. В-третьих, появляются новые и постоянно совершенствуются уже существующие стандарты организации распределенных вычислений и обмена данными.

Одним из бесспорных достижений является массовое развитие Web-серверов и Web-броузеров (Интернет-броузеров), позволяющих получать информацию по протоколу HTTP (Hyper-Text Transfer Protocol). Информация описывается при помощи тэгов языка разметки гипертекстов HTML (Hypertext Markup Language). Преимущество такого подхода заключается в том, что протокол HTTP поддерживается всеми Web-серверами и всеми Web-броузерами независимо от того, на какой аппаратной или программной платформе они реализованы. Язык HTML поддерживается всеми Web-броузерами. При этом нетрудно заметить, что Web-броузеры представляют из себя средство, реализующее функции клиентского программного обеспечения.

Удобство использования Web-броузеров в качестве клиентского программного обеспечения заключается в том, что:

1) вам не надо заботиться об установке и настройке вашего программного обеспечения на рабочей станции каждого сотрудника компании (что снижает затраты на внедрение). 2) нет необходимости заботиться о разработке ПО для различных аппаратных и программных платформ (что снижает затраты на разработку). 3) нет необходимости специально организовывать связь удаленных рабочих станций с серверами баз данных, так как при использовании Интернет эта проблема решается целым комплексом стандартизованных решений. 4) нет необходимости заботиться о синхронизации версий ПО, так как пользователи на удаленных рабочих станциях не имеют собственного ПО обработки данных.

С другой стороны, при организации распределенной базы данных вы можете применять стандартные технологии и решения, основанные на Интернет/Интранет, что позволит вам:

1) снизить стоимость разработки. 2) обеспечить высокую надежность обработки и обмена данными 3) развивать и наращивать вычислительную мощность системы по мере необходимости.

SQL Server предоставляет вам некоторые механизмы применения Интернет-технологий. Но на практике этого оказывается недостаточно. Поэтому максимальный эффект можно получить используя не только SQL-сервера, но и системы обработки распределенных транзакций (MS DTC, MS Transact Server, Inprise OLE-Enterprise, Inprise MIDAS и другие), развития броузерных технологий (DHTML - Dynamic Hypertext Markup Language), механизмы Web-серверов (ASP - Active Server Pages, CGI - Common Gateway Interface, ISAPI - Internet Server Application Program Interface) и языки высокого уровня (Java, C++, ObjectPascal, Visual Basic и др.).

Висновки

Технологія клієнт-сервер полягає в тому, що сервер також містить на своїх дисках файли баз даних, але коли від віддаленого клієнта приходить запит, то серверна частина СУБД чи мережевої ОС відбирає з усієї бази лише потрібні дані і відсилає до клієнта лише їх.

Файл-сервер для своєї роботи не потребує великої потужності сервера, але потребує значної кількості ресурсів мережі.

Зараз прокладка дуже швидкісної мережі значно дорожча за дуже потужний сервер, тому СУБД, що відповідають файл-серверній технології вважаються минулим, хоча й на цей час мають значне використання.

В якості використання цих технологій наведу 2 головні напрямки:

Файл-менеджери;

Системи обліку.

1. Файл-менеджери (дискові менеджери) відповідають за знаходження, доставку, виконання файлів. Такі програми існують у будь-якій, навіть немережевій ОС. Всі ці програми відповідають клієнт-серверній технології.

2. Системи обліку:

Debet + (м. Київ) - найгірша, вона на будь-який запит пересилає всю базу.

Oblik 5.1 - на будь-який запит пересилає частину бази, тому при мережі використання до 50 машин їх можна використовувати без використання спеціального мережевого обладнання (розробник м. Київ).

1С - аналог Oblik 5.1, але має значно кращу технічну підтримку.

Oracle - дуже добра клієнт-серверна система, має відмінну підтримку.

Список використаної літератури

1. Г.Ладыженский. "Система обработки распределенных транзакций TUXEDO", Открытые Системы, Весна 1993.

2. Г. Ладыженский, Г. Барон. "Ingres - современные тенденции в архитектуре сервера базы данных", Открытые Системы, Осень 1993.

3. Інформаційні системи і технології в економіці: Посібник // За ред. док. економ. наук, проф.. В.С. Пономаренка, - К.: Видавничий центр „Академія”, 2002. - С. 13.

4. Автоматизированные информационные технологии в экономике: Учебник / Под ред. проф. Г.А. Титоренко. - М.: Компьютер: ЮНИТИ, 1998. - С. 12.

5. Інформаційні системи в менеджменті: навчальний посібник / Глівенко В.С., Лапін Є.В., Павленко О.О. та ін. -Суми: ВТД „Університетська книга”, 2005. -407 с.

6. Кулицький С.П. Основи організації інформаційної діяльності у сфері управління: Навч. посіб. - К.: МАУП, 2002. - С. 8.

7. Вовчак І.С. Інформаційні процеси та комп'ютерні технології в менеджменті: Навчальний посібник. -Тернопіль: Карш-бланш, 2001. - С.13.

8. Симонович С.В., Евсеев Г.А., Мураховский В.И. и др. Информатика для юристов и экономистов: Учебник для вузов. - СПб: Питер, 2001. - С. 21.

9. Інформаційні системи в менеджменті: Навчальний посібник /Ю.М. Мінаєв, В.П. Бочарников, О.Ю. Філімонова, М.М. Гузій. -К.: Вид-во Європ. ун-ту, 2003. -191 с.