Новые информационные технологии в образовании
задачей, чем мэйнфреймовая
структура, однако ее все равно нельзя масштабировать до уровня предприятия.
Благодаря многозвенной архитектуре клиент-сервер (N-Tier architecture)
происходит равномерное распределение вычислительной нагрузки между сервером
и конечным пользователем. Нагрузка распределяется по трем и более звеньям,
обеспечивающим дополнительную вычислительную мощность. К чему же еще ведет
такая практика? “Архитектура клиент-сервер, еще совсем недавно считавшаяся
сложной средой, постепенно превратилась в исключительно сложную среду.
Почему? Благодаря ускоренному переходу к использованию систем клиент-сервер
нескольких звеньев”. Разработчикам приходится расплачиваться
дополнительными сложностями, большими затратами времени и множеством
проблем, связанных с интеграцией. Оставим очередное упоминание
распределенных компонентов на этой не лишенной оптимизма ноте.
[pic]
Рисунок 1 Прямая и косвенная адресации.
Третье необходимое качество базы данных – это отказоустойчивость.
Существуют несколько способов обеспечения отказоустойчивости:
резервное копирование и восстановление;
распределение компонентов;
независимость компонентов;
копирование.
Руководствуясь первым принципом, программист определяет потенциально
опасные участки кода и вставляет в программу некоторые действия,
соответствующие началу транзакции – сохранение информации, необходимой для
восстановления после сбоя, и окончанию транзакции – восстановление или, в
случае невозможности, принятие каких-то других мер, например, отправка
сообщения администратору. В современных СУБД этот механизм обеспечивает
восстановление в случае возникновения практически любой ошибки системы,
приложения или компьютера, хотя, конечно, нельзя говорить об идеальной
защите от сбоев.
В мэйнфреймовой архитектуре единственным источником сбоев была центральная
ЭВМ. При переходе к распределенной многозвенной организации ошибки могут
вызывать не только компьютеры, включенные в сеть, но и коммуникационные
каналы. В многозвенной архитектуре при сбое одного из звеньев без
специальных мер результаты работы других окажутся бесполезными. Поэтому при
разработке распределенных систем обеспечивается принципиально более высокий
уровень обеспечения отказоустойчивости. Назовем обязательные для
современных распределенных СУБД свойства:
прозрачный доступ ко всем объектам независимо от их местоположения,
благодаря чему пользователю доступны все сервисы СУБД и может производиться
перераспределение компонентов без нежелательных последствий.
так называемый “трехфазный монитор транзакций” (third-party transaction
monitor), благодаря которому транзакция выполняется не в два, а в три этапа
– сначала посылается запрос о готовности к транзакции.
Что произойдет, если один из компонентов выйдет из строя? Система,
созданная в соответствии только с вышеизложенными доводами, приостановит
работу всех пользователей и прервет все транзакции. Поэтому важно такое
свойство СУБД, как независимость компонентов.
При сетевом сбое сеть разделяется на части, компоненты каждой из которых не
могут сообщаться с компонентами другой части. Для того, чтобы сохранить
возможность работы внутри каждой такой части, необходимо дублирование
критически важной информации внутри каждого сегмента. Современные системы
позволяют администратору базы данных динамически определять сегменты сети,
варьируя таким образом уровень надежности всей системы в целом.
И, наконец, о копировании (replication) данных. Простейшим способом
является добавление к каждому (основному) серверу резервного. После каждой
операции основной сервер передает измененные данные резервному, который
автоматически включается в случае выхода из строя основного. Естественно,
такая схема не лишена недостатков. Во-первых, это приводит к значительным
накладным расходам при дублировании данных, что не только сказывается на
производительности, но и само по себе является потенциальным источником
сбоев. Во-вторых, в случае сбоя, повлекшего за собой разрыв соединения
между двумя серверами, каждый из них должен будет работать в своем сегменте
сети в качестве основного сервера, причем изменения, сделанные на серверах
за время работы в таком режиме, будет невозможно синхронизовать даже после
восстановления работоспособности сети.
Более совершенным является подход, когда создается необходимое (подбираемое
в соответствии с требуемым уровнем надежности) число копий в сегменте.
Таким образом увеличивается доступность копий и даже (при распределении
нагрузки между серверами) повышается скорость чтения. Проблема
невозможности обновления данных несколькими серверами одновременно в случае
их взаимной недоступности решается за счет разрешения проведения
модификаций только в одном из сегментов, например имеющем наибольшее число
пользователей. При хорошо настроенной схеме кэширования затраты на
накладные расходы при дублировании модифицированных данных близки к нулю.
Наметился заметный сдвиг в области освоения объектных СУБД. Уже существуют
примеры практического их использования крупными биржами, банками,
страховыми компаниями, а также в сфере производства и телекоммуникаций, где
базам данных, содержащим гигабайты информации, приходится обслуживать сотни
пользователей. Они оказались хорошей альтернативой в тех случаях, когда
применение реляционных БД вынуждало строить сложную схему с чрезмерно
большим числом межтабличных связей.
Благодаря значительному прогрессу в развитии объектной технологии, за
последние пять лет производителям удалось довести свои ООСУБД до такого
уровня, что они стали вполне отвечать реальным требованиям рынка.
Несмотря на то, что технология объектных СУБД созрела для крупных проектов,
для действительно массового ее распространения необходим специальный
инструментарий.
В настоящий момент ощущается настоятельная потребность в интеграции ООСУБД
с существующими инструментальными средствами. Разработчики уже сегодня
могут продуктивно использовать версии Visual Basic, Power Builder, Forte
или Delphi, поддерживающие ООСУБД. Большинство продуктов для создания
приложений в той или иной мере являются объектно-ориентированными, но
работают по-прежнему с реляционными БД. Специалисты считают, что
партнерство производителей ООСУБД и средств программирования способно
привести к появлению столь необходимого инструментария.
Основными стимулами растущего интереса к ООСУБД аналитики считают
расширение применения мультителиа-приложений и новых средств, улучшающих их
стыкуемость с существующими базами данных.
Локальные сети
Локальная сеть представляет собой набор компьютеров, периферийных устройств
(принтеров и т. п.) и коммутационных устройств, соединенных кабелями. В
качестве кабеля используются «толстый» коаксиальный кабель, «тонкий»
коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель.
«Толстый» кабель, в основном, используется на участках большой
протяженности при требованиях высокой пропускной способности. Волоконно-
оптический кабель позволяет создавать протяженные участки без
ретрансляторов при недостижимой с помощью других кабелей скорости и
надежности. Однако стоимость кабельной сети на его основе высока, и поэтому
он не нашел пока широкого распространения в локальных сетях. В основном
локальные компьютерные сети создаются на базе «тонкого» кабеля или витой
пары.
Первоначально сети создавались по принципу "тонкого" Ethernet. В основе его
- несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, соединенные последовательно
коаксиальным кабелем, причем все сетевые адаптеры выдают свой сигнал на
него одновременно. Недостатки этого принципа выявились позже. С ростом
размеров сетей параллельная работа многих компьютеров на одну единую шину
стала практически невозможной: очень велики стали взаимные влияния друг на
друга. Случайные выходы из строя коаксиального кабеля (например, внутренний
обрыв жилы) надолго выводили всю сеть из строя. А определить место обрыва
или возникновения программной неисправности, "заткнувшей" сеть, становилось
практически невозможно.
Поэтому дальнейшее развитие компьютерных сетей происходит на принципах
структурирования. В этом случае каждая сеть складывается из набора
взаимосвязанных участков - структур. Каждая отдельная структура
представляет собой несколько компьютеров с сетевыми адаптерами, каждый из
которых соединен отдельным проводом - витой парой - с коммутатором. При
построении сети по принципу витой пары можно проложить больше кабелей, чем
установлено в настоящий момент компьютеров. Кабель проводится не только на
каждое рабочее место, независимо от того, нужен он сегодня его владельцу
или нет, но даже и туда, где сегодня рабочего места нет, но возможно
появление в будущем. Переезд или подключение нового пользователя в итоге
потребует лишь изменения коммутации на одной или нескольких панелях. Для
сетей, построенных по этому принципу, появляется необходимость в
специальном электронном оборудовании. Одно из таких устройств – коммутатор
(Hub) - является коммутационным элементом сети. Такое подключение позволяет
повысить надежность соединения.
Существует два типа компьютерных сетей: одноранговые сети и сети с
выдел
| |  скачать работу |
Новые информационные технологии в образовании |
