базы данных. Объектом исследования являются Распределенные базы данных
 Скачать 3.84 Mb.
|
|
Размещение справочников в распределенной системе исследовалось в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса. Это исследование было направлено на анализ схем размещения справочника в различных ситуациях. Авторы работы |304] рассматривали функцию справочника данных как связь между именами объектов и их размещением в системе распределенных данных. К решению этой проблемы существуют два подхода: использование полного имени доступа или функции каталогизации. При использовании полного имени доступа связь осуществляется путем включения поля, указывающего размещение распределенных данных непосредственно в имени каталога файла, что дает явное указание размещения. Функция каталогизации обеспечивает для распределенных разделяемых систем данных поддержание внутренних связей имя-расположение таким образом, что пользователю нет надобности знать расположение файлов. 2.4 Основы проектирования распределенной базы данных При проектировании баз данных можно воспользоваться широко известными методами проектирования программного обеспечения. В частности, полностью применимо к структурам баз данных нисходящее проектирование с последовательными итерациями. На начальной стадии концептуальная модель, представляющая элементы данных и взаимосвязи предметной области, последовательно преобразуется в СУБД-ориентированную структуру базы данных. Процесс проектирования хорошо структурирован, так как каждый его этап завершается четко определенным результатом, а также потому, что допускает итеративное повторение предыдущих этапов в случае, если полученный результат не соответствует требованиям пользователей или системным ограничениям, либо если накладываются дополнительные требования. В общем случае это позволяет проектировщику пересматривать проектные решения с любого предыдущего этапа. На практике стоимость проектирования при этом значительно возрастает, особенно если проектные решения пересматриваются после того, как некоторые из них уже реализованы, полому итерации наиболее эффективны на этапах, предшествующих этапу реализации. Хотя итерация может значительно уменьшить общую стоимость разработки базы данных, она затрудняет достижение одной из целей методологии проектирования а именно воспроизводимости. Тем не менее на сегодняшний день итерация является наиболее необходимым и полезным средством, которое может применяться на любом этапе процесса проектирования базы данных. Тесно связана с процессом проектирования многошаговая методология экспертной оценки проекта или проектной экспертизы, включающая такие методы, как сквозной структурный контроль структуры базы данных, а также прикладного программного обеспечения. Проектная экспертиза может особенно широко применяться в системах баз данных с использованием стратегии, предложенной для более общих информационных систем. Цель экспертизы - обнаружить ошибки системного проектирования и исправить их на более ранних этапах жизненного цикла, чтобы уменьшить стоимость разработки системы. Обычно проектная экспертиза проводится не менее четырех раз в течении жизненного цикла, а именно: После анализа требований и проектирования информационной структуры, т.е. после концептуального проектирования. После детального проектирования системы. После реализации, но для начала эксплуатации системы. После начала эксплуатации, когда уже собрана содержательная информация об эксплуатационных характеристик. Средства проектирования и оценочные критерии Каждый этап процесса проектирования характеризуется набором методов проектирования и критериями оценки альтернативных решений. Несмотря на то что методы проектирования могут носить аналитический, эвристический или процедурный характер, любой метод, который может быть реализован в виде программы, становится инструментальным средством проектирования и, как таковой, он практически не подвержен влиянию стиля проектирования. Оценочные критерии, как средство проектирования, необходимы для выбора рациональном структуры базы данных среди нескольких альтернативных возможностей. Можно сказать, что большинство проблем и неудач при проектировании баз данных возникают из-за нечеткого представления того, что понимается под оптимальным проектированием баз данных, В настоящее время, а также в ближайшее будущее неопределенность при выборе критериев будет оставаться наиболее слабым звеном в проектировании баз данных. Трудности в определении критериев выбора альтернативных решений вызваны в основном двумя факторами. Первая проблема заключается в том, что может быть построено практически бесконечное число различных структур баз данных, удовлетворяющих одному и тому же множеству системных требований. Критерии выбора должны позволять дифференцировать все имеющиеся в данный момент альтернативы. Вторая проблема состоит в том, что альтернативы трудно поддаются оценке, так как критерии обладают свойством чувствительности и время действия различных критериев различно. Средства описания. И спецификации требований, и структуры баз данных на всех этапах проектирования должны быть представлены в виде простой модели или комплекса связанных моделей, понятных как конечному пользователю данных, так и прикладному программисту, а также системным аналитикам и программистам Существует три основных класса описательных средств, использующихся в методологии проектирования. Первым из них является язык описания данных ЯОД, входящий в состав СУБД и использующийся для описания конечного результата процесса проектирования реализации. Ко второму классу относится описание исходной информации. Все средства сбора и анализа информации, используемые в настоящее время, подобны в том. что они обеспечивают форматы для спецификации как информации типа ISP, так и типа UP, а также выполняют основные проверки согласованности данных. Тритий класс описательных средств используется для представления результатов промежуточных этапов и является промежуточным между ЯОД и описанием исходной информации. Средства проектирования и оценочные критерии используются на всех стадиях разработки. При работе с количественными критериями, к которым относятся время отклика на запрос, стоимость обновления, стоимость памяти, время на создание, стоимость реорганизации, затруднение может вызывать противоречие критериев друг другу. В то же время существует много критериев оптимальности, являющихся неизмеримыми свойствами, трудно выразимыми в количественном представлении или в виде целевой функции. К качественным критериям оценки базы данных относятся гибкость, адаптивность, доступность для новых пользователей, совместимость с другими системами, возможность конвертирования для использования в другой вычислительной среде, возможность восстановления, возможность расчленения и расширения структуры. В распределенных системах баз данных логически целостная база данных может быть фрагментирована и широко распределена по сети с целью улучшения производительности системы. Фрагментация и распределение базы данных без внимательного централизованного планирования часто приводят в беспорядку и несогласованности при использовании баз данных. Основные этапы последовательности проектирования распределенной базы данных заключаются в: формулировании и анализе требований; концептуальном проектировании; проектировании реализации; расчленении базы данных; размещении базы данных; физическом проектирование На этапе формулирования и анализе требований устанавливаются цели организации, определяются специфичные требования к базе данных, вытекающие из этих целей или сформулированные непосредственно управляющим персоналом организации. Эти требования документируются в форме доступной как конечному пользователю, так и проектировщику базы данных. Специфичные цели и требования к базе данных необходимо определить на самом высоком уровне организации. Собранные и документированные требования должны включать ограничения, обуславливающие безопасность, надежность, уровень достигнутой технологии, а также политические и бюрократические ограничения. Этап концептуального проектирования связан с описанием и синтезом разнообразных информационных требований пользователей в первоначальный проект баз данных. Результатом этого этапа является высокоуровневое представление информационных требований, например, такое как диаграмма «сущность-связь». Основу этой диаграммы составляет набор сущностей, который представляет или моделирует определенную совокупность сведений, специфицированную в требованиях. Связи между сущностями отображают функциональные аспекты информации, представленной сущностями. Существует несколько подходов к построению диаграмм типа «сущность-связь». Общим для всех подходов является набор из четырех основных проектных решений или шагов: 1. Определение сущностей. 2. Определение атрибутов сущностей. 3. Идентификации ключевых атрибута сущностей, 4. Определение связей между сущностями. После построения первоначальной информационной структуры следует ее уточнение и совершенствование. Главной целью этапа проектирования реализации является создание СУБД-ориентированной схемы с использованием в качестве исходных данных результатов концептуального проектирования и требований обработки (UР-информации). Вначале анализируется содержание требований обработки данных. Формат локальных информационных структур, подлежащих обработке, соответствует формату первоначальной структуры, полученной на этапе концептуального проектирования. После того как представлены все виды обработки, первоначальная структура может быть объединена со всеми локальными структурами в новую информационную структуру. Затем, используя знания, полученные в процессе пересмотра и объединения информационных структур, учитывая связи обрабатываемых данных и характеристики типов записей, допускаемых СУБД, можно сформировать предварительные типы записей. Построенная таким образом логическая структура базы данных (схема) может быть оценена количественно с помощью таких характеристик, как число обращении к логическим записям, объем обрабатываемых в каждом приложении данных, общий объем хранимых данных. Этап расчленения базы данных связан с расчленением глобальной базы данных и синтезом различных приложений на основе модели. Существуют три класса выходных данных этапа расчленения: 1) совокупность расчлененных частей базы данных (разделов), 2) размер каждого раздела. 3) модели и частоты использования приложений. На этом этапе проектирования исходная глобальная база данных расчленяется на множество подфайлов, которые содержат в точности все сведения, имевшиеся в глобальной базе данных. Каждый подфайл в расчлененной базе данных выбирается как неделимая единица размещения данных. Далее проводится анализ того, как приложения базы данных используют возможные разделы базы данных. Связь между разделом базы данных и приложениями характеризуется идентификатором типа приложения, идентификатором узла сети, создающего приложение, частотой использования приложения и моделью приложения. Размещение распределенной базы данных является многовариантной задачей. Количество возможных вариантов реализации расчлененной или смешанной базы данных велико. Для выбора наиболее подходящей стратегии распределения данных, необходимо еще до выбора СУБД провести оценку пользовательских и системных требований. Физическое проектирование базы данных заключается в расширении ее логической модели такими характеристиками, которые необходимы, во-первых, для определения способов физического хранения и использования базы данных и, во-вторых, для определения объемов памяти, требуемой для всей системы и для оценки эффективности обработки. Подобные характеристики касаются того, как и где хранить данные, как их можно найти и использовать. Следует отметить, что проектирование распределенных баз данных является сложным процессом, в реализации которого можно выделить четыре основные проблемы: 1) проблему дезагрегации, состоящую в необходимости рационального, в соответствии с системой расчетов (решаемых задач), распределения учетной информации по уровням обработки и участкам учета с обеспечением их взаимосвязи; 2) проблему, связанную с созданием инфологической структуры информационного фонда распределенной базы данных, ориентированного на решение всего комплекса задач избранной системы расчетов; 3) технологическую проблему, состоящую в удовлетворении требований рационализации вычислительного процесса на основе распределенной базы данных и распределенного комплекса технических средств; 4) организационно-правовую проблему, состоящую в обеспечении защиты данных н соблюдении юридических норм доступа к базам данных, их заполнения, изменения и уничтожения. Заключение Ввиду того, что информатика является одной из фундаментальных отраслей научного знания, стремительно развивающейся и постоянно расширяющейся областью практической деятельности человека, преподавание информатики в школе приобретает в настоящее время огромное значение, при этом методика преподавания информатики постоянно совершенствуется. Так как информатика представляет собой самую динамическую область знаний, то она требует непрерывного обновления подходов, форм, методов и методических технологий к ее преподаванию. Под методами обучения следует понимать способы обучающей работы учителя и организации учебно-познавательной деятельности учащихся по решению различных дидактических задач, направленных на овладение изучаемым материалом. А методика преподавания линий информации и информационных процессов в базовом курсе информатики является неотрывной частью общей методики преподавания информатики. В приведенных планах-конспектах наиболее достаточно раскрывается тема «Информация. Информационные процессы и системы» и в процессе изучения информатики эта тема играет значительную роль. Поэтому следует уделять данной теме огромное внимание. Незнание данной темы приводит к потере смысла изучения дисциплины «Информатика и ИКТ» в дальнейшем. Список использованных источников Арсеньев Б.П., Яковлев С.А. Интеграция распределенных баз данных. - СПб.: Лань, 2001. - 461с. Бураков П.В., Петров В.Ю. Введение в системы баз данных: Учебное пособие. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. - 128 с. Голицина О.Л., Максимов Н.В., Попов И.И. Базы данных: Учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. – М.: Форум, Инфра-М, 2009. - 400 с. Горев А., Макашарипов С., Ахаян Р. Эффективная работа с СУБД. - М.: Финансы и статистика, 2004. – 298 с. Дейт, К.Дж. Введение в системы баз данных. - 8-е изд., пер. с англ. - М.: Вильяме, 2005. - 1328 с. Диго, С. М. Базы данных : проектирование и использование: учебник для студ. вузов / С. М. Диго. – М.: Финансы и статистика, 2005. 592 с. Кагаловский, М.Р. Энциклопедия технологий баз данных. – М.: Финансы и статистика, 2002. - 800 с. Карпова, Т.С. Базы данных: Модели, разработка, реализация: Учебное пособие. - СПб.: Питер, 2002. - 303 с. Коннолли, Т., Карелин Б. Базы данных. Проектирование, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е изд.:пер. с англ. М. : Вильяме, 2003. - 1440 с. Корнеев В.В., Гареев А.Ф., Васютин С.В., Райх В.В. Базы данных. Интеллектуальная обработка информации. - М.:Нолидж, 2000. - 352 с. Корнеев И.К., Машурцев В.А. Информационные технологии в управлении. — М.: ИНФРА-М, 2001. - 158 с. Коровин, Е.Н. Методология прогнозирования и оптимального управления территориально распределенными социально-экономическими системами на основе трансформации информации и многовариантного моделирования : Дис. ... д-ра техн. наук. Воронеж, 2005. - 356 с. Кузнецов С.Д. Основы баз данных. 2-е изд. М.: Бином, 2007. - 488 c. Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных. – М.:СИНТЕГ, 1999 - 660с. Макаров, C.B. Методы управления обновлениями и обеспечения согласованности информации в базах данных в расширенной архитектуре «клиент-сервер». Москва, 2000. - 145с. Пушников А.Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 2. Нормальные формы отношений и транзакции: Учебное пособие/Изд-е Башкирского ун-та. - Уфа, 1999. - 138 с. Пушников, А.Ю. Введение в системы управления базами данных. Часть 1. Реляционная модель данных: Учебное пособие/Изд-е Башкирского ун-та. - Уфа, 1999. - 108 с Роб П., Коронел К. Системы баз данных: проектирование, реализация и управление. - 5-е изд., перераб. и доп. - СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 1040 с. Таненбаум Э., Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. СПб.: Питер, 2008 - 845с. Таненбаум Э., Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. - СПб: Питер, 2003. - 877с. |