системний образ

Стандартизовані інтерфейси «клієнт-сервер» прийнято відносити до категорії програмного забезпечення проміжного шару (Мiddleware), яке визначають як "деякий набір процедур або функцій, які забезпечують взаємодію двох різнорідних програм». Програмні засоби цієї категорії придатні для комп'ю­терних сервісів практично будь-якого виду, включаючи керування базами даних та інформацією [23,39].

До них відносять комерційні або самостійно розроблені програмні продукти, засновані на IDAPI (Іпtеgrаtеd DatBase Аррlісаtіоп Progrатт Іпtеrfасе) — стандарті інтегрованих програмних засобів зв'яз­ку з БД; ООВС (Ореп DataBase Соппесtіvtу) - стандарті зв'язку відкри­тих БД; RDA (Rетоtе Data Ассеss) - стандарті доступу до віддалених даних; DRDА (Distributed Relational DataBase Architecture) - стандарті архітектури розподілених реляційних БД та інших стандартах, які на­дають інтерфейсні можливості для клієнта і сервера, необхідні для відділення інтерфейсів від механізмів керування даними.

Системне програмне забезпечення проміжного шару є інстру­ментом підтримки єдиного системного образу ЕСО (Single System Image - SSI) системи підтримки даних. Воно не входить до складу операційної системи, оскільки повинно ефективно підтримувати особливості прикладної системи. Це ПО підтримує образ системи як сукупності одного або декількох логічних дисків та інших при­строїв зберігання даних (відбиває відмови компонент системи, уп­равляє заміною таких компонент, що відмовили, встановлює аль­тернативні шляхи передачі даних, генерує необхідну кількість серверних додатків для клієнтських запитів, які змінюються, та ін.).

Традиційним механізмом інтеграції баз даних за допомогою middleware є шлюзи (рис. 3.8), які забезпечують різні рівні інтероперабельності — від простих вибірок даних до керованих додатком засобів читання запису. Застосування програмного забезпечення проміжного шару було спорадичним, цілі його варіювалися від спроб надати деякий рівень абстракції прямого керування досту­пом до шлюзу з боку додатків.

У період переходу до архітектури «клієнт-сервер» з'явився ще один підхід до успадкованих систем. Він полягає у використанні брокерів об'єктних запитів ОRВ (Оbject Request Broker). При цьо­му існуючі або нові необ'єктні клієнтські або серверні компоненти додатку вміщуються в об'єктно-орієнтовані оболонки (Wrapper). Це дозволяє клієнтам та серверам виконувати взаємодію за допомо­гою об'єктно-орієнтовних методів. На рис. 3.9 показано, як функціонує середовище з ORB.

Рис. 3.8. Проста архітектура інтеграції даних із шлюзом баз даних

Рис. 3.9. Підхід з використанням брокера об'єктних запитів

Концепція розподілу об'єктів була розповсюджена не тільки на середовище об'єктно-орієнтованої СУБД (ООСУБД), але й на інші середовища інформаційних систем завдяки стандарту загальної архітектури брокера об'єктних запитів - СОRВА.

Реалізація єдиного системного образу є однією з найважливі­ших характеристик паралельних систем БД. Міра реалізації ЕСО відображує інтегрованість ресурсів системи.

Логічна структура паралельної системи закладається в СУБД (у механізм розподілу даних за пристроями пам'яті та в алгоритми оптимізації виконання запитів). Частіше за усі використовуються дві моделі. В одній із них пам'ять має дворівневу архітектуру та включає ОЗП і дискову зовнішню пам'ять. В іншій моделі пам'ять - однорівнева і тільки оперативна.

Погоджувальний рівень програмного забезпечення middleware, який формує та підтримує образ системи обробки даних, викорис­товується як проміжний шар між апаратно-програмними засоба­ми та програмними засобами СУБД, яка побудована з орієнтацією на деяку паралельну логічну структуру обчислювальної системи.

Звичайно вимоги до засобів реалізації ЕСО в паралельних базах даних формулюються як повна прозорість керування ресурса­ми, масштабованість, продуктивність, висока готовність.

Прозорість керування передбачає такі можливості:

• прозорість реєстрації користувача на будь-якому ПК;

• надання зареєстрованим користувачам єдиної файлової сис­теми (такі сервіси, як telnet,ftp, повинні надавати єдину файлову
систему незалежно від шляху її реалізації);

• єдине керування з використанням графічного інтерфейсу
(СИЛ);

• єдиний адресний простір, який забезпечує підтримку виконання програм на базі моделі загальної пам'яті;

• єдине керування розподілом завдань, включаючи паралельні
завдання.

Масштабованість передбачає, що при збільшенні ресурсів час і виконання операцій по керуванню доступом до даних та ресурсами різко не зросте. Інтерфейси прикладного програмування (АРІ) не змінюються при зміні кількості ресурсів системи, включаючи зміну кількості ЕОМ. При зміні кількості ресурсів відбувається пропор­ційна зміна продуктивності.

Висока готовність забезпечується перерозподілом завдань користувача за придатними до роботи ресурсами системи.

Висока готовність розподіленої зовнішньої пам'яті досягається застосуванням масивів дисків, що резервуються RAID (redundand arrays of inexpensive disks), кодів з виявленням та корекцією поми­лок у пам'яті та трактах передачі даних, а також створенням сис­темних контрольних точок для поновлення обчислень після вияв­лення збою або відмови. У кластерах ЕОМ висока готовність і ЕСО реалізуються програмним забезпеченням middleware, яка стежить за підтримкою працездатності, автоматичної реконфігурації при відмовах, перерозподілом додатків між ОМ кластеру.

Ще один підхід до реалізації middleware в корпоративних інфор­маційних системах - використання медіаторів.

Медіатор - це про­грамний модуль, призначений для спрощення, абстрагування, скорочення, злиття та пояснення даних, якими обмінюються додатки і бази даних у деякому середовищі [39]. Ідея медіаторів спирається на такі поняття, як штучний інтелект і бази знань, а також бази даних та керування інформацією. Це - інтегрувальний шар для інструментів обробки розподілених запитів до різнорідних БД, виконання трансакцій, підтримки сервісів БД, сервісів словників БД. У системах з інтеграцією різних БД або мультибазами даних медіато­ри можуть функціонувати в рамках багаторівневої архітектури. Фак­тично медіатори здатні використовувати вбудоване знання про певні множини або підмножини даних для того, щоб постачати інформацію для додатків більш високого рівня. Вони повинні при цьому входити до складу проміжної ланки трьохрівневої архітектури, між користува­чем (клієнтські додатки) і базою (безліччю баз) даних (рис. 3.10).

Спе­цифічні застосування медіаторів у середовищах мультибаз даних із глобальною схемою полягають у з'ясуванні місця розташування даних, необхідних для виконання потрібної операції, відображенні (як відображаються локальні бази даних у глобальну схему) та усу­ненні конфліктів (яким є результат відображення та узгодження даних, які протиріччя повинні бути усунені).

Рис. 3.10. Класична архітектура мультибази даних з глобальною схемою