Классификация систем по способам обработки данных

Данные могут храниться двумя способами — непосредственно в виде файлов или в базах данных. Файлы обычно создаются для работы с одной прикладной задачей или группой связанных задач. Представление программиста о файле практически соответствует физической структуре файла. Распределённые данные часто организуются в форме файлов, а не в форме баз данных. Данные могут храниться централизовано или децентрализовано, что диктуется существом самих хранимых данных. Например, если файл непрерывно обновляется, а территориально разобщённые пользователи должны получать всякий раз последнее состояние данных (как в файле резервирования авиабилетов), то естественно такой файл централизовать. Данные обычно централизуются и тогда, когда поиск производится во всей их совокупности. С другой стороны, если данные используются локально в точке их происхождения, они могут быть децентрализованными. При низкой скорости обновления или при автономном обновлении (off-line) допустимо хранение нескольких копий одних и тех же данных в разных местах.

Рассмотрим различные типы систем, различающихся по характеру распределения данных.

1. Системы с централизованными данными:

Рис. 8.1. Системы с централизованными данными

При наличии нескольких Хост-машин они могут либо находиться в том же месте, где размещены и данные, либо быть удалены от них.

2. Иерархические системы (рис. 8.2).

Различают: иерархии — зависимые системы и иерархии — независимые системы В схеме иерархии зависимых системах данные в машинах нижнего уровня тесно связаны с данными в машине верхнего уровня. Зачастую они могут быть подмножествами данных верхнего уровня, используемыми в локальных приложениях. Эталонная копия данных (master copy) при этом может храниться на верхнем уровне. При внесении изменений в данные на нижнем уровне эти изменения должны передаваться в машину верхнего уровня — иногда немедленно, иногда позднее. В других системах такого типа нижний уровень может содержать те же данные, что и верхний, и ещё свои собственные, которые никогда не передаются наверх. Например, на нижнем уровне могут храниться адреса клиентов и более детальная информация о них. Эти данные, занимающие большой объём, обычно не требуются на верхнем уровне. Верхний же уровень может хранить номера клиентов, их имена, сведения о кредитах и заказах. Это — избыточная информация. Она повторяется на обоих уровнях, и любая её модификация на нижнем уровне должна передаваться на верхний уровень.

В схеме иерархии независимых данных все процессоры представляют собой независимые замкнутые системы обработки данных. Структура данных на машинах нижнего уровня отличается от структуры на верхнем уровне. Пример: нижний уровень предназначен для рутинных повторяющихся (массовых) операций: приёма заказов, контроля выпуска продукции, управления складом и т. п. В машинах верхнего уровня, расположенной возможно, при главном управлении предприятием, находится информационная система, которая должна снабжать необходимой информацией руководство, планирующие подразделения, отделы, разработчиков новых изделий и стратегий. Все данные могут быть извлечены из нижних уровней, но они суммируются, редактируются, реорганизуются с помощью вторичных индексов или иных методов поиска, чтобы обеспечить ответы на разнообразные, часто заранее непредвиденные вопросы.

Рис. 8.2. Иерархические системы

3. Расщепленные данные:

В схеме, соответствующей системе с расщеплёнными данными имеются несколько систем с идентичными структурами данных. Система в районе, А хранит данные района А, система в районе В хранит данные района В и т. д. Большинству обрабатываемых транзакций требуются только те данные, которые находятся в обрабатывающей системе, но в некоторых случаях для обработки транзакции, возникающей в одном районе, могут потребоваться данные из другого района. В системах с расщеплёнными данными прикладные программы и структуры данных одинаковые во всех районах, программирование для всех машин выполняет одна общая группа разработчиков.

4. Разделенные данные:

Рис. 8.4. Системы с разделенными данными

В системах с разделёнными данными (рис. 8.4) объединённые в сеть подсистемы содержат разные данные и разные программы и, как правило, создаются разными группами разработчиков. Тем не менее, они обслуживают одну и ту же частную корпорацию или государственное учреждение. Компьютеры получают возможность запрашивать данные друг у друга.

На схеме одна из подсистем связана с производством, другая — со снабжением (закупками), а третья — с бухгалтерией. Подсистема территориально разделена. Подсистема управления производством, расположенная возможно, на заводе, формирует заявки на поставки, передаваемые подсистеме снабжения. И производственная подсистема, и подсистема снабжения формируют данные, которые должны передаваться в главную бухгалтерию.

5. Реплицированные (дублированные) данные:

Рис. 8.5. Системы с дублированными данными

В системе с реплицированными данными идентичные копии данных хранятся в разных местах, потому что дублирование памяти позволяет избежать передачи больших объёмов данных, и это оказывается дешевле. Такая организация имеет смысл только в тех случаях, когда объём обновлений невелик.

Достоинство: при дублировании очень высокая надежность.

Недостаток: приходится часто обновлять информацию, копировать.

6. Гетерогенные системы:

Рис. 8.6. Гетерогенные системы

На рис. 8.6 приведена гетерогенная система. Она состоит из независимых вычислительных систем, установленных различными организациями для решения своих специфических задач.

7. Комбинированные формы распределённых данных.

Рис. 8.7. Комбинированные системы

РОД ставит много новых проблем: Какие функции должны быть централизованы, а какие децентрализованы? Где должны храниться данные? Какая конфигурация больших машин, малых машин и интеллектуальных терминалов окажется наилучшей для обслуживания заказчика?