Информационные системы, ориентированные на глобальную базу данных
Архитектурное построение современных информационных систем отличается широким спектром программных и технических средств. Большое влияние на принимаемые технические решения оказывают такие факторы, как тип ЭВМ, объем и структура базы данных, расположение рабочих станций, средств передачи данных и т. д. Однако для значительного числа приложений могут употребляться стандартные решения по архитектурному построению информационных систем, которые апробированы и хорошо зарекомендовали себя на практике. Одно из таких решений применяется при создании информационной системы с центральной базой данных и наличием локальных и удаленных рабочих мест. В этом случае базу данных размещают на большой ЭВМ, с которой средствами системной телеобработки данных связывают рабочие станции. С целью уменьшения потоков информации по каналам связи на рабочих станциях создаются локальные базы данных.
В соответствии с топологией связи между рабочими станциями и центральной ЭВМ данную архитектуру ИС относят к звездообразной. Подобная архитектура информационной системы характерна для многих автоматизированных систем организационного управления предприятиями, регионами, а также общегосударственного назначения.
При звездообразной архитектуре ИС рабочая станция получает возможность обмена данными только с центральной базой данных, которая играет роль своеобразного DB-сервера. Непосредственный обмен данными между локальными базами данных СУБД, расположенными на рабочих станциях, невозможен. Конфигурация информационной системы звездообразной архитектуры, использующая для управления глобальной базой данных СУБД ДИСОД, представлена на рис. 1.1.
Если у пользователя появляется потребность в получении информации из глобальной БД, то с рабочей станции может быть послан запрос на выборку соответствующих данных, обработка которых завершается непосредственно на рабочей станции.
Среди программных компонент информационной системы должны быть также средства, позволяющие осуществить отображение структур данных глобальной базы данных на структуры данных, описанные в локальной БД (ЛБД) рабочей станции. Иногда такое преобразование определяют как трансформацию данных, а соответствующие программные компоненты — как инструментальные средства информационного сопряжения между центральной и локальной базами данных. Так, СУБД ДИСОД имеет в своем составе специальную программу СУПЕР, которая обеспечивает в «прозрачном» для пользователя режиме возможность пересылки и преобразования структур данных глобальной базы данных в структуры баз данных, находящиеся под управлением таких СУБД, как Paradox, Glarion, dBase, Clipper, FoxPro и др.
Автоматическая трансформация данных в режиме, прозрачном для пользователя рабочей станции, крайне необходима для архитектурной целостности всей информационной системы, а ее отсутствие приводит к декомпозиции ИС на слабо связанные глобальную и локальные базы данных.
Таким образом, звездообразность архитектурной конфигурации информационной системы данного типа определяется как характером коммуникационных связей, так и типом информационных связей между глобальной и локальными базами данных.
Большинство существующих информационных систем, использующих большие ЭВМ, построено на основе звездообразной архитектуры. Это связано со следующими преимуществами звездообразной технологии [13]:
программы управления сетью передачи данных находятся только в центральной ЭВМ;
в качестве рабочих станций могут использоваться простейшие терминалы;
доступ к глобальной базе данных прост и легко контролируем;
поддерживаются эффективные механизмы обеспечения целостности и защиты базы данных;
возможно независимое и простое добавление новых рабочих станций;
допускается использование в различных рабочих станциях СУБД различных типов.
Однако звездообразные архитектуры имеют ряд серьезных недостатков:
надежность работы ИС существенно зависит от надежности центрального узла;
большая сложность и высокая стоимость программного и аппаратного обеспечения центральной ЭВМ;
невысокая скорость обмена информацией из-за необходимости ее переработки в центральном узле.
Звездообразная архитектура ИС предполагает, что основные проблемы, связанные с моделированием ПО и соответственно с проектированием логической структуры БД, должны быть решены в рамках глобальной БД, расположенной на центральной ЭВМ. Структуры локальных БД могут формироваться как подсхемы глобальной БД. При этом будет обеспечиваться более высокая производительность обработки данных за счет некоторой избыточности информации и уменьшения потока данных, пересылаемого из центральной ЭВМ в рабочие станции.
Таким образом, при проектировании звездообразной архитектуры ИС основными являются проблемы организации взаимодействия пользователя непосредственно на рабочей станции и создание глобальной БД на большой ЭВМ. Такой подход позволяет использовать сильные стороны как ПЭВМ, так и большой ЭВМ и создать весьма эффективные информационные системы.