Оптимизация распределения информационных файлов в сетях ЭВМ с параллельной обработкой

• Автор: Колесников, Дмитрий Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.13.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 173 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Обзор публикаций по теме работы
1.2. Обзор областей применения распределенных баз данных в системах управления и обработки информации коллективного пользования
1.3. В ы в о д ы
2. ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БАЗ ДАННЫХ В МНОГОПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ СИСТЕМАХ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ
2.1. Выбор стратегии распределения данных
2.2. Реализация параллельной обработки информации в локальных сетях ЭВМ
2.3. Организация сбора статистики и управление распределением запросов
2.4. Выводы
3. ПОСТРОЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ БАЗ ДАННЫХ
3.1. Оптимизация размещения копий информационных файлов распределенной базы данных по общему времени обслуживания запросов
3.1.1. Общий подход
3.1.2. Построение математической модели
3.1.3. Алгоритмическая реализация модели
3.2. Оптимизация размещения копий информационных файлов распределенной базы данных по времени ожидания ответа на поисковый запрос
3.2.1. Подход на основе теории массового обслуживания. Расчет очередей со многими приборами обслуживания
3.2.2. Построение математической модели

3.2.3. Алгоритмическая реализация модели
3.3. Результаты численного моделирования распределенных баз данных
3.4. Сравнительный анализ эффективности применения предлагаемых методик оптимизации распределенных баз данных
3.5. Вывод ы
4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПРЕДЛОЖЕННЫХ МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕЩЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ФАЙЛОВ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ БАЗАМИ ДАННЫХ
4.1. Управление распределением запросов в локальной сети
4.2. Оптимизация РБД для системы управления данными "Учет доходов"
4.3. Оптимизация РБД для системы управления данными "Фонд занятости"
4.4. Вывод ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В конце 80-х годов в связи с расширением распространения компьютерных сетей и работающих в них распределенных баз данных (РБД) появилось научное направление, названное "Исследование оптимальной организации и поиска информации в вычислительных системах". Главной задачей этого направления было обеспечение роста производительности информационных систем за счет повышения эффективности обработки информации в базах данных. Одной из основных проблем, встающих при решении этой задачи, является оптимальное распределение информационных ресурсов по узлам вычислительной сети.
Для осуществления информационной связи и взаимодействия ЭВМ объединяются в сеть. Имеется в виду не взаимодействие связанных сетью средств вычислительной техники, разделенных большими расстояниями, а взаимодействие компьютеров, расположенных в одном здании или удаленных друг от друга на небольшое расстояние. Такие сети получили название локальных. Под локальной компьютерной сетью понимается открытая система связанных между собой с помощью единой передающей среды компьютеров, бездисковых станций, принтеров. В отличие от глобальных сетей, в которых ЭВМ отстоят друг от друга на сотни километров, локальные сети имеют следующие характеристики:
- небольшую протяженность линий связи (до нескольких километров);
- размещение оборудования на ограниченной территории одной фирмы, что дает возможность использовать специфические средства связи в отличие от традиционных;
- высокую скорость передачи данных (до нескольких десятков мегабайт в секунду) и низкую вероятность ошибок при существенно меньших затратах;
- небольшое число абонентов.

тем же файлам, и для многих персональных систем управления базами данных были предложены сетевые версии. Однако скоро стало ясно, что сетевые СУБД, основанные на модели файл-сервера, недостаточно мощны. В нагруженной сети неизбежно встает проблема производительности, а также безопасности и целостности данных.
Производительность является проблемой не потому, что современньм процессорам не хватает требуемой мощности, а потому, что сегодняшние файл-серверы используют принцип "все или ничего" для исполнения запросов рабочих станций. Полные копии файлов базы данных постоянно перемещаются вперед-назад по сети. Проблемы с безопасностью и целостностью данных возникают из-за того, что файл-серверы изначально не были сконструированы с учетом целостности данных и их восстановления в случае аварии, неявного распараллеливания задач (implicit concurrency) и централизованного контроля управления данными, типичными функциями, выполняемыми СУБД на средних и больших ЭВМ.
Архитектура "клиент-сервер" (CSA - Client Server Architecture) заменила модель "файл-сервера" на более мощную, состоящую из "клиентов" и "серверов", что позволило совместить достоинства однопользовательских (высокий уровень диалоговой поддержки, дружественный интерфейс и низкую цену) и более крупных компьютерных систем (поддержка целостности и защита данных, многозадачность).
В архитектуре "клиент-сервер" интерфейс пользователя, отображения и запросы хранятся отдельно от системы управления реальными данными и их фильтров. Внешние прикладные программы сориентированы более на представление информации клиенту. Сервер же обрабатывает запросы прикладных программ, выбирает необходимые данные, посылает их клиентам по сети и производит обновление информации.
Серверы баз данных расширяют диапазон программ пользователей, которым доступны данные в СУБД. Это происходит за счет централизованного хранения данных