Интегрированные информационные ресурсы и системы.
Открытые системы

Интегрированные информационные технологии

Под интеграцией информационных ресурсов понимается их объединение с целью использования различной информации с сохранением её свойств, особенностей представления и пользовательских возможностей манипулирования с ней. При этом объединение ресурсов не обязательно должно осуществляться физически - оно может быть виртуальным. Главное - оно должно обеспечивать пользователю восприятие доступной информации как единого информационного пространства.

Основное назначение БД - многоцелевое параллельное использование данных, предопределяет наличие средств, обеспечивающих возможность практически одновременного и независимого доступа к одним и тем же данным. При этом данные могут размещаться как на одном, так и на нескольких компьютерах. Обычно разные фрагменты данных порождаются и используются в разных подразделениях и организациях, порой разобщенных географически. Все это побудило специалистов заняться разработкой распределённых баз и технологий распределённой обработки информации.

Открытые системы

Термин "открытые системы" понимается как возможность любых двух систем взаимодействовать между собой с помощью соответствующих рекомендаций.

Открытая система (англ. "Open system") - вычислительная среда, состоящая из аппаратных, программных продуктов и технологий, разработанных в соответствии с общедоступными и общепринятыми международными стандартами.

Основным назначением открытых систем для пользователей аппаратных и программных компьютерных продуктов и технологий является независимость от поставщика, ориентированного на производство подобных продуктов и использование этой технологии. Суть идеи заключается в том, что потребители могут приобретать любой продукт такого поставщика (фирмы, компании), наращивая мощность своей системы. Это касается как аппаратных, так и программных средств.

Обязательными свойствами открытых систем являются:

Переносимость (англ. "portability") - способность программного и аппаратного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем. При этом мобильность (англ. "portability") означает возможность использования программы в различных программно-аппаратных средствах, соответствующих данному стандарту; способность программного обеспечения работать на различных аппаратных платформах или под управлением различных операционных систем.

Интероперабильность (англ. "interoperability") - способность к взаимодействию различных аппаратных и программных платформ.

Масштабируемость (англ. "scalability") - способность программных и технических средств корректно работать с различными системами.

Преимуществом для пользователей является то, что они могут постепенно заменять элементы системы на более совершенные, не утрачивая её работоспособности.

Взаимодействие открытых систем (Open Systems Interconnection, OSI) - это правила сопряжения систем с открытой архитектурой, создаваемых различными производителями.
Модель взаимодействия открытых систем объединяет рекомендации по сетевому взаимодействию неоднородных систем (компьютеров, терминалов, процессов, средств связи и т. д.). Так, например, стандартом для компьютерных сетей является общеизвестное семейство сетевых протоколов TCP/IP.

Открытые системы включают и движение, получившее название "Open Source", включающее свободное распространение открытых исходных текстов. Ряд специалистов отмечают, что такое движение противодействует компонентному подходу, начатому корпорацией Microsoft, выпустившей технологию "COM".

Технология открытых систем заключается в использовании стандартных интерфейсов между разнородными аппаратными и программными компонентами систем. Она является базой для создания инфраструктур всех уровней: от предприятия и отрасли до национальной информационной инфраструктуры. Кроме того, такая информационная технология обеспечивает интеграцию с мировым информационным пространством и, тем самым, с мировой экономикой.

В открытых системах широко используют объектно-ориентированные и функционально-распределённые информационные технологии.

Распределённые системы обработки данных

Основные условия и требования к распределенной обработке данных

Такая отличительная особенность БД, как многоцелевое параллельное использование данных, предопределяет наличие средств, обеспечивающих практически одновременный и независимый доступ к одним и тем же данным. Причём сама база может быть размещена на одном или нескольких компьютерах.

Ведущими поставщиками СУБД сформулированные следующие свойства "идеальной" системы управления распределёнными БД:

• Прозрачность относительно расположения данных: СУБД должна представлять все данные так, как если бы они были локальными.
• Гетерогенность системы: СУБД должна работать с данными, которые хранятся в системах с различной архитектурой и производительностью (независимость от СУБД).
• Прозрачность относительно сети: СУБД должна одинаково работать в условиях разнородных сетей.
• Поддержка распределенных запросов: пользователь должен иметь возможность объединять данные из любых баз, даже если они размещены в разных системах.
• Поддержка распределенных изменений: пользователь должен иметь возможность изменять данные в любых базах, на доступ к которым у него есть права, даже если эти базы размещены в разных системах.
• Поддержка распределенных транзакций: СУБД должна выполнять транзакции, выходящие за рамки одной вычислительной системы, и поддерживать целостность распределенной БД даже при возникновении отказов как в отдельных системах, так и в сети.
• Безопасность: СУБД должна обеспечивать защиту всей распределенной БД от несанкционированного доступа.
• Универсальность доступа: СУБД должна обеспечивать единую методику доступа ко всем данным.

Ни одна из существующих СУБД не смогла достигнуть этого идеала из-за ряда практических проблем, например, низкой, несбалансированной производительности сетей передачи данных, необходимости обеспечивать совместимость данных стандартного типа, для хранения которых в разных системах используются разные физические форматы и кодировки, необходимо обеспечивать совместимость СУБД разных типов и поставщиков и др.

Указанные причины определили на практике частичность и "этапность" введения в СУБД возможностей распределённой обработки данных. В простейшем случае пользователь по сети может обращаться к записям в БД, размещённым на других компьютерах. В других случаях СУБД производит аутентификацию удалённого клиента и устанавливает сетевые соединения.

Режимы работы с БД можно классифицировать по следующим признакам:

• многозадачность - однопользовательский или многопользовательский;
• правило обслуживания запросов - последовательное или параллельное;
• схема размещение данных - централизованная или распределённая БД.

Общая тенденция развития технологий обработки данных соответствует этапам развития СВТ и ИТ, и в первую очередь - сетевых. В этом смысле выделяют два класса: системы распределённой обработки данных и системы распределённых баз данных.

Системы распределённой обработки данных в основном отражают структуру и свойства многопользовательских ОС с БД, размещённой на большом центральном компьютере (мэйнфрейме). До недавнего времени это был единственно возможный вариант вычислительной среды для реализации больших БД. Клиентские места в этом случае реализовались в виде терминалов или мини-ЭВМ, обеспечивающих в основном ввод-вывод данных и не имеющих собственных вычислительных ресурсов для функционально-ориентированной обработки получаемых данных.

Развитие сетевых технологий в сочетании с широким распространением персональных ЭВМ и внедрением стандартов открытых систем привело к появлению систем БД, размещённых в сети разнотипных компьютеров. Такие системы распределённых баз данных обеспечивают обработку распределённых запросов, когда при обработке одного запроса используются ресурсы базы, размещенные в сети на различных ЭВМ. Система распределённых БД состоит из узлов, каждый из которых является СУБД, а узлы взаимодействуют между собой так, что БД любого узла доступна пользователю, так как если бы она была для него локальной. Соответственно, программы, обеспечивающие целевую (функциональную) обработку данных, могут быть организованы так, чтобы обеспечивать более эффективное использование совокупных вычислительных ресурсов за счёт специализированного разделения функций обработки между центральным процессом СУБД и клиентскими функционально-ориентированными процедурами.

Использование объектно-ориентированного подхода позволяет свести проектирование открытой системы к оптимальному синтезу функционально независимых компонент (объектов), совместно выполняющих заданные функции системы с требуемой эффективностью, и позволяющих адаптировать систему к вновь появляющимся задачам за счёт набора специфических свойств (наследование и проч.). Таким образом, значительно снижаются затраты на разработку, внедрение и модификацию систем.