تحقیق مقاله تعریف پایگاه داده های توزیع شده

مجموعه ای از داده های ذخیره شده ( با ویژگی های بر شمرده در تعریف پایگاه داده ها)

که منطقا به این سیستم تعلق دارند ، ولی در مانه های ( گره ها:کامپیوتر) مختلف یک یا بیش از یک شبکه توزیع شده اند می توان گفت که در این معماری تعدادی پایگاه داده های ذخیره شده روی کامپیوترهای مختلف داریم

که از نظر کاربران، پایگاه واحدی هستند به بیان دیگر مجموعه ای است از چند پایگاه داده منطقا به مرتبط و توزیع شده روی یک شبکه کامپیوتری ، توجه داشته باشیم که در این معماری در سطح طراحی بر اساس یک استراتژی توزیع و یک طرح تخصیص مشخص داده هایش را در چند مانه توزیع می کند . مانه ها با یکد یگر چنان همکاری دارند که هر کاربر می تواند به داده های مورد نیازش در هر مانه دستیابی داشته باشد به گونه ای که انگار   داده هایش در مانه خودش ذخیره شده باشند. در این معماری هر مانه خود یک سیستم پایگاه     داده هاست یعنی : پایگاه داده ها ، سیستم مدیریت پایگاه داده ها و مدیر انتقال داده ها دارد.

اصطلاحاً می گوئیم تعدادی DBMS محلی داریم و برای ایجاد هماهنگی بین این سیستم محلی ، عضو نرم افزاری خاصی که نوعی گسترش DBMS است لازم می باشد . در واقع هر مانه یک DDBMS دارد یعنی یک DBMS با توانش ایجاد و مدیریت پایگاه داده های توزیع شده . بنابراین نمای کلی هر مانه به صورتی است که در شکل دیده می شود.

(تصاویر در فایل اصلی موجود است)

مانه  ها از طریق امکانات شبکه ای ( محلی – گسترده – متحرک ) به هم مرتبط اند و هر مانه اجزا و عناصر سخت افزاری و نرم افزاری خود را دارد این اجزا و عناصر می توانند همگن و یا ناهمگن باشند مثالی از یک طرح کلی در شکل دیده می شود

امکانات شبکه ای                                    

معماری توزیع شده با سه مانه

با توجه به تعریف این نوع معماری و طرح کلی آن در شکل ویژگیهای این سیستم را       می توان برشمرد.

مجموعه ای است از داده های منطقا مرتبط و اشتراکی

داده به بخش هایی تقسیم و در مانه توزیع شده اند

بعضی بخش ها ممکن است به طور تکراری ( در چند نسخه ) در مانه ها ذخیره شده باشند

مانه ها از طریق یک شبکه به هم مرتبط اند

داده های کنترل شده در هر مانه تحت کنترل یک DBMS است.

DBMS در هر مانه می تواند برنامه های کاربردی محلی را به طور اتوماتیک اجرا کند

هر DBMS حداقل در اجرای یک برنامه کاربردی سرتاسری مشارکت دارد.

شبکه خود می تواند توپولوژی مختلفی داشته باشد.

صرف وجود یک شبکه در یک محیط به معنای وجود پایگاه توزیع شده درآن محیط نیست مثالی از طرح یک معماری که پایگاه داده ی توزیع شده نیست مثلاً می تواند معماری یک سیستم پایگاه : مشتری – خدمتگزار باشد و خدمات دیگری نیز ارائه کند

پیکربندی سخت افزاری

گفتیم که اجزاء تشکیل دهنده این معماری می توانند ناهمگن باشند به ویژه از نظر سخت افزاری پیکر بندی های مثل:

قواعد :

اصل مهم در معماری سیستم پایگاه داده توزیع شده این است که سیستم باید چنان عمل کند که کاربران دقیقاً مثل محیط پایگاه داده های متمرکز معمولی از آن استفاده کنند ( و این ویژگی یک از ویژگی های این معماری با معماری مشتری – خدمتگزار است) برای رعایت این اصل مهم در هر سیستم پایگاه داده توزیع شده قواعدی باید رعایت شوند که در واقع اهداف این سیستم می باشند.

خود مختاری محلی ( داخلی )

تداوم عملیات

ناوابستگی مانه ها به مانه اصلی

ناوابستگی برنامه به مکان ذخیره سازی داده ها

ناوابستگی برنامه به طرز جایدهی داده ها در مانه ها

پردازش پرسش ها به گونه ای توزیع شده

نا وابستگی برنامه ها به سخت افزار

نا وابستگی برنامه به سیستم عامل

نا وابستگی برنامه ها به سیستم مدیریت پایگاه داده ها

10. ناوابستگی برنامه ها به شبکه

و قواعدی دیگر گاهی بعضی از قواعد نا وابستگی را با اصطلاح " قواعد نامرئی بودن" مطرح می کنند: نامرئی بودن نرم افزار، نامرئی بودن مکان داده ها، نامرئی بودن سخت افزار، نامرئی بودن شبکه و... ( ممکن است از کلمه شفافیت نیز به جای نامرئی بودن استفاده شود.

میزان واقعی بودن یک سیستم پایگاه داده توزیع شده بستگی به میزان رعایت این قواعد با میزان ذیل با این اهداف دارد.

این معماری را گاهی معماری توزیع شده با مانه های توزیع شده با مانه های همطراز می گویند.

مزایا:

برخی از این مزایا عبارتند از:

سازگاری و هماهنگی با ماهیت سازمانهای نوین

کارآیی بیشتر در پردازش داده ها به ویژه در پایگاه داده های بزرگ

دستیابی بهتر به داده ها

اشتراک داده ها

افزایش پردازش موازی

کاهش هزینه ارتباطات

تسهیل گسترش سیستم

استفاده از پایگاه داده های از قبل موجود

معایب :

برخی از معایب این معماری عبارتند از :

پیچیدگی طراحی سیستم

پیچیدگی پیاده سازی

کاهش کارایی در برخی موارد

هزینه بیشتر

مصرف حافظه بیشتر

طرح های رایج تر در عمل

تا این جا گونه هایی از معماری سیستم پایگاهی را دیدیم اما در عمل بر اساس همین  معماری ها برای ایجاد طرح های متفاوتی وجود دارد از این طرح ها تنها ،  یکی معماری پایگاه توزیع شده به معنای واقهی است برخی از این طرح ها عبارتند از

معماری با پردازش موازی

این معماری با ساخت و گسترش ماشین های موازی ، برای ایجاد پایگاه داده های خیلی بزرگ ( از حدود 1012 بایت بیشتر) مورد توجه قرار گرفت.

گونه گسترش یافته معماری توزیع شده است و بردی کارایی و تامین کارایی و         دستیابی پذیری بالا و گسترش پذیری سریع طراحی می شود در این گونه سیستم ها معمولا تعداد زیادی تراکنش در ثانیه ( حدود چند هزار) و بطور موازی اجرا می شوند و بر اساس یکی از دو طرح زیر می باشند

چند پردازنده قوی ( دو یا چهار درحال حاضر و گاه بیشتر)

تعدادی پردازنده کوچک ( گاهی چند صد تا و یا بیشتر)

در طرح دوم ، توازی عملیات بیشتری امکان پذیر می شود

در ماشین با پردازش موازی دو هدف اساسی وجود دارد

افزایش سرعت (کارایی) : یعنی انجام یک عمل در زمان کمترو...

افزایش مقیاس کار( گسترش پذیری) یعنی انجام کارهای بزرگتر در زمان کمتر

طرح کلی معماری:

به طور کل برای ایجاد پایگاه داده ها با معماری پردازش موازی ، چهار مدل وجود دارد

معماری با حافظه مشترک

معماری با دیسک مشترک

معماری بی اجزا مشترک

معماری سلسله مراتبی

برای ایجاد پایگاه داده های موازی ، علاوه بر استفاده از یکی از این معماری ها ، روشهایی نیز برای جایدهی داده ها روی دیسک ها و یا در حافظه های نهان و نیز بهینه سازی پرسش های کاربران به کار گرفته می شود بنابراین صرف وجود معماری موازی برای ایجاد پایگاه داده های موازی کافی نیست.

1- معماری با حافظه مشترک

در این طرح پردازنده ها به حافظه مشترک دسترسی دارندمزیت این طرح این است که ارتباط بین پردازنده ها به طور کار انجام می شود زیرا پیام های بین پردازنده ها با نوشتن در حافظه مبادله می شود که زمان آن کمتر از میکرو ثانیه است داده های ذخیره شده در حافظه در اختیار همه ی پردازنده ها قرار دارند