أدوات برمجية لأنظمة المعلومات الموزعة. هندسة نظم المعلومات الموزعة وتطبيقات الويب

18.04.2019

مقدمة 4

1. مفهوم التوزيع هو 6

1.1. المتطلبات الأساسية لإنشاء موزع IS 6

1.2. مفهوم نظم المعلومات الموزعة 8

1.3. أدوات للعمل مع البيانات الموزعة 11

2. قواعد البيانات الموزعة 13

2.1. المبادئ الأساسية 13

2.2 أنواع قواعد البيانات الموزعة 15

2.3. الغرض ومبدأ تشغيل قاعدة البيانات الموزعة 16

3. أمثلة على الأنظمة الموزعة 21

الاستنتاج 25

الأدب 26

مقدمة

تكمن أهمية هذا الموضوع من المقال في حقيقة أن عمليات العولمة وتكامل المعلومات تجري في الاقتصاد العالمي. كما أثرت على بلدنا، الذي يضطر، بسبب موقعه الجغرافي وحجمه، إلى استخدام أنظمة المعلومات الموزعة (IS). توفر أنظمة المعلومات الموزعة العمل مع البيانات الموجودة على خوادم مختلفة ومنصات أجهزة وبرامج مختلفة ومخزنة بتنسيقات مختلفة. وهي قابلة للتوسيع بسهولة، بناءً على معايير وبروتوكولات مفتوحة، وتوفر تكامل مواردها مع أنظمة المعلومات الأخرى، وتزود المستخدمين بواجهات بسيطة.

هناك كمية هائلة من المعلومات الجاهزة للاستخدام وموارد الحوسبة في العالم. لقد تم إنشاؤها في أوقات مختلفة وتم استخدام أساليب مختلفة لتطويرها. دائمًا تقريبًا، عند تطوير نظام معلومات جديد، يمكنك العثور على مكونات جاهزة مناسبة لوظائفها. المشكلة هي أنه عند إنشائها، لم يتم أخذ متطلبات عدم التوافق بعين الاعتبار. هذه المكونات لا تفهم بعضها البعض، ولا يمكنها العمل معًا. ومن المرغوب فيه وجود آلية أو مجموعة من الآليات لجعل هذه المعلومات وموارد الحوسبة المطورة بشكل مستقل قابلة للتشغيل المتبادل.

يتناول هذا البحث المعلومات الأساسية حول نظام المعلومات الموزع: ويصف المتطلبات الأساسية لتطويره، ووسائل العمل مع البيانات، ويقدم مفهوم قاعدة البيانات الموزعة، وكذلك أنواعها ومبادئها الأساسية. ويعرض الفصل الثالث أمثلة على أنظمة المعلومات الموزعة، مثل: - Informix On-Line من Informix Software؛ - Ingres Intelligent Database من Ingres Corp - Oracle (الإصدار 7) من Oracle Corp؛ - Sybase System 10 من Sybase Inc.

الغرض من الدراسة هو دراسة الأسس النظرية لنظم المعلومات الموزعة، وكذلك تطوير المعرفة حول مبادئ عملها.

يسمح توزيع البيانات هذا، على سبيل المثال، بتخزين البيانات التي يتم استخدامها غالبًا في هذه العقدة في عقدة الشبكة. هذا الأسلوب يجعل العمل مع هذه البيانات أسهل وأسرع ويترك الفرصة للعمل مع بقية بيانات قاعدة البيانات.

1. مفهوم التوزيع هو

1.1. المتطلبات الأساسية لإنشاء نظم المعلومات الموزعة

منذ بداية تطور تكنولوجيا الكمبيوتر، ظهر اتجاهان رئيسيان لاستخدامها. الاتجاه الأول هو استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر لإجراء العمليات الحسابية الرقمية التي تستغرق وقتًا طويلاً أو يستحيل إجراؤها يدويًا. ساهم ظهور هذا الاتجاه في تكثيف طرق حل المشكلات الرياضية المعقدة عدديًا، وتطوير فئة من لغات البرمجة التي تركز على التسجيل الملائم للخوارزميات الرقمية، وإنشاء ردود فعل من مطوري بنيات الكمبيوتر الجديدة.

الاتجاه الثاني هو استخدام تكنولوجيا الكمبيوتر في نظم المعلومات الآلية أو الآلية. عادةً ما تكون أحجام المعلومات التي يتعين على هذه الأنظمة التعامل معها كبيرة جدًا، كما أن المعلومات نفسها لها بنية معقدة إلى حد ما. ومن المتطلبات الطبيعية لمثل هذه الأنظمة هو متوسط سرعة العمليات وسلامة المعلومات.

ولكن نظرًا لأن أنظمة المعلومات تتطلب هياكل بيانات معقدة، فقد كانت ضوابط البيانات الإضافية الفردية هذه جزءًا أساسيًا من أنظمة المعلومات وكانت تتكرر عمليًا من نظام إلى آخر. يبدو أن الرغبة في تحديد وتعميم الجزء العام من أنظمة المعلومات المسؤولة عن إدارة البيانات المنظمة بشكل معقد، كانت السبب المحفز الأول لإنشاء أنظمة الإدارة المختلفة.

قريبا جدا أصبح من الواضح أنه من المستحيل القيام بمكتبة مشتركة من البرامج التي نفذت طرق تخزين بيانات أكثر تعقيدا على رأس نظام الملفات الأساسي القياسي، على سبيل المثال، تخزين المعلومات في عدة ملفات. وهكذا ساهم كل هذا في إنشاء أنظمة المعلومات الموزعة.

في الواقع، إذا كان نظام المعلومات يدعم التخزين المتسق للمعلومات في ملفات متعددة، فيمكن القول أنه يدعم قاعدة بيانات. إذا كان بعض أنظمة إدارة البيانات المساعدة يسمح لك بالعمل مع ملفات متعددة، مما يضمن اتساقها، فيمكنك تسميته نظام إدارة قاعدة البيانات. إن مجرد متطلبات الحفاظ على اتساق البيانات عبر ملفات متعددة لا يسمح بوجود مكتبة من الوظائف: يجب أن يكون لدى هذا النظام بعض البيانات الخاصة به (البيانات الوصفية) وحتى المعرفة التي تحدد سلامة البيانات.

1.2. مفهوم نظم المعلومات الموزعة

عادة، يعتبر النظام الذي يعمل فيه أكثر من خادم قاعدة بيانات موزعًا. يتم استخدام ذلك لتقليل الحمل على الخادم وضمان تشغيل الأقسام البعيدة جغرافيًا. إن التعقيد المتنوع للإنشاء والتعديل والصيانة والتكامل مع الأنظمة الأخرى يجعل من الممكن تقسيم أنظمة المعلومات إلى فئات من الأنظمة الموزعة الصغيرة والمتوسطة والكبيرة. تتمتع أنظمة المعلومات الصغيرة بدورة حياة قصيرة (دورة حياة)، وتوجه نحو الاستخدام الشامل، وسعر منخفض، واستحالة التعديل دون مشاركة المطورين، وذلك باستخدام أنظمة إدارة قواعد البيانات المكتبية (DBMS) بشكل أساسي، وأجهزة وبرامج متجانسة، لا تتمتع بالأمان. سمات. تتمتع أنظمة المعلومات الكبيرة للشركات، والأنظمة على المستوى الفيدرالي وغيرها، بدورة حياة طويلة، وهجرة الأنظمة القديمة، وتنوع الأجهزة والبرامج، وحجم المهام التي يتم حلها وتعقيدها، وتقاطع العديد من مجالات المواضيع، ومعالجة البيانات التحليلية، و التوزيع الإقليمي للمكونات.

تشمل وظائف أنظمة المعلومات هذه، أولاً وقبل كل شيء، العمل مع البيانات الموزعة الموجودة على خوادم فعلية مختلفة ومنصات أجهزة وبرامج مختلفة ومخزنة بتنسيقات داخلية مختلفة. وفي هذه الحالة يجب أن يوفر النظام معلومات كاملة عن نفسه وعن كافة موارده، وأن يكون سهل التوسع، وأن يكون مبنياً على معايير وبروتوكولات مفتوحة، وأن يوفر القدرة على دمج موارده مع موارد أنظمة المعلومات الأخرى. بالنسبة للمستخدمين، يجب أن يوفر النظام مستويات مختلفة من امتيازات المستخدم ويوفر واجهات بسيطة للوصول إلى المعلومات.

عادةً ما يتم دمج البيانات الواردة من الأنظمة غير المتجانسة في مجموعات منطقية يتم توجيه الاستعلامات إليها. يفترض نظام الاستعلام المجرد أن النظام لا يعمل باستخدام صيغة استعلام محددة، ولكن بجوهره المنطقي المبني على سمات مجردة.
عند بناء أنظمة المعلومات الموزعة، كقاعدة عامة، يتم استخدام بنيتين أساسيتين: العميل/الخادم والإنترنت الداخلي.
يوفر نظام Enterprise IS المبني على بنية العميل/الخادم للعملاء مجموعة واسعة من التطبيقات وأدوات التطوير التي تركز على تعظيم قدرات الحوسبة لمحطات عمل العميل. تُستخدم موارد الخادم بشكل أساسي لتخزين المستندات وتبادلها، وكذلك للوصول إلى البيئة الخارجية. تسمح لك هذه البنية بحماية جانب الخادم للتطبيقات بشكل أفضل، مع السماح للتطبيقات إما بمعالجة تطبيقات الخادم الأخرى مباشرة أو توجيه الطلبات إليها. ومع ذلك، فإن مكالمات العميل المتكررة إلى الخادم تقلل من أداء الشبكة. يجب معالجة مشكلات أمان الشبكة حيث يتم توزيع التطبيقات والبيانات عبر عملاء متعددين. إن الطبيعة الموزعة لبناء النظام تجعل من الصعب تكوينه وصيانته

يعتمد نظام المعلومات القائم على شبكة الإنترنت الداخلية على مبدأ "البنية المفتوحة". يتم تنفيذ برامج IS في شكل تطبيقات صغيرة أو servlets (برامج بلغة JAVA) أو في شكل وحدات CGI (برامج في Perl أو C). يتضمن IP الخاص بهذه البنية Web-yinh\، الذي تم تنفيذه باستخدام CORBA Enterprise JavaBeans، وتقنيات ActiveX 1X"OM، وتطبيقات متعددة المستويات تعتمد على Java وXML، ومفهوم .Net مع XML، حيث يتم التبادل بين الخوادم المختلفة (مستودعات البيانات، الأعمال التجارية) التطبيقات، والخوادم لعملاء الهاتف المحمول، وما إلى ذلك) يتم إنتاجها باستخدام لغة XML المحايدة لأي بنية.

قاعدة المعلومات الموزعة تعني عدد غير محدود من قواعد البيانات البعيدة عن بعضها البعض ولها عدد من الخصائص المشتركة:

العمل وفق قواعد موحدة محددة مركزياً لجميع قواعد البيانات المتضمنة في قاعدة المعلومات الموزعة؛

يتم تبادل البيانات وفقًا لقواعد محددة مركزيًا أيضًا.

الحاجة إلى دمج المعلومات في قاعدة بيانات واحدة من قواعد بيانات الكيانات القانونية المدرجة في هيكل الشركة، لتحليل البيانات لاحقًا والحصول على تقارير من قاعدة بيانات واحدة، سواء بالنسبة للشركة ككل أو لكل كيان قانوني على حدة؛

الحاجة إلى الحد من التغييرات في البيانات والتحكم فيها في أقسام الشركة (الفروع) الموجودة عن بعد.

1.3. أدوات للعمل مع البيانات الموزعة

عند اختيار IS الموزع، يجب عليك أولاً الانتباه إلى أنظمة التشغيل وبروتوكولات الشبكة التي يدعمها. ومع ذلك، لا يقل أهمية عن طرق توزيع البيانات التي يتم تنفيذها فيها.

1) التجزئة والازدواجية

إحدى طرق توزيع الجداول هي التجزئة. يمكن تقسيم الجدول إلى أجزاء سيتم وضعها في عقد مختلفة. هناك طريقة أخرى لتوزيع البيانات وهي الازدواجية (النسخ المتماثل). يمكنك إنشاء نسخ مكررة من قاعدة البيانات بأكملها أو أجزائها ووضع هذه التكرارات في العقد. تسمح لك كلتا الطريقتين بتخزين البيانات بالضبط على العقدة التي يتم استخدامها فيها بشكل متكرر. وهذا يقلل من تكلفة نقل البيانات عبر الشبكة ويقلل من استخدام المعالجات والموارد الأخرى للعقد الأخرى. مع بنية قاعدة بيانات التطبيقات هذه، نادرًا ما يتم نقل البيانات عبر الشبكة.

2) قواميس البيانات والأدلة

بمجرد توزيع البيانات عبر عقد الشبكة المختلفة، من المهم العثور على هذه البيانات واستخدامها. من أجل العثور على البيانات وتحويلها إلى التنسيق المطلوب، يتم استخدام قواميس وأدلة البيانات العالمية. يقوم القاموس بتخزين معلومات حول البيانات واستخدامها وحقوق الوصول إلى البيانات والتطبيقات. تُستخدم أدلة البيانات لتحديد مكان تخزين البيانات وكيفية استردادها. يمكن أن تكون القواميس والأدلة عالمية أو محلية

3) تثبيت التغييرات على مرحلتين

تعد طرق توزيع البيانات مهمة جدًا بالطبع، ولكن جوهر أنظمة إدارة قواعد البيانات الموزعة الحديثة هو بروتوكول الالتزام بالتغيير على مرحلتين. يدير هذا البروتوكول تنفيذ المعاملات التي تغير بيانات العقد المتعددة. الفكرة الرئيسية للالتزام على مرحلتين هي ما يلي: من غير المقبول أن يتم تنفيذ معاملة تغير البيانات في عدة عقد في بعض العقد ولا يتم تنفيذها في عقد أخرى. يجب أن تنجح المعاملة على جميع العقد أو تفشل في أي عقدة.

4) ضمان النزاهة

إحدى الخصائص الهامة لنظم المعلومات الموزعة هي الطريقة التي تحافظ بها على التكامل المرجعي بين البيانات الموجودة في الجدول الرئيسي والبيانات الموجودة في الجداول المرتبطة به. دعونا نلقي نظرة على مثال التكامل المرجعي. لنفترض أن هناك ثلاثة جداول في قاعدة بيانات موزعة:

جدول يحتوي على معلومات عن أبناء الموظفين.

جدول يحتوي على معلومات حول رواتب الموظفين لهذا العام؛

جدول يحتوي على معلومات حول المواضيع التي أكملها الموظف.

تحتوي جميع هذه الجداول على عمود "اسم الموظف". تتطلب قواعد ضمان التكامل المرجعي أنه عند تغيير قيم عمود "الاسم الكامل للموظف" في جدول واحد، يتم ضبط قيم هذا العمود في الجداول الأخرى تلقائيًا. لضمان التكامل المرجعي، يتم استخدام طريقتين مختلفتين - المشغلات وقيود التكامل التعريفي لمعيار ANSI.

2. قواعد البيانات الموزعة

2.1. المبادئ الأساسية

قواعد البيانات الموزعة (RDB) هي مجموعة من قواعد البيانات المترابطة منطقيا والموزعة عبر شبكة الكمبيوتر.

يتكون RDB من مجموعة من العقد المتصلة بواسطة شبكة اتصالات حيث:

أ) كل عقدة هي نظام إدارة قواعد بيانات كامل في حد ذاته؛

ب) تتفاعل العقد مع بعضها البعض بحيث يمكن لمستخدم أي منها الوصول إلى أي بيانات موجودة على الشبكة كما لو كانت على العقدة الخاصة به.

كل عقدة هي في حد ذاتها نظام قاعدة بيانات. يمكن لأي مستخدم إجراء عمليات على البيانات الموجودة على العقدة المحلية الخاصة به بنفس الطريقة كما لو لم تكن هذه العقدة جزءًا من النظام الموزع على الإطلاق. يمكن اعتبار نظام قاعدة البيانات الموزعة بمثابة شراكة بين أنظمة إدارة قواعد البيانات المحلية المنفصلة على عقد محلية منفصلة.

المبدأ الأساسي لإنشاء قواعد بيانات موزعة ("القاعدة 0"): بالنسبة للمستخدم، يجب أن يبدو النظام الموزع مثل النظام غير الموزع.

يستلزم المبدأ الأساسي بعض القواعد أو الأغراض الإضافية. لا يوجد سوى اثني عشر هدفًا من هذا القبيل:

1. الاستقلال المحلي. يجب أن تكون العقد في النظام الموزع مستقلة أو مستقلة. الاستقلال المحلي يعني أن جميع العمليات على العقدة يتم التحكم فيها بواسطة تلك العقدة.

2. قلة الدعم للوحدة المركزية. الاستقلال المحلي يعني أن جميع العقد في النظام الموزع يجب أن تعامل على قدم المساواة. ولذلك، لا ينبغي أن يكون هناك أي استدعاءات للعقدة "المركزية" أو "الرئيسية" من أجل الحصول على بعض الخدمات المركزية.

3. التشغيل المستمر. يجب أن توفر الأنظمة الموزعة درجة أعلى من الموثوقية والتوافر.

4. استقلالية الموقع. يجب ألا يعرف المستخدمون مكان تخزين البيانات فعليًا ويجب أن يتصرفوا كما لو تم تخزين جميع البيانات على العقدة المحلية الخاصة بهم.

5. الاستقلال عن التجزئة. يدعم النظام استقلالية التجزئة إذا كان من الممكن تقسيم متغير علاقة معين إلى أجزاء أو أجزاء عند تنظيم تخزينه الفعلي. في هذه الحالة، يمكن تخزين البيانات في المكان الذي يتم استخدامها فيه في أغلب الأحيان، مما يسمح بتوطين معظم العمليات وتقليل حركة مرور الشبكة.

6. الاستقلال عن النسخ. يدعم النظام النسخ المتماثل للبيانات إذا كان يمكن تمثيل متغير علاقة مخزنة معين - أو بشكل عام جزء معين من متغير علاقة مخزنة معين - من خلال عدة نسخ منفصلة أو نسخ متماثلة مخزنة على عدة عقد منفصلة.

7. معالجة الطلبات الموزعة. النقطة المهمة هي أن الطلب قد يحتاج إلى الاتصال بعقد متعددة. في مثل هذا النظام، قد يكون هناك العديد من الطرق الممكنة لإعادة توجيه البيانات لتلبية الطلب المعني.

8. إدارة المعاملات الموزعة. هناك جانبان رئيسيان لإدارة المعاملات: إدارة الاسترداد وإدارة التزامن. فيما يتعلق بإدارة الاسترداد، لضمان ذرية المعاملة في بيئة موزعة، يجب أن يضمن النظام أن المجموعة الكاملة من الوكلاء مرتبطة بمعاملة معينة (الوكيل هو عملية يتم تشغيلها لمعاملة معينة على عقدة منفصلة) إما ارتكبت نتائجها أو قامت بالتراجع. أما بالنسبة للتحكم في التزامن، فهو يعتمد في معظم الأنظمة الموزعة على آلية الحظر، تمامًا كما هو الحال في الأنظمة غير الموزعة.

9. استقلال الأجهزة. من المرغوب فيه أن تكون قادرًا على تشغيل نفس نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) على منصات أجهزة مختلفة، علاوة على ذلك، التأكد من مشاركة الأجهزة المختلفة في تشغيل النظام الموزع كشركاء متساوين.

10.الاستقلال عن نظام التشغيل. القدرة على تشغيل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) تحت أنظمة التشغيل المختلفة.

11.الاستقلال عن الشبكة. القدرة على دعم العديد من العقد المختلفة بشكل أساسي، والتي تختلف في الأجهزة وأنظمة التشغيل، بالإضافة إلى عدد من الأنواع المختلفة لشبكات الاتصالات.

12.الاستقلال عن نوع نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS). من الضروري أن تدعم جميع مثيلات نظام إدارة قواعد البيانات الموجودة على العقد المختلفة نفس الواجهة، وليس من الضروري على الإطلاق أن تكون هذه نسخًا من نفس الإصدار من نظام إدارة قواعد البيانات.

2.2. أنواع قواعد البيانات الموزعة

قواعد البيانات الموزعة المتجانسة وغير المتجانسة ممكنة. في حالة متجانسة، تتم إدارة كل قاعدة بيانات محلية بواسطة نفس نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS). وفي النظام غير المتجانس، قد تنتمي قواعد البيانات المحلية إلى نماذج بيانات مختلفة.

بالإضافة إلى الأنواع المذكورة أعلاه من قواعد البيانات الموزعة، يمكن تمييز ما يلي:

1) قواعد البيانات الموزعة

2) قواعد بيانات متعددة مع مخطط عالمي. نظام قواعد البيانات المتعددة هو نظام موزع يعمل كواجهة خارجية للوصول إلى العديد من أنظمة إدارة قواعد البيانات المحلية أو يتم تنظيمه كمستوى عالمي عبر أنظمة إدارة قواعد البيانات المحلية.

3) قواعد البيانات الموحدة. على عكس القواعد المتعددة، لا تحتوي على مخطط عام يمكن لجميع التطبيقات الوصول إليه. بدلاً من ذلك، يتم دعم نظام استيراد وتصدير البيانات المحلية. تحتفظ كل عقدة بمخطط عام جزئي يصف المعلومات الواردة من تلك المصادر البعيدة التي تعتبر بياناتها ضرورية للتشغيل.

4) قواعد متعددة مع لغة وصول مشتركة - بيئات إدارة موزعة باستخدام تقنية خادم العميل

5) الأنظمة القابلة للتشغيل البيني هي أنظمة تكون فيها التطبيقات نفسها، التي يتم تنفيذها في بيئة نظام إدارة قواعد بيانات معين، مسؤولة عن الواجهات بين بيئات التطبيقات المختلفة، بغض النظر عما إذا كانت متجانسة أو غير متجانسة. وتركز الأنظمة في المقام الأول على تبادل البيانات. التطوير الإضافي لهذه الأنظمة هو قواعد البيانات الموجهة للكائنات.

2.3. الغرض ومبدأ تشغيل قاعدة البيانات الموزعة

عندما يكون لدى المؤسسة فروع بعيدة، تكون هناك حاجة لمزامنة البيانات بينها وبين المكتب الرئيسي. وبطبيعة الحال، ينبغي أن تنعكس أي تغييرات تتعلق بالفروع في قاعدة البيانات الرئيسية للمؤسسة. يمكن تحقيق مثل هذه المزامنة باستخدام آليات قاعدة البيانات الموزعة.

في المكتب الرئيسي يتم إنشاء الصور الأولية لقاعدة البيانات (لكل فرع - صورته الخاصة) ونقلها إلى الفروع حيث يتم تنزيلها. في الوقت نفسه، يتم تحديد إعدادات التبادل التي سيتم بموجبها إجراء المزامنة بين كل من قواعد البيانات الطرفية (التابعة) وقاعدة البيانات الرئيسية.

قد يكون هيكل المؤسسة بحيث يكون للفروع التابعة للمكتب الرئيسي وحدات بعيدة خاصة بها. ثم يخضعون لإجراء مماثل لما تم إجراؤه عند إنشاء فروع تابعة مباشرة للقاعدة الرئيسية.

وبالتالي، يمكننا تلخيص أن الاتصالات الشبيهة بالشجرة تتشكل في قاعدة بيانات موزعة. على سبيل المثال، في إحدى المؤسسات، يكون هناك فرعان تابعان للمكتب الرئيسي، ويتكون الفرع الأول من قسمين بعيدين، بينما يحتوي الثاني على ثلاثة أقسام. وتبين أن القاعدة الرئيسية تابعة لقاعدتين طرفيتين. القاعدة المحيطية الأولى، بدورها، تابعة لقاعدتين أخريين، والقاعدة المحيطية الثانية تابعة لثلاثة. تظهر الاتصالات في قاعدة البيانات الموزعة في الشكل 1. 2.1.

الشكل 2.1. كيف تعمل قاعدة البيانات

العقدة 1 هي العقدة الجذرية لقاعدة البيانات الموزعة بأكملها والعقدة الرئيسية للعقدتين الثانية والثالثة التابعة لها. العقدة الثانية هي العقدة الرئيسية للعقدتين الرابعة والخامسة التابعة لها. ستكون العقدة الثالثة هي العقدة الرئيسية للعقد السادسة والسابعة والثامنة التابعة لها.

أي عقدة قاعدة بيانات موزعة (DDB) "ترى" فقط العقد المتصلة بها مباشرة. يتبادل البيانات مع هذه العقد.

من الممكن إجراء تغييرات على بيانات قاعدة المعلومات في أي عقدة من URDB، ويتم نقل تغييرات البيانات بين أي عقد متصلة. في الرسم التخطيطي، تتم الإشارة إلى الاتجاهات التي يتم من خلالها نقل تغييرات البيانات بواسطة أسهم خضراء (باستخدامها، من أي عقدة في URDB في عدد معين من الخطوات، يمكنك الوصول إلى أي عقدة أخرى، ويترتب على ذلك أنه عند إجراء تغييرات على بيانات أي عقدة، سيتم نقل هذه التغييرات تدريجيًا إلى جميع العقد الأخرى).

لا يمكن إجراء تغييرات على تكوين قاعدة المعلومات إلا في عقدة واحدة (جذر) لـ URDB، ويتم نقل تغييرات التكوين من العقدة الرئيسية إلى العقد التابعة. في الرسم التخطيطي، تتم الإشارة إلى الاتجاهات التي يتم من خلالها إرسال تغييرات التكوين بواسطة أسهم حمراء.

الآن دعونا نلقي نظرة على كيفية تبادل البيانات بين عقد URDB. عند إجراء تغييرات على بيانات قاعدة المعلومات، يتذكر البرنامج ما تم تغييره وكيف. بالنسبة لأي عقدة، مرة واحدة خلال فترة زمنية معينة، يتم تشغيل المعالجة (يدويًا أو تلقائيًا)، مما يؤدي إلى إنشاء رسائل خاصة تعرض معلومات بتنسيق XML حول ما إذا كانت التغييرات قد تم إجراؤها (إذا كان الأمر كذلك، فما هي التغييرات)، وترسلها إلى أدلة معينة عبر الشبكة المحلية إما عبر FTP أو إلى عناوين بريد إلكتروني محددة. تتحقق المعالجة أيضًا من ظهور رسائل مماثلة من العقد الأخرى المتصلة مباشرة بهذه العقدة والموجهة إليها في هذا الدليل أو صندوق البريد الإلكتروني. إذا ظهرت، فسيتم تنزيل الرسائل، وبالتالي تغييرات في البيانات. تدعم البنية الأساسية للرسائل ترقيم الرسائل، وتسمح لك بتلقي تأكيد من عقدة المستلم بأن الرسائل قد تم استلامها. يوجد هذا التأكيد في كل رسالة قادمة من العقدة المتلقية في شكل رقم آخر رسالة مستلمة.

إذا لم تقم العقدة المتلقية بتنزيل رسالة من دليل التبادل بعد، فلن تقوم العقدة المصدر بتحميل ملف رسالة في دليل التبادل لهذه العقدة، ناهيك عن إنشائه. ومن المفهوم أنه بعد التنزيل الناجح، يتم حذف الملف من دليل التبادل. يتيح لك ذلك عدم إجراء عمليات غير ضرورية أثناء التبادل وعدم تحميل القناة مرة أخرى.

عندما يتغير تكوين قاعدة البيانات، يتم توزيع المعلومات حول التغييرات في رسائل التبادل مع تغييرات البيانات.

ويتم تبادل البيانات بين قواعد البيانات على النحو التالي:

1) في قاعدة البيانات المصدر، يحدد النظام قائمة بالكائنات التي تم تغييرها للوقت الذي انقضى منذ جلسة تحميل البيانات السابقة.

2) باستخدام هذه القائمة، يقوم النظام بإنشاء حزمة XML، والتي يتم إرسالها إلى قاعدة البيانات المتلقية.

من أجل إنشاء حزمة، يصل النظام إلى كائنات قاعدة البيانات المعدلة. عند الاتصال، يقوم النظام بحظر هذه الكائنات.

3) يتم إرسال حزمة XML إلى قاعدة البيانات المتلقية.

في قاعدة البيانات المتلقية، يتم توسيع حزمة XML وإجراء التغييرات الموجودة فيها على قاعدة البيانات.

تتم كتابة كافة التغييرات ضمن معاملة واحدة، ويتم تأمين كافة الكائنات التي تم تغييرها.

3. أمثلة على الأنظمة الموزعة

اليوم، تقدم جميع الشركات المصنعة الكبرى لأنظمة إدارة قواعد البيانات تقريبًا حلولاً في مجال إدارة الموارد الموزعة. ومع ذلك، كل هذه الحلول تدعم محدودوظائف لبناء أنظمة موزعة غير متجانسة.

من بين العديد من النماذج الأولية وأنظمة البحث، تجدر الإشارة إلى SDD-1تم إنشاؤه في أواخر السبعينيات وأوائل الثمانينيات في قسم الأبحاث بشركة الكمبيوتر الأمريكية؛ نظام ص*، وهو نسخة موزعة من نظام System R وتم إنشاؤه في أوائل الثمانينات بواسطة شركة IBM؛ وكذلك النظام INGRES الموزعة، وهو نسخة موزعة من نظام INGRES وتم إنشاؤه أيضًا في أوائل الثمانينيات في جامعة كاليفورنيا في بيركلي.

أما بالنسبة للمنتجات التجارية، فإن معظم الأنظمة العلائقية اليوم توفر أنواعًا مختلفة من الدعم لاستخدام قواعد البيانات الموزعة بدرجات متفاوتة من الوظائف. ومن بين هذه الأنظمة، أشهرها هو النظام إنجرس/ستارقسم Ingres التابع لشركة ASK Group Inc. ونظام ORACLE التابع لشركة Oracle Corporation، بالإضافة إلى وحدة العمل الموزعةأنظمة آي بي إم DB2.

اليوم، تدعي العديد من شركات تطوير نظم إدارة قواعد البيانات (DBMS) أنها تدعم العمل مع قواعد البيانات الموزعة، ولكن عند الفحص الدقيق، يتبين أن هذه التصريحات في معظم الحالات مبالغ فيها إلى حد ما. يعتقد خبراء نظام إدارة قواعد البيانات أن عددًا قليلاً فقط من حزم نظام إدارة قواعد البيانات يوفر درجة معينة من تنفيذ قاعدة البيانات الموزعة.

يقدم العمل التعريف التالي لقاعدة البيانات الموزعة: "قاعدة البيانات الموزعة هي مجموعة من قواعد البيانات المادية التي تظهر للمستخدم كقاعدة بيانات منطقية واحدة." لسوء الحظ، اليوم لا يوجد نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) يطبق هذا التعريف بشكل كامل. أنظمة إدارة قواعد البيانات التالية هي الأقرب إلى تنفيذها:

Informix عبر الإنترنت من Informix Software؛

قاعدة بيانات إنجرس الذكية من شركة إنجرس؛

أوراكل (الإصدار 7) من شركة أوراكل؛

نظام سايبيس 10 من شركة سايبيس

على الرغم من أن أيًا من أنظمة إدارة قواعد البيانات الأربعة هذه لا تنفذ جميع وظائف نظام إدارة قواعد البيانات الموزعة بشكل كامل، إلا أن كل واحدة منها تنفذ أو ستنفذ قريبًا دعمًا للعمل مع قاعدة بيانات موزعة.

يتم تنفيذ وظائف نظام إدارة قواعد البيانات الموزع بشكل كامل في نظامي إدارة قواعد البيانات Ingres وOracle. دعونا نلقي نظرة سريعة على إمكانيات هذه الحزم.

يعمل نظام Ingres DBMS على مجموعة متنوعة من منصات UNIX، وDEC VMS، وHewlett-Packard MPE، وDOS، وMicrosoft Windows 3.1، وOS/2، وMacintosh. كما أنه يعمل مع العديد من بروتوكولات الشبكة، بما في ذلك Open System Interconnection Transport Class 4. لدى Ingres أدوات للوصول إلى بيانات DB2 وRdb وAllbase. يتم توفير الوظائف الرئيسية لنظام إدارة قواعد البيانات الموزع بواسطة مكون Ingres/Star الإضافي. وهو يدعم تحسين الاستعلامات الموزعة، ويسمح لك بقراءة وتحديث البيانات من العقد المختلفة ضمن معاملة واحدة، ويوفر القدرة على حذف السجلات في وقت واحد في عدة عقد.

تم تصميم نظام إدارة قواعد البيانات Informix-Online لبيئة UNIX، ولكن يمكن تشغيله أيضًا ضمن Novell. يحتوي Informix-Online على مُحسِّن للاستعلام وينفذ نفس الوظائف للعمل مع قاعدة بيانات موزعة مثل Ingres، ومع ذلك، فإن Informix لديه متطلبات أكثر صرامة لموارد الكمبيوتر، ولا سيما أنه يتطلب المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

نظام Sybase's System 10 DBMS قيد التطوير حاليًا. يجب أن يعمل على أنظمة UNIX، وعلى أنظمة OS/2، وWindow NT، وNetWare. سيعمل النظام 10 مع العديد من بروتوكولات الشبكة ويدعم الاتصال مع DB2 وOracle 7 وInformix-Online وRdb. سيحتوي النظام 10 على مُحسِّن استعلام موزع يسمح بقراءة البيانات وتحديثها عبر عقد متعددة. سيتم تنفيذ وظائف العمل مع قاعدة البيانات الموزعة باستخدام مكون Replication Server الإضافي.

ينفذ الإصدار 7 من Oracle DBMS العديد من الوظائف للعمل مع قاعدة بيانات موزعة. من بينها، يجب أن نسلط الضوء على مُحسِّن الاستعلام الموزع وأداة لقراءة وتحديث البيانات من عقد متعددة ضمن معاملة واحدة. يعمل Oracle v 7 على أكثر من 80 منصة حوسبة، ويدعم معظم بروتوكولات الشبكات التجارية الحالية ويمكنه تبادل البيانات مع DB2 وSQL/DS وTandem Computers وNonStop SQL وRdb وHP TurboImage. ويجري تطوير بوابات لـ 18 نظامًا آخر لنظام إدارة قواعد البيانات.

في Oracle، يتم تخزين قاموس البيانات بنفس طريقة تخزين البيانات الأخرى، بحيث يمكن توزيع جداوله عبر عقد الشبكة. جميع العمليات مع قاعدة البيانات الموزعة تكون "شفافة" للمستخدمين والمطورين. في مجال تحديث قواعد البيانات الموزعة، تفوقت Oracle على جميع منافسيها. يمكن لمستخدمي Oracle استخدام مكون SQL*Net للعمل بشفافية مع البيانات (وليس بالضرورة بيانات Oracle) الموجودة على أنواع مختلفة من أجهزة الكمبيوتر وفي عقد شبكة مختلفة. يتم تنفيذ وسيلة عالية الأداء للتحديث "الشفاف" لقاعدة البيانات الموزعة على أساس بروتوكول أصلي من مرحلتين لإصلاح التغييرات.

تدعم جميع أنظمة إدارة قواعد البيانات الأربعة (DBMSs) الاستقلالية المحلية للعقد. وهذا يعني أن DBA يمكنه التعامل مع قاعدة البيانات المحلية لعقدة معينة كقاعدة بيانات بحد ذاتها. تدعم كافة أنظمة إدارة قواعد البيانات معيار لغة ANSI SQL - ANSI SQL-89 وامتدادًا لهذا المعيار. تتم صياغة الاستعلامات إلى قاعدة البيانات بلغة SQL. بالإضافة إلى لغة SQL غير الإجرائية، تدعم Oracle لغتها الإجرائية PL/SQL، ويدعم Sybase لغة Transact-SQL الخاصة بها.

توفر جميع أنظمة إدارة قواعد البيانات الأربعة آلية شفافة للاستعلام عن البيانات وتحديثها وعرضها عبر عقد متعددة. لقد لوحظ بالفعل أن جميع أنظمة إدارة قواعد البيانات الأربعة يمكنها تبادل البيانات مع أنظمة إدارة قواعد البيانات الأخرى. ومع ذلك، يسمح بروتوكول الالتزام ثنائي المرحلتين الخاص بـ Oracle 7 فقط بالتحديثات الموزعة للبيانات عبر أنظمة إدارة قواعد البيانات المختلفة. المشكلة هي أن البروتوكولات ذات المرحلتين لتنفيذ التغييرات من أنظمة إدارة قواعد البيانات المختلفة غير متوافقة بشكل جيد مع بعضها البعض.

توفر جميع الحزم الأربع إمكانية تأمين البيانات المحلية والعالمية. ومع ذلك، فإنهم يطبقون هذا الحظر على مستويات مختلفة. وبالتالي، تنفذ أوراكل القفل على مستوى السجل بشكل افتراضي، بينما تنفذ أنظمة إدارة قواعد البيانات الأخرى القفل على مستوى الصفحة أو الجدول. تتيح لك آلية القفل منع إجراء تغييرات على البيانات التي يتحكم فيها مستخدمون آخرون حاليًا. وهذا يضمن سلامة واتساق البيانات. يسمح القفل على مستوى السجل بتحديث السجلات المجاورة لنفس الجدول في وقت واحد. يؤدي هذا إلى تقليل زمن الوصول بشكل كبير، وتسريع معالجة البيانات، وتقليل احتمالية حدوث حالات توقف تام.

يعتزم جميع مطوري نظم إدارة قواعد البيانات الموزعة دعم بنية قواعد البيانات العلائقية الموزعة لشركة IBM في المستقبل. صحيح، على الرغم من أن شركة IBM أعلنت منذ فترة طويلة عن بدء العمل على تنفيذ هذه البنية، إلا أنها لم تكتمل بعد. من الواضح أن هذا يرجع إلى التعقيد العالي جدًا في تنفيذ البنية المعلنة.

خاتمة

يعد تنظيم قاعدة بيانات موزعة ضروريًا للشركات العاملة في أنواع مختلفة من الأنشطة إذا كانت هناك حاجة في عملها اليومي إلى حل المشكلات التالية:

الحاجة إلى الحصول بسرعة على المعلومات من قواعد بيانات الوحدات (أو الفروع) الموجودة عن بعد؛

الحاجة إلى إدخال تغيير مركزي في هيكل وقواعد تشغيل قاعدة البيانات لتشغيل جميع الوحدات (الفروع) والكيانات القانونية الموجودة عن بعد (مع استحالة تغيير قواعد معينة مباشرة في وحدة نائية)؛

الحاجة إلى الحد من التغييرات في البيانات والتحكم فيها في أقسام الشركة (الفروع) الموجودة عن بعد.

تتمثل المهمة الرئيسية لأنظمة إدارة قواعد البيانات الموزعة في توفير وسيلة لدمج قواعد البيانات المحلية الموجودة في بعض عقد شبكة الكمبيوتر، بحيث يتمكن المستخدم الذي يعمل في أي عقدة من الشبكة من الوصول إلى جميع قواعد البيانات هذه كقاعدة بيانات واحدة.

وبالتالي فإن نظم المعلومات الموزعة هي جزء لا يتجزأ من نظام المعلومات الحديث. وفي الوقت نفسه يجب التأكد من ما يلي: سهولة استخدام النظام؛ إمكانية العمل المستقل في حالة انقطاع الاتصال بالشبكة أو الاحتياجات الإدارية؛ درجة عالية من الكفاءة.

الأدب

1. كيفية تنظيم قاعدة معلومات موزعة؟

http://www.intelis-it.ru/services/automation_act/information-systems.html

2. قواعد البيانات الموزعة. ويكيبيديا.

http://ru.wikipedia.org/wiki/distributed_db

3. بويكو في.في.، سافينكوف في.م. تصميم قواعد بيانات نظم المعلومات. – الطبعة الثانية. – م: المالية والإحصاء، 1989. – 350 ص.

4. التاريخ K. J. مقدمة لأنظمة قواعد البيانات.: Transl. من الانجليزية – الطبعة السادسة. – كييف: الديالكتيك، 1998. – 784 ص.

5. نظم المعلومات وقواعد البيانات الموزعة. جليب ليديجينسكي

http://articles.org.ru/cfaq/index.php?qid=1306&catid=54

6. . نظم المعلومات الموزعة عالميا

http://www.ci.ru/inform4_97/astr1.htm

7. تصميم هيكل قاعدة البيانات الموزعة.

http://www.integro.ru/projects/gis/quest_1.htm

8. كونولي، ت.، بيج، ك. قواعد البيانات. التصميم والتنفيذ والدعم. النظرية والتطبيق. الطبعة الثالثة: ترجمة. من الانجليزية - م: دار النشر “وليام”، 2003. – 433 ص.

http://www.lcard.ru/~nail/database/osbd/grav_~3.htm

10. تقنيات قواعد البيانات الموزعة

http://rema.44.ru//resurs/study/dblab/dblab.html.

SPbSUT ايم. البروفيسور - برويفيتش

المعلومات الموزعة

الأنظمة

(الكتاب المدرسي الإلكتروني)

سانت بطرسبرغ، 2008

مقدمة

القسم 1. شبكات وأنظمة المعلومات

1.1. المفاهيم الأساسية لنظرية نظم وشبكات المعلومات

1.2. النموذج المفاهيمي لشبكة المعلومات

1.3. تنظيم عمليات الربط البيني في شبكات المعلومات

1.4. مبادئ ووظائف تنظيم ربط الأنظمة المفتوحة

1.5. المعلومات المحلية وشبكات الكمبيوتر (LIVS)

1.5.1. معلومات عامة

1.5.2. معايير الشبكة المحلية

1.5.3. بنية الشبكات المحلية من نوع Ethernet

1.5.4. مثال على تنسيق إطار إيثرنت

1.6. تقنيات ومعمارية الشبكات اللاسلكية الحديثة

1.6.1. تصنيف شبكات نقل المعلومات اللاسلكية

1.6.2. الشبكات اللاسلكية الشخصية (Home RF، Bluetooth، تقنيات ZigBee)

1.6.3. الشبكات المحلية اللاسلكية (IEEE 802.11 ومعايير DECT)

1.6.4. شبكات المناطق الحضرية اللاسلكية (تقنية WiMAX)

1.6.5. الشبكات العالمية اللاسلكية WWAN (IEEE 802.20، GSM، CDMA، تقنيات 3G)

1.7. شبكات البيانات الأساسية

1.7.1. شبكات X.25 بتبديل الرزم

1.7.2. شبكات ترحيل الإطار

1.7.3. شبكات الصراف الآلي

1.7.4. تقنية TCP/IP

1.7.5. تكنولوجيا الإيثرنت في شبكات البيانات الأساسية

القسم 2. البروتوكولات المادية وبروتوكولات ربط البيانات في أنظمة المعلومات الموزعة

2.1. الطبقة المادية

2.1.1. معايير بروتوكول الطبقة المادية بين DTE وDCE

2.1.2. إقران AKD مع قناة الاتصال

2.2. بروتوكولات طبقة الارتباط

2.2.1. البروتوكولات الموجهة بالبايت

2.2.2. البروتوكولات الموجهة نحو البت

2.2.3. نقل موجه للاتصال وبدون اتصال

2.2.4. طرق زيادة الموثوقية على مستوى الارتباط

2.2.5. ضغط البيانات

القسم 3. أجهزة المودم لأنظمة المعلومات الموزعة

3.1. أجهزة المودم لشبكة PSTN

3.1.1. معلومات عامة

3.1.2. عناصر المودم لشبكة PSTN

3.1.3. طرق الهرولة

3.1.4. طرق التعديل

3.1.5. بروتوكولات تعديل السلسلة V

3.2. أجهزة المودم الرقمية

3.2.1. جهاز مودم رقمي

3.2.2. مشاكل النقل عبر الخطوط المادية

3.2.3. أجهزة المودم للخطوط المادية

3.3. أجهزة المودم xDSL

3.4. أجهزة المودم الراديوية

3.4.1. معلومات عامة

3.4.2. أجهزة المودم الراديوية لنطاقات ISM

3.4.3. أجهزة المودم الراديوية

3.4.4. تنسيق الإطار AX.25

3.4.5. التنفيذ المادي لأجهزة المودم الراديوية

3.5. أجهزة المودم لشبكات الألياف الضوئية (FOCL)

3.6. مبادئ بناء الرموز التلافيفية

3.6.1. طرق تمثيل الرموز التلافيفية

3.6.2. خوارزمية فك تشفير فيتربي

القسم 4. الاتصالات الوثائقية

4.1. أحكام عامة للشبكات وخدمات البيانات

4.2. خدمات نقل البيانات. جودة خدمات PD المقدمة

4.2.1. نقل البيانات عبر شبكة PSTN

4.2.2. نقل البيانات عبر قنوات PM غير التبديلية

4.2.3. نقل البيانات عبر القنوات الرقمية للشبكات الرقمية للخدمات المتكاملة (N-ISDN، B-ISDN)

4.2.4. مؤشرات جودة الخدمة في خدمات PD مع تبديل الحزم باستخدام بروتوكول X.25

4.2.5. مؤشرات جودة الخدمة في خدمات PD مع ترحيل الإطارات باستخدام بروتوكول X.36

4.2.6. مؤشرات جودة الخدمة في خدمات الوصول إلى البيانات بتبديل الرزم باستخدام البروتوكولات التي تنتمي إلى عائلة IP

4.2.7. مؤشرات جودة الخدمة في خدمات PD مع القنوات الرقمية غير المحولة

4.2.8. بعض مؤشرات جودة PD لشبكات البيانات غير المتخصصة

4.3. الخدمات والخدمات عن بعد. جودة الخدمات التليماتية المقدمة ومتطلباتها

4.3.1. خدمات الفاكس

4.3.2. خدمة الرسائل الإلكترونية

4.3.3. خدمات عقد المؤتمرات عن بعد

4.3.4. خدمات المعلومات

القسم 5. تقنيات الإنترنت

5.1. معلومات عامة عن الإنترنت

5.1.1. الهيكل العام للإنترنت

5.1.2. مكدس بروتوكول TCP/IP

5.1.3. المنظمات المسؤولة عن تطوير الإنترنت وتوحيد أدوات الإنترنت

5.1.4. تقييم مقارن ونطاق بنيات شبكات ISO وTCP/IP

5.2. طبقة التطبيقات. أمثلة على الخدمات والبروتوكولات

5.2.1. خدمة بروتوكول نقل الملفات. بروتوكول نقل الملفات

5.2.2. خدمة WWW. بروتوكول HTTP

5.2.3. هيكل وبروتوكولات البريد الإلكتروني على شبكة الإنترنت

5. 3. طبقة النقل. بروتوكولات TCP وUDP

5.4. معالجة في شبكات IP

5.4.1. أنواع عناوين مكدس TCP/IP

5.4.2. فئات عنوان IP

5.5. طبقة الإنترنت وبروتوكول IP (بروتوكول الإنترنت)

5.6. مبادئ وخوارزميات توجيه الإنترنت

5.6.1. مشكلة في توجيه الإنترنت

5.6.2. بروتوكولات التوجيه الداخلية

5.6.3. بروتوكولات التوجيه الخارجية

القسم 6. موارد المعلومات الموزعة

نظم المعلومات

6.1. قاعدة البيانات

6.1.1. المفاهيم العامة

6.1.3. مستويات عرض البيانات

6.1.4. نماذج البيانات

6.3. أنظمة الحوسبة الموزعة

6.4. بنية مركز البيانات

7.1. النموذج الأساسي وطريقة خادم العميل

7.2. تعديلات على نموذج وطريقة خادم العميل

7.2.1. نموذج وطريقة الوصول إلى البيانات عن بعد

7.2.2. نموذج وطريقة خادم قاعدة البيانات

7.2.3. نموذج وطريقة خادم التطبيق

7.3. برامج الوكيل ونموذج خادم العميل الوكيل »

7.4. ميزات الإدارة في المعلومات الموزعة

أنظمة

مقدمة

يغطي الكتاب المدرسي الإلكتروني المقدم لاهتمامكم مجموعة واسعة من القضايا المتعلقة ببناء وتشغيل واستخدام أنظمة المعلومات الموزعة.

القسم الأولالكتاب المدرسي مخصص لقضايا بناء شبكات وأنظمة المعلومات. يتم النظر في قضايا تنظيم المعلومات المحلية وشبكات الكمبيوتر ويتم إعطاء المعايير. يتم إيلاء الكثير من الاهتمام لتنفيذ شبكات نقل المعلومات اللاسلكية؛ ويتم النظر في معايير الشبكات اللاسلكية، والتي أثبتت حاليًا أنها الأكثر واعدة لتنفيذ الشبكات اللاسلكية.

في القسم الثانييتم إعطاء خصائص البروتوكولات المادية وطبقة وصلة البيانات للنموذج المرجعي ذي المستويات السبعة لتفاعل الأنظمة المفتوحة. يتم النظر في أمثلة الواجهات الطرفية الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. يتم أيضًا أخذ بروتوكولات نقل البيانات على مستوى ارتباط البيانات بعين الاعتبار. يتم إيلاء اهتمام خاص لأساليب زيادة الموثوقية وضغط البيانات.

في القسم الثالثيناقش الكتاب المدرسي فئات أجهزة المودم الأكثر استخدامًا حاليًا لأنظمة المعلومات الموزعة. يتم إيلاء الاهتمام الكافي لقضايا تحقيق معدلات بيانات عالية مع أجهزة المودم الحديثة مع الحصانة المطلوبة من الضوضاء.

في القسم الرابعتم الكشف عن متطلبات الوثيقتين المنظمتين "خدمات الشبكات ونقل البيانات" و"الخدمات عن بعد". وتؤخذ في الاعتبار خدمات نقل البيانات وخدمات الاتصالات عن بعد، فضلاً عن جودة الخدمات التي تقدمها.

في القسم الخامستم النظر في مبادئ بناء نظام اتصالات معلوماتي موزع عالمي، والذي يتم تنفيذه على شبكة الإنترنت. يتم وصف بعض خدمات وبروتوكولات طبقة التطبيق. تم الكشف عن تنظيم عمل بروتوكولات طبقة النقل والشبكة. تنعكس مشكلات توجيه الإنترنت.

في القسم السادسويتم تحليل طرق تخزين وتنظيم وعرض المعلومات في قواعد البيانات، وأخذ أنظمة الحوسبة الموزعة في الاعتبار، والكشف عن بنية مركز معالجة البيانات.

القسم السابعوهو مخصص لنماذج وأساليب الإدارة في نظم المعلومات.

الكتاب المدرسي موجه للطلاب الذين يهدفون إلى اكتساب المعرفة حول كيفية تنظيم شبكات وأنظمة المعلومات الحديثة وعملها، وما هي موارد المعلومات التي تشكل أساس أنظمة المعلومات الموزعة، وما هي بيئات الاتصال التي تعتمد عليها نظم المعلومات.

قد يكون الكتاب مفيدا للباحثين والعلماء المتخصصين في مجال تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، وكذلك أولئك الذين يتقنون هذا المجال.

قواعد البيانات الموزعة (RDB)- مجموعة من قواعد البيانات المترابطة منطقيا والموزعة على شبكة الحاسوب.

يتكون RDB من مجموعة من العقد المتصلة بواسطة شبكة اتصالات حيث:

كل عقدة هي نظام إدارة قواعد بيانات كامل في حد ذاته؛

تتفاعل العقد مع بعضها البعض بحيث يمكن لمستخدم أي منها الوصول إلى أي بيانات موجودة على الشبكة كما لو كانت على العقدة الخاصة به.

يستلزم المبدأ الأساسي بعض القواعد أو الأغراض الإضافية. لا يوجد سوى اثني عشر هدفًا من هذا القبيل:

الاستقلال المحلي. يجب أن تكون العقد في النظام الموزع مستقلة أو مستقلة. الاستقلال المحلي يعني أن جميع العمليات على العقدة يتم التحكم فيها بواسطة تلك العقدة.

عدم وجود دعم للعقدة المركزية. الاستقلال المحلي يعني أن جميع العقد في النظام الموزع يجب أن تعامل على قدم المساواة. ولذلك، لا ينبغي أن يكون هناك أي استدعاءات للعقدة "المركزية" أو "الرئيسية" من أجل الحصول على بعض الخدمات المركزية.

عملية مستمرة. يجب أن توفر الأنظمة الموزعة درجة أعلى من الموثوقية والتوافر.

الموقع مستقل. يجب ألا يعرف المستخدمون مكان تخزين البيانات فعليًا ويجب أن يتصرفوا كما لو تم تخزين جميع البيانات على العقدة المحلية الخاصة بهم.

تجزئة مستقلة. يدعم النظام استقلالية التجزئة إذا كان من الممكن تقسيم متغير علاقة معين إلى أجزاء أو أجزاء عند تنظيم تخزينه الفعلي. في هذه الحالة، يمكن تخزين البيانات في المكان الذي يتم استخدامها فيه في أغلب الأحيان، مما يسمح بتوطين معظم العمليات وتقليل حركة مرور الشبكة.

النسخ المتماثل مستقلة. يدعم النظام النسخ المتماثل للبيانات إذا كان يمكن تمثيل متغير علاقة مخزنة معين - أو بشكل عام جزء معين من متغير علاقة مخزنة معين - من خلال عدة نسخ منفصلة أو نسخ متماثلة مخزنة على عدة عقد منفصلة.

معالجة الطلبات الموزعة. النقطة المهمة هي أن الطلب قد يحتاج إلى الاتصال بعقد متعددة. في مثل هذا النظام، قد يكون هناك العديد من الطرق الممكنة لإعادة توجيه البيانات لتلبية الطلب المعني.

إدارة المعاملات الموزعة. هناك جانبان رئيسيان لإدارة المعاملات: إدارة الاسترداد وإدارة التزامن. فيما يتعلق بإدارة الاسترداد، لضمان ذرية المعاملة في بيئة موزعة، يجب أن يضمن النظام أن المجموعة الكاملة من الوكلاء مرتبطة بمعاملة معينة (الوكيل هو عملية يتم تشغيلها لمعاملة معينة على عقدة منفصلة) إما ارتكبت نتائجها أو قامت بالتراجع. أما بالنسبة للتحكم في التزامن، فهو يعتمد في معظم الأنظمة الموزعة على آلية الحظر، تمامًا كما هو الحال في الأنظمة غير الموزعة.

استقلال الأجهزة. من المرغوب فيه أن تكون قادرًا على تشغيل نفس نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) على منصات أجهزة مختلفة، علاوة على ذلك، التأكد من مشاركة الأجهزة المختلفة في تشغيل النظام الموزع كشركاء متساوين.

نظام التشغيل مستقل. القدرة على تشغيل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) تحت أنظمة التشغيل المختلفة.

استقلال الشبكة. القدرة على دعم العديد من العقد المختلفة بشكل أساسي، والتي تختلف في الأجهزة وأنظمة التشغيل، بالإضافة إلى عدد من الأنواع المختلفة لشبكات الاتصالات.

الاستقلال عن نوع نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS). من الضروري أن تدعم جميع مثيلات نظام إدارة قواعد البيانات الموجودة على العقد المختلفة نفس الواجهة، وليس من الضروري على الإطلاق أن تكون هذه نسخًا من نفس الإصدار من نظام إدارة قواعد البيانات.

نظم المعلومات الموزعة

نظام المعلومات الموزع عبارة عن مجموعة من قواعد البيانات التي تقع عن بعد عن بعضها البعض ولها عدد من المعلمات المشتركة. وهي تعمل وفق قواعد عامة يتم تحديدها مركزياً وفي وقت واحد لجميع قواعد البيانات المتضمنة في نظام المعلومات. ويتم تبادل المعلومات وفقا لقواعد يتم تحديدها مركزيا أيضا.

يعد تنظيم نظام المعلومات الموزع ضروريًا للمؤسسات العاملة في أنواع مختلفة من الأنشطة، إذا كانت هناك حاجة لحل مشكلات مثل الحاجة إلى الحصول بسرعة على المعلومات من قاعدة بيانات الوحدات الموجودة عن بعد. قد تنشأ أيضًا الحاجة إلى تنفيذ مثل هذا النظام عندما يكون من الضروري دمج المعلومات الموجودة في قواعد بيانات الكيانات القانونية التي تشكل جزءًا من هيكل المؤسسة في قاعدة بيانات مشتركة. ويتم ذلك بغرض إجراء مزيد من تحليل البيانات وإنشاء التقارير من قاعدة بيانات واحدة، سواء بالنسبة للمؤسسة ككل أو بشكل منفصل لكل كيان قانوني.

يتم تنفيذ نظام المعلومات هذا عندما يكون من الضروري إدخال تغييرات مركزية في هيكل وتكوين قواعد تشغيل قاعدة البيانات لتشغيل جميع الإدارات البعيدة والكيانات القانونية. وفي الوقت نفسه، قد يتم حظر القدرة على تغيير قواعد معينة مباشرة من الوحدات البعيدة.

يتم أيضًا تنفيذ نظام المعلومات الموزع إذا كان ذلك ضروريًا لضمان التحكم في التغييرات في البيانات في أقسام المنظمة البعيدة.

يتكون إجراء تنظيم نظام المعلومات الموزع من مرحلتين. في المرحلة الأولى، يتم تنفيذ الأعمال التحضيرية: يتم تحديد هياكل نظام المعلومات، وقواعد ترحيل المعلومات بين قواعد البيانات التي تشكل جزءًا من نظام المعلومات الموزع، وكذلك قواعد الحد من التغييرات في قواعد البيانات هذه.

وتشمل المرحلة الثانية عملية إعداد نظام المعلومات الموزعة. في هذه المرحلة، يتم اختيار البرنامج المناسب على النحو الأمثل، والذي سيتم من خلاله تنظيم قاعدة معلومات موزعة، تعمل وفقًا للقواعد الموضحة نتيجة للأعمال التحضيرية. وفي هذه المرحلة أيضًا، يتم تكوين البرنامج المحدد من أجل تنظيم أنظمة المعلومات الموزعة وإدارتها بشكل فعال.

على سبيل المثال، دعونا نفكر في نظام معلومات الشركة - نظام معلومات التعليم الموزع الإقليمي (RDIS).

مهام RRISO (الشكل 5.1):

1. الاحتفاظ بقاعدة بيانات مركزية لضمان إدارة النظام.
2. تكامل قواعد البيانات غير المتجانسة للمعلومات التربوية والإدارية.
3. توفير واجهة مستخدم موحدة وإنشاء مستندات موحدة.
4. إنشاء مكتبة إلكترونية مركزية ودعم عمل الطلاب والمعلمين بالمكتبات الإلكترونية الطرفية.
5. دعم التعلم عن بعد والاختبار المستقل.
6. تقاسم الموارد والمعدات الحاسوبية.
7. التبادل التلقائي للمعلومات الإلكترونية بين المؤسسات التعليمية، وأتمتة عمليات إنشاء المعلومات ومعالجتها وتخزينها.
8. حماية المعلومات المنشورة في RRISON وحقوق الطبع والنشر لمطوري قواعد البيانات والمواد والتطبيقات التعليمية الإلكترونية.
9. دعم العمل الجماعي في إعداد المواد التعليمية الإلكترونية والتدريب والبحث العلمي.
10. التكامل مع أنظمة المعلومات المماثلة لشبكات الكمبيوتر الأجنبية والمحلية.

أرز. 5.1.

شيءالأتمتة (الشكل 5.2) لها هيكل موزع جغرافيًا. وتتكون من إدارة التعليم الإقليمية، وسلطات التعليم البلدية، وسلطات التعليم بالمنطقة، والمؤسسات التعليمية. وكلها منتشرة على مساحة كبيرة من المنطقة. يتفاعلون مع إدارات المنطقة والمدن والمناطق ومع الطلاب وأولياء أمورهم والجمهور.

أرز. 5.2.

الغرض من نظام المعلومات هو يراقبفي مجال التعليم (الشكل 5.3).

أرز. 5.3.

يحتوي نظام المعلومات الموزع الإقليمي على تنظيم هرمي (الشكل 5.4).

الهرمية هيكل النظامنظراً لوجود عدة مستويات لإدارة التعليم: المستوى الإقليمي (إدارة التعليم والهيكلي الانقساماتإدارة المنطقة)، على مستوى البلديات الكبيرة (سلطات التعليم، الانقساماتإدارة المدينة - المركز الإقليمي)، مستوى المناطق الإقليمية والحضرية، مستوى المؤسسات التعليمية الفردية بمختلف أنواعها وأنواعها، والإدارات والمؤسسات والمنظمات الأخرى التي تقدم الخدمات الاجتماعية، وحماية حقوق الأطفال والمراهقين.

أتمتةيضمن تبادل المعلومات اتساق البيانات المستخدمة على مختلف مستويات نظام المعلومات، ويحسنها مصداقية.

أرز. 5.4.

يتم تحديد التفاعل بين السلطات التعليمية والمؤسسات التعليمية، وتدفق المعلومات الموجودة بينهما، من خلال اللوائح الخاصة بإدارة التعليم الإقليمية. يجب أن يكون لدى IS بنية تتوافق مع بنية كائن الأتمتة. يجب أن يتضمن النظام الجاري تطويره أنظمة فرعية تنتمي إلى عدة مستويات هرمية:

· مستوى المؤسسات التعليمية. وتختلف مكونات هذا المستوى في مجموعة الوظائف التي تنفذها حسب نوع المؤسسة التعليمية. الغرض الرئيسي من هذه المكونات في هذا النظام هو جمع المعلومات الأولية حول أنشطة مؤسسة تعليمية وإنشاء تقارير (معلومات حول أنشطة مؤسسات تعليمية محددة من مختلف الأنواع) للسلطات التعليمية وهيئات الإحصاء الحكومية، وكذلك الحفاظ على مهام إدارة المؤسسة التعليمية وتنظيم العملية التعليمية فيها. إن الحاجة إلى الجمع بين هذه الوظائف في تطبيق واحد تمليها متطلبات تقليل المعالجة اليدوية للمعلومات وإعادة إدخالها وتكرارها، والتي تعد مصدرًا للأخطاء في تشغيل أنظمة المعلومات.
· مستوى الهيئات التعليمية البلدية لمديريات المنطقة. الغرض الرئيسي من هذه الأنظمة الفرعية هو الحصول على المعلومات الأولية من المؤسسات التعليمية، وتكاملها ونقلها إلى مستوى أعلى، وإنشاء التقارير (معلومات عن أنشطة المؤسسات التعليمية في المنطقة والمدينة) لسلطات التعليم العالي وهيئات الإحصاء الحكومية وكذلك الحفاظ على وظائف إدارة المؤسسات التعليمية في المناطق ذات الصلة.
· مستوى إدارة تعليم المنطقة. الغرض الرئيسي من مكونات هذا المستوى هو تحليل المعلومات الواردة من الأنظمة الفرعية للمستويات الأدنى، والحفاظ على وظائف إدارة التعليم، وإنشاء تقارير إحصائية حكومية والحفاظ على نظام مراقبة شامل في مجال التعليم.

تضمن الأنظمة الفرعية لكل مستوى الحفاظ على المعلومات الأولية ودعم التوثيق لأنشطة المؤسسات التعليمية وهيئات إدارة التعليم، وإنشاء التقارير الأولية والموجزة، وتبادل المعلومات مع الأنظمة الفرعية الأخرى، وحماية المعلومات.

أرز. 5.5.

بنيانيتوافق IS مع الهيكل متعدد المستويات لنظام التعليم في المنطقة. يتضمن النظام أنظمة فرعية من عدة مستويات (الشكل 5.5):

· نظم المعلومات الخاصة بالمؤسسات التعليمية بمختلف أنواعها وأنواعها.
· نظم المعلومات للسلطات التعليمية البلدية (الإقليمية والحيوية).
· نظام معلومات الجهات التعليمية على المستوى الإقليمي.

يجب أن يدعم النظام الإقليمي إمكانية التخزين الموزع ومعالجة البيانات الموزعة.

يعمل كل نظام فرعي مع قاعدة البيانات المحلية الخاصة به، ولكن بنموذج واحد. البيانات مجزأة. لتنفيذ إمكانية نقل البيانات بين ديسيبلالنظم الفرعية المستخدمة عنصرتكرار البيانات.

جميع التغييرات التي تم إجراؤها على نموذج البياناتإذا كان من الضروري توسيعه، فسيتم نقل التعديلات لاحتياجات المعلومات الجديدة إلى تلك الأنظمة الفرعية التي يتأثر عملها بالتحديثات.

اندماجيتم تنفيذ الأنظمة الفرعية بناءً على تقنية BizTalk الخادم.

منصة تكنولوجيا البرمجيات - مايكروسوفت. شبكة.

أرز. 5.6.

برمجةيتم تكوين IS (الشكل 5.6) بمرونة أثناء التثبيت: فهو مصمم لأداء وظائف النظام الفرعي ذي المستوى المناسب، للعمل في المؤسسات التعليمية بمختلف أنواعها وأنواعها، وظروف التشغيل المختلفة.

المستخدمين لديهم الفرصة لتنفيذ يبحثواختيار المستندات وعرضها (من خلال مكونات إدارة المستندات).

يدعم النظام وظائف التشغيل الآلي للعمليات القياسية والعمل المكتبي وتدفق المستندات (من خلال مكونات إدارة العمليات التجارية). تغييرات في ديسيبليتم إدخالها فقط من خلال تنفيذ العمليات المناسبة، والتي يتم خلالها تغيير البيانات الأولية وإنشاء المستندات.

يتم تنفيذ العمليات والتعامل مع المستندات وفقًا لحقوق المستخدمين التي تحددها انتمائهم إلى فئة معينة ومسؤولياتهم الوظيفية.

مقالات مماثلة