Технологии объектного связывания данных

Унификация взаимодействия прикладных компонентов с ядром информационных систем в виде SQL-серверов, наработанная для клиент-серверных систем, позволила выработать аналогичные решения и для интеграции разрозненных локальных баз данных под управлением настольных СУБД в сложные децентрализованные гетерогенные распределенные системы. Такой подход получил название объектного связывания данных.

С узкой точки зрения, технология объектного связывания данных решает задачу обеспечения доступа из одной локальной базы, открытой одним пользователем, к данным в другой локальной базе (в другом файле), возможно находящейся на другой вычислительной установке, открытой и эксплуатируемой другим пользователем.

Решение этой задачи основывается на поддержке современными “настольными” СУБД (MS Access, MS FoxPro, dBase и др.) технологии “объектов доступа к данным” – DAO. При этом следует отметить, что под объектом понимается интеграция данных и методов их обработки в одно целое (объект), на чем, как известно, основываются объектно-ориентированное программирование и современные объектно-ориентированные операционные среды. Другими словами, СУБД, поддерживающие DAO, получают возможность внедрять и оперировать в локальных базах объектами доступа к данным, физически находящимся в других файлах, возможно на других вычислительных установках и под управлением других СУБД.

Технически технология DAO основана на уже упоминавшемся протоколе ODBC, который принят за стандарт доступа не только к данным на SQL-серверах клиент-серверных систем, но и в качестве стандарта доступа к любым данным под управлением реляционных СУБД. Непосредственно для доступа к данным на основе протокола ODBC используются инициализируемые на тех установках, где находятся данные, специальные программные компоненты, называемые драйверами ODBC, или инициализируемые ядра тех СУБД, под управлением которых были созданы и эксплуатируются внешние базы данных. Схематично принцип и особенности доступа к внешним базам данных на основе объектного связывания иллюстрируются на рис. 2 7.

Прежде всего современные настольные СУБД обеспечивают возможность прямого доступа к объектам (таблицам, запросам, формам) внешних баз данных “своих” форматов. Иначе говоря, в открытую в текущем сеансе работы базу данных пользователь имеет возможность вставить специальные ссылки-объекты и оперировать с данными из другой (внешней, т. е. не открываемой специально в данном сеансе) базы данных. Объекты из внешней базы данных, вставленные в текущую базу данных, называются связанными и, как правило, имеют специальные обозначения для отличия от внутренних объектов. При этом следует подчеркнуть, что сами данные физически в файл (файлы) текущей базы данных не помещаются, а остаются в файлах своих баз данных. В системный каталог текущей базы данных помещаются все необходимые для доступа сведения о связанных объектах – внутреннее имя и внешнее, т. е. истинное имя объекта во внешней базе данных, полный путь к файлу внешней базы и т. п.

Связанные объекты для пользователя ничем не отличаются от внутренних объектов. Пользователь может также открывать связанные во внешних базах таблицы данных, осуществлять поиск, изменение, удаление и добавление данных, строить запросы по таким таблицам и т. д. Связанные объекты можно интегрировать в схему внутренней базы данных, т е. устанавливать связи между внутренними и связанными таблицами.

Технически оперирование связанными объектами из внешних баз данных “своего” формата мало отличается от оперирования с данными из текущей базы данных. Ядро СУБД при обращении к данным связанного объекта по системному каталогу текущей базы данных находит сведения о месте нахождения и других параметрах соответствующего файла (файлов) внешней базы данных и прозрачно, т. е. невидимо для пользователя, открывает этот файл (файлы), а далее обычным порядком организует в оперативной памяти буферизацию страниц внешнего файла данных для непосредственно доступа и манипулирования данными. Следует также заметить, что на основе возможностей многопользовательского режима работы с файлами данных современных операционных систем, с файлом внешней базы данных, если он находится на другой вычислительной установке, может в тот же момент времени работать и другой пользователь, что и обеспечивает коллективную обработку общих распределенных данных.

Для иллюстрации на рис. 2.8 приведен пример схемы БД, организованной на основе техники объектного связывания данных распределенной системы коллективной обработки данных трех подразделений некоторой организации – Планово-производственного отдела, Отдела снабжения и Отдела сбыта, – использующих совместные данные по линии информационного обеспечения производства и сбыта продукции. На вычислительных установках указанных подразделений, объединенных в локальную сеть, создаются и эксплуатируются локальные базы данных, структурные схемы которых отражают задачи и особенности предметных областей сведений, необходимых для информационного обеспечения деятельности соответствующих подразделений. Логично исключить дублирование ввода, редактирования, корректировки и хранения общих данных, возложив эти функции на пользователей тех локальных баз данных, где это наиболее естественно и обоснованно с точки зрения функциональных особенностей соответствующих подразделений и сложившихся информационных потоков, а пользователям локальных баз данных других подразделений предоставить доступ к ним. Предметные области сведений по этим трем локальным базам данных очень близки и переплетены, однако, с учетом специфики подразделений, ведение и размещение таких общепотребных таблиц как “Продукция”, “Типы, номенклатура” целесообразно осуществлять в локальной базе Планово-производственного отдела, таблиц “Комплектующие”, “Сырье”, “Поставщики” в локальной базе Отдела снабжения, а таблиц “Заказы” и “Клиенты” в локальной базе Отдела сбыта. Структурную схему локальных баз этих подразделений в этом случае целесообразно построить на основе объектного связывания данных. Стрелками на рисунке показаны связи типа “Один-ко-многим” (острие стрелки соответствует стороне “многие”).

Нетрудно заключить, что подобный принцип построения распределенных систем при больших объемах данных в связанных таблицах приведет к существенному увеличению трафика сети, так как по сети постоянно передаются даже не наборы данных, а страницы файлов баз данных, что может приводить к пиковым перегрузкам сети. Поэтому представленные схемы локальных баз данных со взаимными связанными объектами нуждаются в дальнейшей тщательной проработке с точки зрения интенсивности, направленности потоков данных в сети между локальными базами исходя из информационных технологий, обусловленных производственно-технологическими и организацион-ными процессами.

Не менее существенной проблемой является отсутствие надежных механизмов безопасности данных и обеспечения ограничений целостности. Так же, как и в модели файлового сервера, совместная работа нескольких пользователей с одними и теми же данными обеспечивается только функциями операционной системы по одновременному доступу к файлу нескольких приложений.

Аналогичным образом обеспечивается доступ к данным, находящимся в базах данных наиболее распространенных форматов других СУБД, таких, например, как базы данных СУБД FoxPro, dBASE.

При этом доступ может обеспечиваться как непосредственно ядром СУБД, так и специальными дополнительными драйверами ISAM (Indexed Sequential Access Method), входящими, как правило, в состав комплекта СУБД. Такой подход реализует интероперабельность построенных подобным образом распределенных гетерогенных систем, т. е. “разномастность” типов СУБД, поддерживающих локальные базы данных. При этом, однако, объектное связывание ограничивается только непосредственно таблицами данных, исключая другие объекты базы данных (запросы, формы, отчеты), реализация и поддержка которых зависят от специфики конкретной СУБД.

Доступ к базам данных других СУБД реализуется через технику драйверов ODBC, которые инсталлируются и выполняются на тех вычислительных установках, где находятся удаленные данные. Идеология в данном случае такова. В составе настольной СУБД, поддерживающей локальную базу данных, можно инсталлировать дополнительный программный компонент, называемый драйвером ODBC. Инсталлируемый драйвер ODBC “регистрируется” в специальном подкаталоге системного каталога операционной системы (например, в операционной системе Windows данный подкаталог так и называется – ODBC). Так образуется рабочая область прямого доступа к источникам данных ODBC.

Для непосредственного доступа к источникам данных ODBC ядро СУБД по системному каталогу внутренней локальной базы данных определяет местонахождение источника, осуществляет вызов (запуск) на вычислительной установке удаленных данных драйвера ODBC и направляет ему по протоколу ODBC SQL-инструкции на доступ и обработку данных. При этом режим такого доступа регулируется рядом параметров (интервал вызова процедур, максимальное время обработки запроса, количество однократно пересылаемых по сети записей из набора данных, формируемых по запросам, время блокировок записей и т. д.). Данные параметры записываются в специальный реестр операционной системы при инсталляции и регистрации соответствующего драйвера ODBC.

При таком подходе каждая локальная СУБД на своей вычислительной установке выполняет роль SQL-сервера, т. е. машины данных, в случае обращения на доступ извне (из других вычислительных установок) к данным из “ее” файлов данных. Так как непосредственную обработку данных в данном случае выполняет “родная” СУБД, знающая все особенности логической и физической структуры “своих” файлов данных, то обеспечивается, как правило, более эффективная обработка, а самое главное, проверяются и выполняются ограничения целостности данных по логике предметной области источников данных.

Определенной проблемой технологий объектного связывания является появление “брешей” в системах защиты данных и разграничения доступа. Вызовы драйверов ODBC для осуществления процедур доступа к данным помимо пути, имени файлов и требуемых объектов (таблиц), если соответствующие базы защищены, содержат в открытом виде пароли доступа, в результате чего может быть проанализирована и раскрыта система разграничения доступа и защиты данных.

Статьи к прочтению:

Занятие 8Реляционные базы данных

Похожие статьи: