поддержка фрагментации таблиц и индексов на нескольких дисках;

распараллеливание запросов;

зеркалирование данных;

двухфазное завершение транзакций и др.

Клиентские приложения могут создаваться с использованием C, C++, Java, Visual Basic, Delphi. Помимо этого существует собственное средство разработки Informix 4GL и Informix Client Software Developer's Kit. [5]

Одним из серверных продуктов фирмы Sybase является продукт под названием Adaptive Server Enterprise. Этот продукт существует для Windows NT и некоторых версий UNIX и предназначен для обслуживания крупных предприятий. Другим продуктом этой фирмы является Adaptive Server Anywhere. Этот сервер предназначен для обслуживания небольших рабочих групп, для применения в портативных компьютерах в качестве персонального сервера с периодическим копированием информации в общую БД. [5]

Для реализации архитектуры клиент / сервер в дипломном проекте был использован сервер InterBase компании Inprise (прежнее название - Borland). Выбор в пользу именно этого сервера был сделан по следующим причинам.

InterBase - «родной» сервер для Delphi и для доступа к нему не нужно устанавливать дополнительных драйверов. Продукция фирмы Inprise (Borland) давно зарекомендовала себя с положительной стороны.

InterBase весьма прост в установке и не требует дополнительных усилий по настройке. InterBase относительно прост в администрировании по сравнению с другими SQL-серверами. Установка программного обеспечения клиента также чрезвычайно проста.

Сервер InterBase использует ряд уникальных технологий. Например, активное ядро сервера реализует блокировку данных на уровне отдельных записей. Кроме того, сервер не прихотлив и практически не требует администрирования. Этот сервер обладает прекрасными функциональными возможностями [3]. Также InterBase работает практически со стандартным SQL (дополнения и изменения невелики).

За работой сервера внимательно следит утилита InterBase Guardian, ее пиктограмма видна на нижней панели Windows. Эта утилита осуществляет начальный запуск сервера, а также его перезапуск, если по каким-либо причинам сервер «рухнул». Фактически восстановление работоспособности сервера происходит за считанные доли секунды, так что многие пользователи даже, возможно, не заметят сбоя в работе. [3]

Кроме того, в вариант поставки Delphi Enterprise входит InterBase 4.2 для Windows 32, что делает его доступным для большинства пользователей.

В Delphi 5 для работы с данными, когда в качестве сервера баз данных задействуется InterBase, поддерживается технология InterBase Express (IBX), с помощью которой компоненты IBX связываются с сервером минуя BDE через программный интерфейс IB DataBase API, который предоставляется клиентской частью IB DataBase. Созданные прикладные системы будут обладать максимально возможной производительностью, способностью работать при минимально доступных ресурсах и смогут использовать специфические возможности этого сервера баз данных: сигнализаторы событий, поля BLOB, средства двухфазного завершения транзакций и т.п.

2.4 Построение математической модели

Разработанный программный продукт предназначен для использования его в архитектуре клиент / сервер. Предполагается, что сеть будет включать сервер и 3 клиентских компьютера. Рассмотрим следующую схему обработки сервером запросов от клиентских компьютеров.

80

Рисунок 3

От рабочих станций к серверу поступают запросы. Сервер должен обслуживать запросы, приходящие от клиентов. При чем в каждый момент времени сервер может выполнять запрос только от одной рабочей станции. Если рабочая станция при обращении к серверу застает его в этот момент свободным, то ее заявка обслуживается немедленно. В противном случае, она становится в очередь и ждет пока сервер не освободится и не выполнит ее запрос.

Для рабочих станций возможны следующие состояния:

работа в локальном режиме;

обмен информацией с сервером, который включает:

обращение к серверу;

получение информации от сервера;

ожидание;

ожидание в очереди.

Для сервера возможны следующие состояния:

ожидание запросов;

обмен информацией с одной из рабочих станций, включающий:

прием информации от клиента;

обработка информации для клиента;

передача информации клиенту.

Как нетрудно убедиться, эта система обслуживания сервером клиентских компьютеров представляет собой замкнутую систему массового обслуживания (рис. 4). Заявки (запросы от рабочих станций), обслуженные системой, опять возвращаются в источник заявок и дополняют его, вновь становясь потенциальными источниками появления заявок.

Система состоит из одного канала обслуживания (сервер) и трех источников заявок (рабочие станции). Сервер может одновременно обслуживать только одну заявку (запрос рабочей станции). На вход системы из ограниченного источника поступает поток заявок, поэтому в системе может находиться не более 3 заявок. Заявки, которые поступили в систему и застали канал обслуживания свободным, сразу же идут на обслуживание. Если же при поступлении заявки канал обслуживания занят, то заявка становится в очередь и ждет до тех пор, пока канал не освободится.

80

Время появления заявок в системе, т.е. время обращения рабочих станций к серверу, является случайной величиной. Примем, что поток поступающих заявок является пуассоновским. Интенсивность потока требований каждой рабочей станции равна 0, а интервал времени между обращениями к серверу имеет показательное распределение с плотностью:

.

Интенсивность потока заявок, поступающих к серверу, зависит от того, сколько рабочих станций в данный момент работают в локальном режиме. Если в системе N потенциальных источников заявок и n из них обслуживаются в среднем в единицу времени или ожидает очереди для обслуживания (т.е. находится в системе), то плотность потока заявок в системе будет равна:

.

Тогда для нашей системы имеем:

. (1)

Время обслуживания заявки, т.е. продолжительность обработки сервером данных для рабочих станций, также является случайной величиной и в общем случае ее закон распределения может быть отличен от показательного. Если считать, что имеет показательное распределение:

,

то рассматриваемая замкнутая система массового обслуживания относится к классу марковских систем и ее параметры могут быть оценены аналитически.

80

Рисунок 5

Изобразим процесс перехода компьютерной сети в процессе работы из одного состояния в другое в виде графа состояний (рис. 5).

Возможные состояния системы:

все станции работают в локальном режиме, сервер «простаивает»;

одна станция обслуживается сервером, остальные работают локально;

одна станция обслуживается сервером, одна станция ждет обслуживания в очереди, одна станция работает локально;

одна станция обслуживается сервером, две другие станции ждут обслуживания в очереди.

Напишем линейные алгебраические уравнения для финальных вероятностей состояний данной системы (их существование вытекает из того, что из каждого состояния можно перейти в каждое другое, и число состояний конечно) [8]. Для состояния 0 имеем:

. (2)

Для состояния 1:

.

В силу формулы 2 это равенство приводится к виду:

.

Аналогично можно вывести формулы для остальных состояний. Тогда получим следующую систему уравнений:

Вводя в систему нормировочное условие

P0 + P1 + P2 + P3 = 1,

решим эту систему уравнений и получим выражения для нахождения финальных вероятностей.

Величина называется интенсивностью обслуживания. Тогда получим следующие формулы:

, (3)

, (4)

, (5)

. (6)

Приведем расчетные формулы для некоторых других характеристик системы:

среднее число заявок в системе в единицу времени:

; (7)

коэффициент «простоя» сервера:

; (8)

среднее время между обращениями рабочих станций к серверу:

; (9)

среднее время пребывания заявки в системе (время ожидания рабочей станцией данных от сервера):

. (10)

Зададим численные значения интенсивностей 0 и и найдем характеристики системы.

Пусть 0 = 0.2 ( = 5 сек.),

= 0.5 ( = 2 сек.).

Тогда .

Вычислим финальные вероятности системы (по формулам 3-6):

,

;

;

Найдем значения других характеристик системы:

интенсивность обращения рабочих станций к серверу (по формуле 1):

.

среднее число заявок в системе в единицу времени (по формуле 7):

;

коэффициент «простоя» сервера (по формуле 8):

среднее время между обращениями рабочих станций к серверу (по формуле 9):

время ожидания рабочей станцией данных от сервера (по формуле 10):

.

Таким образом, по полученным значениям характеристик системы можно сделать вывод, что при заданных значениях 0 и наиболее вероятным будет состояние, при котором сервер обслуживает одну станцию, а две другие работают локально. Среднее время ожидания рабочими станциями данных 3,33 секунды, т.е. рабочие станции ждут относительно недолго. Все это говорит о том, что сервер справляется с нагрузкой.

3. Специальный раздел

3.1 Описание информационной модели

Логическая модель базы данных:

Информационная модель объекта автоматизации включает следующие объекты:

факультеты;

группы;

студенты;

лицевые счета студентов;

выписки банка;

архивы.

Данные объекты можно представить в виде таблиц, связанных между собой и образующих реляционную базу данных.

В спроектированной БД используются следующие таблицы:

справочник факультетов;

справочник групп;

справочник студентов;

книга лицевых счетов;

книга выписок банка;

книга оплат;

файл параметров.

С учетом требований эффективности программной реализации необходимо учитывать, что, несмотря на схожесть структуры текущих таблиц и архивов, размещать все данные о студентах, их лицевых счетах, о выписках и оплатах и архивы в одних таблицах нецелесообразно, так как со временем разросшиеся данные существенно замедлят скорость работы с таблицами. Поэтому кроме текущих таблиц, которые хранят часто используемые данные, необходимо использовать архивные таблицы, где будет содержаться устаревшая и редко используемая информация. Такими таблицами в БД являются:

архив справочника студентов;

архив книги лицевых счетов;

архив книги выписок банка;

архив книги оплат.

При проведении архивации (закрытие периода) в архив из текущих таблиц удаляются:

студенты, для которых дата окончания учебы относится к архивируемому периоду и сальдо которых имеет нулевое значение;

лицевые счета, относящиеся к указанным студентам;

выписки банка, дата которых меньше даты архивации;

все оплаты, относящиеся к удаляемым выпискам.

Так как в удаляемых выписках банка могут быть оплаты студентов, которые еще находятся в текущих таблицах, то для того, чтобы не обращаться постоянно к архивам, необходимо сохранять для каждого студента в дополнительном поле сумму оплат, которые содержатся в архиве.

Физическая модель базы данных:

Для реализации физической модели БД использовано СУБД была выбрана СУБД InterBase.

Таблица 1. Структура таблиц БД

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6