«Вітчизняна наука: сучасний стан, актуальні проблеми та перспективи розвитку»

278 
«Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ»
 
 
 
 
 
СЕКЦІЯ: CУЧАСНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ
 
 
Б.Т. Абыканова, Г.Т. Бекова, А.Ж. Майлыбаева, С. Ильясова 
 
(Атырау, Казахстан)
 
 
ELECTRONIC WORKBENCH ЭЛЕКТРОНДЫ СҰЛБАЛАРДЫ ТАЛДАУ БАҒДАРЛАМАСЫНЫҢ 
КӨМЕГІМЕН ЕСЕПТЕГІШТЕРДІҢ ЖҰМЫСЫН МОДЕЛЬДЕУ
 
 
Жұмыстың  мақсаты:  Есептегіштер  сұлбаларының  жұмысын  моделдеу  мүмкіндіктерімен  танысу.  Әр 
түрлі типтегі есептегіштерді зерттеу, берілген есептеу модулімен есептегіштерді тұрғызу.
 
Теориядан қысқаша мағлұмат
 
Есептегіш
 
–
 
бұл импульстер санын есептеуге арналған электронды құрылғы. Кіріс сигналдарының түсуі 
бойынша есептегіштің берілген типі үшін есептегіш белгілі бір ретпен өз күйін тізбектей өзгертіп отырады. 
 
Ақпаратты  сандық  өңдеудің  есептеу  құрылғыларында  орындалатын  аса  кең  таралған  операциялардың 
бірі импульсті немесе потенциалды түрдегі сигналдар санын есептеу болып табылады. Есептегіштер автоматика 
мен  есептеуіш  техниканың  барлық  сандық  құрылғыларында  кеңінен  қолданылады.  СЕМ
-
да  есептегіштер: 
бағдарлама  қадамдарын  есептеу  үшін,  арифметикалық  операцияларды  орындау  кезінде  қосу  және  азайту 
циклдерін есептеу үшін, жиіліктерді бөлгіштер мен сигналдарды үлестіргіштер және т.б. кодтарды түрлендіру үшін 
қолданылады [1, c.45].
 
Есептегіштердің негізгі белгілері бойынша жіктелуі:
 
- 
есептеп  шығару  жүйесі  бойынша  есептегіштер:  екілік,  екілік
-
ондық,  ондық,  есептеп  шығару  жүйесінің 
негіздемесі 2 және 10
-
ға тең емес есептегіштер болып бөлінеді /түгендеу сұлбалары/.
 
- 
жүзеге асырылатын операция бойынша есептегіштер: жинақтаушы, азайтқыш және реверсивтік болып 
бөлінеді. 
 
Есептегіштердің негізгі параметрлері:
 
- 
Есептегіштің  есептеу  модулі  немесе  есептегіштің  қайта  есептеу  коэффициенті  «К
ес
»  n
-
разрядты 
есептегіш  бола  алатын  тұрақты  күйлердің  санын  /мөлшерін/  сипаттайды,  яғни  есептегіш  санай  алатын  кіріс 
сигналдарының шекті санын сипаттайды. 
 
Екілік n
-
разрядты есептегіштің 
2
n
 
түрлі күйі болады.
 
Екілік есептегіштің разрядтарының санын келесі өрнектен анықтауға болады:
 
n
log
2 
K
сч
 
мұндағы К
ес
 - 
қайта есептеу коэффициенті;
 
n 
–
 
берілген теңсіздікті қанағаттандыратын жуық бүтін сан .
 
Кіріс  сигналдарының  максимум  келіп  түсу  жиілігі
- 
бұл  есептегіш  жұмыс  істеу  қабілетін  сақтай  алатын 
есептегіш. Ол, әдеттегідей, триггерді қайта қосу максимум жиілігімен анықталады [2, c.12] 
 
Әмбебап 
D  - 
және  JК
 
–триггерлерде  есептегіштермен  қайта  есептеу  сұлбаларын  синтездеу. 
Сигналдарды  2  модуль  бойынша  есептейтін,  яғни  2
-
ден  артық  емес  сигналдардың  есебі  мен  есеп  нәтижесінің 
сақталуын жүзеге асыратын, есептеу кірісі бар триггер қарапайым есептегіш болып табылады. белгілі бір ретпен 
бірнеше  есептеу  триггерлерін  жалғай  отырып,  көпразрядты  есептегіш  сұлбасын  алуға  болады.
 
Қазіргі  кезде 
логикалық  микросұлбалардың  кеңінен  қолданылатын 
D 
және  JК
-
триггерлер  бар.  D
-
триггерлерді  есептегіштер 
ретінде қолданған кезде, оның шығысын өзінің D кірісімен жалғайды.
 
Егер алдыңғы триггердің инверсті шығысын 
келесі  триггердің  С  кірісімен  жалғайтын  болсақ,  онда  D  триггерлерде  жинақтағыш  асинхронды  есептегіш  пайда 
болады. 
D-
триггердегі  4
-
ші  разрядты  асинхронды  жинақтағыш  есептегішінің  сұлбасы  келтірілген.  D  триггерде 
азайтқыш есептегішті тұрғызу үшін алдыңғы триггердің тікелей шығысын келесі триггердің С кірісімен жалғайды.
 
D-
триггерлердегі  асинхронды  "4
-
ші"  разрядты  азайтқыш  есептегіштің  сұлбасы  төменде  келтірілген. 
JK-
триггерлерде  жинақтағыш  асинхронды  есептегішті  тұрғызу  үшін  алдыңғы  триггерлердің  тікелей  шығыстарын 
келесі триггерлердің С кірісімен жалғау қажет. Алдыңғы триггердің инверсті шығысын келесі триггердің С кірісімен 
жалғаған жағдайда JК
-
триггерлердегі азайтқыш асинхронды есептегішті алуға болады.
 
Реверсивті  есептегіштер  әрі  тікелей,  әрі  кері  бағытта  сигналдардың  есебін  жүзеге  асырады,  яғни  олар 
сигналдарды  қосу  және  азайту  режимінде  де  жұмыс  жасай  алады.  Реверсивті  есептегіштерді  тұрғызу  үшін 
сигналдарды келесі триггерлердің кірісіне алдыңғы триггердің не инверсті /жинақтау кезінде/, не тікелей /азайту 
кезінде/  шығыстары  арқылы  өткізетін  сұлбаларды  қарастыру  қажет. 
JK-
тpиггepлердегі  асинхронды  реверсивті 
тізбектей  есептегіштер 
JK-
тpиггepлердегі  реверсивті  есептегіштерге  ұқсас  тұрғызылады.  Жоғарыда 
қарастырылған  есептегіштердің  қайта  есептеу  коэффициенті  2
n
 
тең,  мұндағы  n
 
–есептегіш  разрядының  саны. 
Алайда,  тәжірибеде  қайта  есептеу  коэффициенті  2
n
-
нен  өзгеше  болатын  есептегіштер  қажет  болу  мүмкін.  Жиі 
жағдайда,  мысалы,  К  =3;  10  және  т.б.  болатын  есептегіштер  қолданылады,  яғни  сәйкесінше  3;10  және  т.б. 
тұрақты  күйлердегі  есептегіштер  қолданылады.  Мұндай  есептегіштерді  тұрғызу  принципі  К
ес
  =2
n
 
болатын 
есептегіште  артық  тұрақты  күйлерді  шығарудан,  яғни  кейбір  күйлерге  тыйым  салатын  сұлбаларды 
ұйымдастырудан  тұрады.  Кез  келген  есептегіштер  үшін  тыйым  салынған  күйлердің  санын  келесі  өрнектен 
анықтауға  болады:  мұндағы  m  –тыйым  салынған  күйлер  саны;  К
ес
 
–қажетті  есептеу  коэффициенті;  2
n
 
–екілік 
есептегіштің тұрақты күйлерінің саны.
 
Осылайша,  мысалы,  екі  есептеу  триггерінде  тұрғызылатын  К
ес
=3  тең  есептегіште  және  төрт  есептеу 
триггерінде тұрғызылатын К
ес
 
=10 тең есептегіште артық күйлердің саны жоғарыда келтірілген формулаға сәйкес 
1 және 6 тең.
 
Есептегішті  табиғи  есептеу  ретімен  тұрғызу  әдісін  қарастырайық,  мұндағы  тұрақты  күйлердің  санын 
азайту  үшін  есептегішті  берілген  сигналдар  санын  жазу  кезінде  нөлдік  күйге  келтіру  керек  [3,  c.89].  Осы  әдіске 
сәйкес  есептегішке  мына  шартты  тексеретін  логикалық  сұлба  қосылады:  «есептегіштегі  код  К
ес
-
ға  тең  санды 
бейнелейді  және  тексеріс  нәтижесіне  байланысты  кіріс  сигналын  не  «0
-
ді  орнату»  шинаға,  не  жазылған  кодқа 
жинақтауға  жібереді.  Бұл  шарт,  есептегіште  К
ес
 
санын  жазған  кезде  «1»  күйінде  болатын  үш  триггердің  тікелей 

«Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ»
 
279 
 
 
 
шығыстарымен  және  бұл  жағдайда  «0»  күйінде  болатын  триггерлердің  инверсті  шығысымен  байланысқан  n
-
ЖӘНЕ кіріс сұлбасымен тексеріледі.
 
Тәжірибеде  «ЖӘНЕ»  элементінің  кірістер  санын,  оны  тікелей  шығыстармен  жалғай  отырып  қысқартуға 
болады,  себебі  К
ес
 
санының  кодын  жазғанда  бірліктердің  сәйкес  болуы  үлкен  К
ес
 
тыйым  салынған  кодтарда 
қайталануы мүмкін. 
 
К
ес
=10  үлгісінде  ұқсас  есептегіштің  сұлбасының  синтезін  қарастырайық,  яғни  есептегіштің  10  күйі  болу 
керек
- 
ондық  жүйеде  0
-
ден  9
-
ға  дейін  және  екілік  жүйеде  0000
-
ден  1001
-
ге  дейін.  Алдымен  есептегіштің 
разрядтылығы анықталады
 
n
log
2
 K
ес
=log
2
10
3.35 
Алынған 
n 
мәні  шамалас  бүтін  санға  дейін  жуықталады,  яғни  n=4.  Одан  кейін  есептегіштің  қай 
разрядтары К
ес
-
ті жазған кезде бірлік күйде болатыны анықталады.
 
K
ес
=10
10
=1010=
 
Осы разрядтардың тікелей шығыстары ЖӘНЕ логикалық сұлбасының кірістеріне беріледі және одан әрі 
қарай  «0»
-
ді  орнату  тізбегіне  беріледі.  Осылайша,  есептегіш  К
ес
 
мәніне  жеткен  кезде  ол  автоматты  түрде  0000 
күйге қайта оралады және қайтадан есептеу басталады.
 
 
D-
триггерлерде асинхронды жинақтаушы есептегіштің сұлбасын құру
 
 
 
Бес
 
вольттық
 
кернеу
 
көзі
 
қайта
 
қосқыш
 
арқылы
 
есептегіштің
 
кіші
  (
сол
 
жақ
) 
разрядының
  D1 
триггерінің
 
кірісіне
 
жалғанады.  Қайта
 
қосқышты
 
басқаруды
 
баптау
 
үшін
 
берілген
 
қайта
 
қосқышты
 
қайта
 
қосу
 
үшін
 
батырма
 
тағайындау
 
қажет
. 
Ол
 
үшін
 
қайта
 
қосқыштың
 
бейнесіне
 
тышқанды
 
екі
 
рет
 
басу
 
қажет
 
және
 
баптау
 
мәзірінде
 KEY 
формасында
 
сол
 
батырманы
 
көрсету
 
қажет
. 
Есептеу
 
режимінде
 
жұмысты
 
қамтамасыз
 
ету
 
үшін
 
триггердің
 
инферсті
 
шығысын
  D- 
триггердің
 
кірісіне
 
қосу
 
керек
. 
Мұндай
 
жалғауды
 
барлық
 
разрядтағы
 
триггерлерге
 
жүргізу
 
керек
. 
Разрядтардың
 
тікелей
 
шығыстарына
 
жеті
 
сегментті
 
дешифраторы
 
бар
 
индикаторды
 
қосу
 
қажет 
[4,  c.56]. 
Есептегіштің
 
қорытынды
 
сұлбасы
 
мынадай
 
болу
 
мүмкін
: 
 
Есептегіштердің жұмысын зерттеуді жүргізу тәртібі
 
J-
K  триггерлерде  төрт  разрядты  асинхронды  жинақтағыш  есептегіш  жинау.  Триггерлердің  тікелей 
шығыстарына  жеті  сегментті  индикатор  мен  жарық  диодты  индикаторларды  жалғау  керек.  Есептегіш  жұмысын 
зерттеу және оның уақытша диаграммасын суреттеу. 
 
Сұлбаны  азайтқыш  есептегішке  өзгерту.
 
Уақытша  жұмыс  диаграммасын  суреттеу.  Жинақтағыш 
синхронды есептегіш сұлбасын құру. 
 
Сұлба  негізінде  JK  триггерлер  қолданылады.  JK  кітапханалық  триггерлерде  тек  бір  J  және  бір  К 
болатындықтан, сыртқы логикалық элементтерде жоғарғы разрядтарды басқару  логикасын жүзеге асыру қажет. 
Барлық разрядтардың синхро кірістеріне тікбұрышты импульстер генераторынан синхро импульстерді беру керек. 
Кіші  разрядтың  J  және  K  біріктірілген  кірістеріне  қайта  қосқыш  арқылы  бес  вольтты  көзден  есептеу  импульсін 
беру қажет. 
 
Уақытша  диаграмманы  суреттеу  және  жарық  диодтарының  көмегімен  қай  мезетте  есептеу  сигналының 
жоғарғы разрядқа берілуі жүзеге асырылатынын анықтау. 
 
Джонсон  есептегішінің  жұмысын  моделдеу.  Джонсон  есептегішінің  сұлбасын  алу  үшін  регистрдің 
жоғарғы  разрядының  инверсті  шығысын  кішісінің  кірісімен  жалғау  қажет.  Синхро  импульстер  жиілігін  өзгерте 
отырып күйлердің өзгеруінің әр түрлі жылдамдығын алуға болады [5, c.34].
 
 

280 
«Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ»
 
 
 
 
 
 
Бақылау
 
сұрақтары
 
1. 
Есептеу
 
құрылғыларындағы
 
есептегіштердің
 
арналуы
.  
2. 
Есептегіштердің
 
жіктелу
 
белгілері
. 
3. 
Есептегішті
 
қайта
 
есептеу
 
коэффициенті
.  
4. 
Есептегішке
 
кіріс
 
сигналдарының
 
келіп
 
түсуінің
 
максимум
 
жиілігі
 
немен
 
анықталады
?  
5. J-K 
триггерлердің
 
қай
 
қасиеті
 
синхронды
 
есептегіштерді
 
тұрғызуға
 
мүмкіндік
 
береді
? 
6. 
Реверсивті
 
есептегішті
 
тұрғызуға
 
қандай
 
құрылғы
 
көмектеседі
?  
7. 
Джонсон
 
есептегішінің
 
жұмысының
 
уақытша
 
диаграммасын
 
түсіндіріңіз
.  
 
Пайдаланған әдебиеттер
: 
1. 
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. 
- 
СПб.: БХВ 
- 
Санкт
-
Петербург, 2000 
- 
528 с.: ил.
 
2. 
Савельев  А.Я.  Арифметические  и  логические  основы  цифровых  автоматов:  Учебник. 
- 
М.:  Высшая  школа, 
1980.-
255 с.
 
3. 
В.И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC.
 
М., "СОЛОН
-
Р", 2001.
 
4. 
Электротехника  и  электроника  в  экспериментах  и  упражнениях:
 
Практикум  на  Electronics  Workbench:  В  2
-
х 
томах /Под общей редакцией Д.И.Панфилова. М.: ДОДЭКА,2000.
 
5. 
Потёмкин И.С. Функциональные узлы цифровой автоматики. 
- 
М.: Энергоатомиздат, 1988. 
- 
320 с.
 
 
 
Лаззат Дюсембаева
 
(Астана, Казахстан)
 
 
ТЕХНОЛОГИЙ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ
 
 
Становление  систем  управления  базами  данных  (СУБД)  совпало  по  времени  со  значительными 
успехами в развитии технологий распределенных вычислений и параллельной обработки. В результате возникли 
распределенные  системы  управления  базами  данных
 
и  параллельные  системы  управления  базами 
данных.  Именно  эти  системы  становятся  доминирующими  инструментами  для  создания  приложений 
интенсивной обработки данных.
 
Благодаря  интеграции  рабочих  станций  в  распределенную  среду  становится  возможным  более 
эффективное  распределение  функций  в  ней,  когда  прикладные  программы  выполняются  на  рабочих  станциях, 
называемых серверами приложений,
 
а базы данных обслуживаются выделенными компьютерами, называемыми 
серверами  баз  данных.  Это  служит  источником  развития  таких  распределенных  архитектур,  где  в  роли  узлов 
выступают не просто компьютеры общего назначения, а специализированные серверы.
 
Параллельный  компьютер,  или  мультипроцессор  сам  по  себе  является  распределенной  системой, 
составленной из узлов (процессоров, компонентов памяти), соединенных быстрой сетью внутри общего корпуса. 
Технология распределенных баз данных может быть естественным образом пересмотрена и распространена на 
параллельные системы баз данных, т. е. системы баз данных на параллельных компьютерах [DeWitt and Gray, 
1
992, Valduriez, 1993]. Благодаря применяемому в системах этого типа параллелизму при управлении данными 
[Boral, 1988] пользователи получают серверы баз данных высокой производительности и высокой доступности за 
существенно  меньшую  цену,  чем  эквивалентные  системы  на  основе  мэйнфреймов  [DeWitt  and  Gray,  1992, 
Valduriez, 1993]. 
Основные понятия
 
Распределенная  база  данных  (DDB  –
  distributed  database) 
–
 
это  совокупность  логически 
взаимосвязанных  баз  данных,  распределенных  в  компьютерной  сети.  Распределенная  система  управления 
базой  данных  определяется  как  программная  система,  которая  позволяет  управлять  распределенной  базой 
данных  таким  образом,  чтобы  ее  распределенность  была  прозрачна  для  пользователей  [Ozsu  and  Valduriez, 
1991a].  В  этом  определении  следует  уточнить  две  отличительных  архитектурных  особенности.  Первая  из  них 
заключается в том, что система состоит из (возможно, пустого) множества  узлов приема запросов
 
(query site) и 
непустого множества узлов данных
 
(data site). Узлы данных обладают средствами для хранения данных, а узлы 
приема  запросов  –
 
нет.  В  узлах  приема  запросов  лишь  выполняются  программы,  реализующие 
пользовательский интерфейс для доступа к данным, хранящимся в узлах данных. Вторая особенность состоит в 
том, что узлы логически
 
представляют собой независимые компьютеры. Следовательно, у такого узла имеется 
собственная основная и внешняя память, установлена собственная операционная система (может быть, одна и 
та  же  на  всех  узлах,  а  возможно,  и  нет)  и  имеется  возможность  выполнять  приложения.  Узлы  связаны 
компьютерной сетью, а не входят в мультипроцессорную конфигурацию. Важно подчеркнуть слабую связанность 
процессоров, которые обладают собственными операционными системами и функционирует независимо.
 

«Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ»
 
281 
 
 
 
База  данных  физически  распределяется  по  узлам  данных  на  основе  фрагментации
 
и  репликации
 
данных [Ceri et al., 1987]. При наличии схемы реляционной базы данных каждое отношение фрагментируется на 
горизонтальные или вертикальные разделы. Горизонтальная фрагментация
 
реализуется при помощи операции 
селекции,
 
которая  направляет  каждый  кортеж  отношения  в  один  из  разделов,  руководствуясь  предикатом 
фрагментации. Например, для отношения Employee возможна фрагментация в соответствии с местоположением 
рабочих  мест  служащих.  При  вертикальной  фрагментации
 
отношение  делится  на  разделы  при  помощи 
операции  проекции.  Например,  один  раздел  отношения  Employee  может  содержать  поля  Emp_number, 
Emp_name  и  Address,  а  другой  –
 
поля  Emp_number,  Salary  и  Manager.  За  счет  фрагментации  данные 
приближаются  к  месту  их  наиболее  интенсивного  использования,  что  потенциально  снижает  затраты  на 
пересылки; уменьшаются также размеры отношений, участвующих в пользовательских запросах.
 
Фрагменты данных могут также реплицироваться на основе характера доступа к ним. Это полезно, если 
доступ к одним и тем же данным производится из приложений, выполняющихся на разных узлах. В таком случае, 
с  точки  зрения  экономии  затрат,  более  эффективно  дублировать  данные  в  ряде  узлов,  чем  непрерывно 
пересылать данные между узлами.
 
При ослаблении отличительных особенностей распределенной СУБД получается параллельная система 
баз  данных.  Не  существует  четкого  разграничения  между  параллельными  и  распределенными  СУБД.  В 
частности,  архитектуры  параллельных  СУБД  без  совместно  используемых  ресурсов  (sharing
-
nothing),  которые 
обсуждаются  ниже,  схожи  со  слабо  связанными  распределенными  системами.  В  параллельных  СУБД 
используются  новейшие  многопроцессорные  архитектуры,  и  на  основе  этого  подхода  создаются 
высокопроизводительные  серверы  баз  данных  высокой  доступности,  стоимость  которых  значительно  ниже 
эквивалентных систем на мэйнфреймах.
 
Параллельную СУБД можно определить как СУБД, реализованную на мультипроцессорном компьютере. 
Такое  определение  подразумевает  наличие  множества  альтернатив,  спектр  которых  варьируется  от 
непосредственного переноса существующих СУБД с переработкой лишь интерфейса к операционной системе до 
изощренных  комбинаций  алгоритмов  параллельной  обработки  и  функций  баз  данных,  приводящих  к  новым 
аппаратно
-
программные  архитектурам.  Как  и  всегда,  приходится  выбирать  между  переносимостью
 
(на 
несколько  платформ)  и  эффективностью.
 
Изощренные  подходы  направлены,  главным  образом,  на  более 
полное использование преимуществ конкретного мультипроцессора в ущерб переносимости.
 
Решение,  тем  самым,  заключается  в  применении  широкомасштабного  параллелизма,  чтобы  усилить 
мощность  отдельных  компонентов  путем  их  интеграции  в  целостную  систему  на  основе  соответствующего 
программного  обеспечения  параллельных  баз  данных.  Важное  значение  имеет  применение  стандартных 
аппаратных  компонентов,  для  того  чтобы  иметь  возможность  с  минимальным  отставанием  использовать 
результаты постоянных технологических  усовершенствований. В программном обеспечении базы данных могут 
быть  предусмотрены  три  вида  параллелизма,  присущие  приложениям  интенсивной  обработки  данных. 
Межзапросный  параллелизм
 
предполагает  одновременное  выполнение  множества  запросов,  относящихся  к 
разным  транзакциям.  Под  внутризапросным  параллелизмом
 
понимается  одновременное  выполнение  сразу 
нескольких  операций  (например  операций  выборки),  относящихся  к  одному  и  тому  же  запросу.  И 
внутризапросный,  и  межзапросный  параллелизм  реализуется  на  основе  разделения  данных,  аналогичного 
горизонтальному  фрагментированию.  Наконец,  понятие  внутриоперационного  параллелизма
 
означает 
параллельное  выполнение  одной  операции  в  виде  набора  субопераций  с  применением,  в  дополнение  к 
фрагментации данных, также и фрагментации функций. Языки баз данных, ориентированные на операции над 
множествами, обеспечивают много возможностей для использования внутриоперационного параллелизма.
 
В  распределенных  СУБД  данные  и  приложения,  которые  осуществляют  доступ  к  ним,  могут  быть 
локализованы на одном и том же узле, благодаря чему исключается (или сокращается) потребность в удаленном 
доступе  к  данным,  характерная  для  систем  телеобработки  данных  в  режиме  разделения  времени.  Далее, 
поскольку  на  каждом  узле  выполняется  меньше  приложений  и  хранится  меньшая  порция  базы  данных,  можно 
сократить  также  конкуренцию  при  доступе  к  данным  и  ресурсам.  Наконец,  параллелизм,  внутренне  присущий 
распределенным  системам,  открывает  возможности  для  реализации  межзапросного  и  внутризапросного 
параллелизма.
 
Если доступ пользователей к базе данных заключается только в выполнении запросов (т. е. имеет место 
доступ  только  по  чтению),  то  реализация  межзапросного  и  внутризапросного  параллелизма  подразумевает 
реплицирование  по  возможности  максимальной  части  базы  данных.  Но,  поскольку  на  практике  доступ  к  базе 
данных  осуществляется  не  только  по  чтению,  для  реализации  перемежающихся  операций  чтения  и 
модификации  данных  необходима  поддержка  распределенных  транзакций  (обсуждаемых  в  одном  из 
последующих разделов).
 
Высокая  производительность  –
 
одна  из  важнейших  целей,  на  достижение  которой  направлены 
технологии  параллельных  СУБД.  Как  правило,  она  обеспечивается  за  счет  сочетания  нескольких  взаимно 
дополняющих  решений,  таких  как  применение  операционных  систем,  ориентированных  на  поддержку  баз 
данных, параллелизм, оптимизация, балансировка нагрузки. Наличие операционной системы, "осведомленной" о 
специфических  потребностях  баз  данных  (например
, 
относительно  управления  буферами),  упрощает 
реализацию  функций  баз  данных  нижнего  уровня  и  способствует  снижению  их  стоимости.  Так,  затраты  на 
передачу  сообщения  могут  быть  значительно  снижены  (до  нескольких  сот  инструкций)  за  счет  применения 
специализированного коммуникационного протокола. Механизмы распараллеливания способствуют повышению 
общей  пропускной  способности  системы  (межзапросный  параллелизм),  снижению  времени  отклика  для 
отдельных транзакций (внутризапросный и внутриоперационный параллелизм).
 
Технологии  распределенных  и  параллельных  СУБД  направлены  также  на  повышение  надежности, 
поскольку, благодаря репликации данных, исключаются одиночные точки отказа. Отказ одного узла или сбой на 
линии связи не приводит к выходу из строя всей системы. Даже если часть данных становится недоступной, при 
правильной  организации  системы  пользователи  могут  иметь  доступ  к  остальной  части  информации.  Под 
"правильной  организацией"  понимается  поддержка  распределенных  транзакций  и  протоколов  обеспечения 
надежности (т. е. протоколов фиксации и восстановления). Эти вопросы обсуждаются в следующем разделе.
 

282 
«Проблемы и перспективы развития науки в начале третьего тысячелетия в странах СНГ»
 
 
 
 
В  среде  параллельных  и  распределенных  СУБД  упрощается  решение  вопросов,  связанных  с 
возрастанием  объема  баз  данных  или  потребностей  обработки.  При  этом  редко  возникает  необходимость  в 
серьезной  перестройке  системы;  расширение  возможностей  обычно  достигается  за  счет  добавления 
процессорных мощностей или памяти.
 
В  статье  представлен  обзор  технологий  распределенных  и  параллельных  СУБД,  выделены  их 
отличительные черты, отмечены схожие признаки. Цель обзора –
 
помочь в осмыслении уникальной роли систем 
каждого из этих двух типов и их взаимодополняемости в решении задач управления данными.
 
 

жүктеу/скачать 9,75 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: