CAPÍTULO 2 Sistemas De Base De Datos Multiusuarios

Transcripción

1 CAPÍTULO 2 Sistemas De De Multiusuarios Un sistema multiusuario es un sistema informático que da servicio, manera concurrente, a diferentes usuarios mediante la utilización compartida sus recursos. Con el fin llevar a cabo su trabajo, cada usuario inicia una sesión por medio una terminal conectada directamente al sistema o un cliente ubicado en un sistema remoto conectado por medio una red comunicaciones. Los sistemas base datos multiusuarios están soportados por diversas arquitecturas. En el pasado, los más comunes eran los sistemas teleprocesamiento. Conforme se ha ido reduciendo el precio las CPU, se ha hecho factible la utilización más una computadora, lo cual ha producido nuevas alternativas bases datos multiusuarios Sistemas De Teleprocesamiento El método clásico soportar un sistema base datos multiusuario es el teleprocesamiento, que utiliza una computadora y una unidad central. Todo el procesamiento es efectuado por esta computadora. En la figura 2.1 se muestra un sistema teleprocesamiento típico. Los usuarios operan terminales no inteligentes que transmiten a la macrocomputadora mensajes transacciones y datos. La unidad teleprocesamiento recibe los mensajes y los datos y los envía al programa aplicación apropiado. El programa llama al sistema manejador base datos () solicitando servicios, y éste procesa la base datos. Terminada la transacción, los resultados son vueltos a los usuarios en las terminales no inteligentes a través la red. Terminal entrada la aplicación Gráficos y datos salida la aplicación Aplicación Computadora Teleprocesamiento Figura 2.1. Funcionamiento la arquitectura teleprocesamiento.

2 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. La figura 2.2 muestra N usuarios sometiendo transacciones procesadas por tres distintos programas aplicación. Dado que existe poca inteligencia en el extremo l usuario (las terminales no son inteligentes), todos los comandos encargados la interfaz gráfica ben ser generados por la CPU y transmitidos por las líneas comunicación. Por lo general, la interfaz usuario está orientada a caracteres y es primitiva. Todas las entradas y las salidas son comunicadas a la macrocomputadora para su procesamiento a distancia. Terminal 1 Terminal 2 Aplicación N Terminal N Computadora Teleprocesamiento Figura 2.2. Ejemplo un sistema teleprocesamiento. Los sistemas teleprocesamiento fueron la alternativa más común para el sarrollo sistemas base datos multiusuario. Conforme se ha ido reduciendo la afinidad preciorendimiento las computadoras, y con el advenimiento las microcomputadoras, se han utilizado otras alternativas que requieren varias computadoras Sistemas Cliente-Servidor En la figura 2.3 aparece el esquema una esas alternativas, llamado sistema clienteservidor. A diferencia l teleprocesamiento, que implica el uso una sola computadora, la computación cliente-servidor involucra varias computadoras conectadas por una red. Algunas las computadoras procesan programas aplicación y se conocen como clientes. Otra computadora procesa la base datos y es signada como servidor. 20

3 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. Aplicación Cliente Petición base datos Resultados Servidor Figura 2.3. Funcionamiento la arquitectura Cliente-Servidor. En la figura 2.4 cada uno los N usuarios tiene su propia computadora procesamiento aplicaciones. El Usuario 1 procesa la y la en la computadora 1. El Usuario 2 procesa en la computadora 2, y el Usuario N procesa la y la Aplicación 3 en la computadora N. Otra computadora es utilizada como servidor base datos. Cliente 1 Cliente 2 Aplicación 3 Cliente N Servidor Figura 2.4. Arquitectura cliente servidor Existen múltiples opciones en relación con el tipo computadora. En teoría, los clientes y el servidor puen ser macro, mini, o microcomputadoras. Sin embargo, bido al costo, casi en todos los casos son utilizadas las microcomputadoras. Los clientes y el servidor están conectados, generalmente, por medio una red área local. Existen situaciones en las que el servidor es una macrocomputadora, sobre todo cuando se requiere consirable potencia procesamiento o, por razones tipo político y 21

4 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. organizacional, no resulta apropiado colocar la base datos en una microcomputadora. Respecto a los clientes, es poco común que éstos no sean microcomputadoras. El sistema la figura 2.4. sólo tiene un servidor aunque éste no es siempre el caso. Pue haber múltiples servidores procesando diferentes bases datos o que proveen otros servicios en beneficio los clientes. Por ejemplo, en una firma consultores ingeniería, un servidor pue procesar la base datos mientras otro provee apoyo en gráficos asistidos por computadora. El cliente maneja la interfaz con el usuario. Acepta datos éste, procesa la lógica la aplicación y genera peticiones servicios base datos. Los clientes transmiten dichas peticiones al servidor y reciben los resultados, los cuales son transmitidos al usuario manera acuada. El servidor acepta las peticiones los clientes, las procesa y vuelve un resultado. Mientras hace eso, verifica la integridad la base datos y provee control concurrencia. También se encarga la recuperación fallas y optimiza el procesamiento búsquedas. En la figura 2.5 se resumen las tareas un cliente y un servidor: Tareas l CLIENTE Manejar la interfaz con el usuario Aceptar datos l usuario Procesar la lógica la aplicación Generar peticiones base datos Transmitir peticiones al servidor Recibir resultados l servidor Dar formato a los resultados Tareas l SERVIDOR Aceptar peticiones los clientes Procesar peticiones base datos Dar formato a los resultados y transmitirlos al cliente Verificar la integridad la base datos Proveer el control concurrencia Realizar la recuperación Optimizar las búsquedas Figura 2.5. Tareas un cliente y un servidor. Un sistema cliente-servidor sitúa el procesamiento la aplicación cerca l usuario lo cual trae como consecuencia un incremento en la eficiencia. Diversas computadoras procesan aplicaciones en paralelo. Amás, los costos comunicación se reducen. Sólo las peticiones para el sistema manejador base datos y las respuestas a dichas peticiones son enviadas a través la red. Esto implica un menor tráfico que el que existe en el teleprocesamiento. Dado que 22

5 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. múltiples computadoras procesan aplicaciones y sólo necesitan al servidor para procesar la base datos, la interfaz con el usuario pue ser más elaborada. Una sventaja los sistemas cliente-servidor es el control. Los clientes operan simultáneamente y procesan aplicaciones en paralelo. Esto introduce la posibilidad pérdidas en actualizaciones y otros problemas control multiusuario. Dichos problemas son más severos que en los sistemas teleprocesamiento porque las computadoras realizan solicitus manera concurrente. En el teleprocesamiento toda la actividad es gobernada por un único sistema operativo local Sistemas De Recursos Compartidos Esta arquitectura no sólo distribuye los programas aplicación sino también la salida l sistema manejador base datos a las computadoras procesadoras. En este caso, el servidor es un servidor archivos y no un servidor base datos. Si comparamos las arquitecturas vistas hasta el momento nos daremos cuenta que cada vez hay más software l lado l usuario. La arquitectura recursos compartidos fue sarrollada antes la arquitectura clienteservidor y, en muchas formas, es más primitiva que ésta. En un sistema recursos compartidos, el sistema manejador base datos () en cada cliente manda una petición archivos al servidor. Esto implica que un mayor tráfico cruza la red que en una arquitectura cliente-servidor. Para comprenr esto, consiremos el procesamiento una búsqueda para obtener el nombre (Nombre) y la dirección (Direccion) todos los registros en la tabla COMPRADOR don el código postal (CP) sea En un sistema cliente-servidor, el programa aplicación enviaría el siguiente comando SQL: SELECT Nombre, Direccion FROM COMPRADOR WHERE CP = El servidor responría con todos los nombres y direcciones requisitados, como se pue apreciar en la figura

6 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. Aplicación SELECT Nombre, Direccion FROM COMPRADOR WHERE CP=98033 Resultados Cliente Servidor Figura 2.6. Procesamiento una búsqueda en un sistema cliente-servidor. En un sistema recursos compartidos, el se encuentra en la computadora local. Por lo tanto, ningún programa en el servidor archivos es capaz procesar un comando SQL o algún lenguaje similar. Tal tipo procesamiento be hacerse en la computadora l usuario. Así, el be mandar una petición al servidor archivos para que éste transmita la tabla COMPRADOR completa. Amás, si la tabla tiene índices u otros elementos asociados, las estructuras asociadas también ben enviarse. Aplicación Resultados SELECT Nombre, Direccion FROM COMPRADOR WHERE CP=98033 Tablas requeridas y estructuras asociadas Petición Tablas Requeridas Archivos Cliente Servidor Archivos Figura 2.7. Procesamiento una búsqueda en un sistema recursos compartidos. Como se pue ver en la figura 2.7 es necesario transmitir muchos más datos a través la red. Por si esto fuera poco, mientras un usuario está procesando una petición, grans porciones la base archivos ben bloquearse. Un alto nivel granularidad bloqueo es requerido. Así, la cantidad respuestas l sistema en un terminado periodo se vería reducida. 24

7 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. 1 Cliente 1 Cliente 2 2 Archivos Cliente N 3 Servidor Archivos Figura 2.8. Arquitectura Recursos Compartidos Debido a estos problemas, los sistemas recursos compartidos son esporádicamente utilizados para el procesamiento bases datos multiusuarios orientadas a transacciones. Para cada transacción se be bloquear una gran cantidad datos hasta que éstos son modificados y enviados nuevo a la base archivos. Un intento usar esta arquitectura en el procesamiento transacciones produciría un sistema con lento sempeño. Existe, sin embargo, una aplicación base datos para la cual esta arquitectura tiene sentido: el procesamiento consultas en datos scargados o extraídos. Si uno o más usuarios necesitan accer a grans porciones la base datos para hacer consultas, producir reportes o responr preguntas, la utilización un servidor que scargue grans cantidas datos pue ser la mejor solución. En este caso, los datos extraídos no son actualizados ni vueltos a la base datos, sino procesados manera local para brindar los resultados la consulta a los usuarios Sistemas De De Distribuida En esta arquitectura, la base datos o una porción ella está almacenada en N computadoras. En general, las computadoras involucradas procesan tanto aplicaciones como bases datos. Esto pue apreciarse en la figura

8 Capítulo 2 Sistemas bases datos multiusuarios. Nodo 1 Aplicación A Aplicación B D Aplicación C 2 1 D Aplicación D Nodo 2 Figura 2.9. Arquitectura Distribuida. La base datos distribuida está compuesta por todas las bases datos las N computadoras. Tales computadoras podrían estar localizadas en un mismo lugar, en sitios distintos en el mundo, o algo intermedio El procesamiento distribuido en comparación con el procesamiento distribuido base datos. Las alternativas recursos compartidos, cliente-servidor, y base datos distribuida difieren l teleprocesamiento en un aspecto importante: todas ellas utilizan varias computadoras para las aplicaciones o para el procesamiento l. Por lo tanto, se pue cir que las tres arquitecturas son ejemplos sistemas distribuidos pues el procesamiento aplicaciones ha sido distribuido en varias computadoras. Por otro lado, la base datos misma queda distribuida en la última arquitectura. Ni la arquitectura cliente-servidor ni la recursos compartidos distribuyen la base datos. Ninguna ellas pue consirarse un sistema base datos distribuida. Cuando se utilizan sistemas recursos compartidos para procesar datos scargados o extraídos, éstos se localizan en un área intermedia. En vista que los datos han sido scargados, se trata una distribución, sin embargo, los datos scargados rara vez se actualizan, por lo que no se distribuyen para todas las funciones. 26