I. Giới thiệu mô hình hoàn chỉnh cho quy trình xây dựng phần mềm dựa trên
4. Một sự phân loại của các hệ thống CSDL phân tán
Ngày nay, các hệ thống CSDL phân tán được tổ chức một cách logic thành các hệ thống phần mềm đa tầng và dựa thành phần. Cách tiếp cận thông thường nhất là kiến trúc 3 tầng, trong đó bao gồm:
• Tầng quản lý dữ liệu. • Tầng quản lý sự xử lý. • Tầng giao diện người dùng.
Tương tự với kiến trúc phần mềm 3 tầng, ta sẽ xem xét kiến trúc dữ liệu 3 tầng đối với các hệ thống CSDL phân tán
Hình 2.10 - Kiến trúc dữ liệu 3 tầng
• Tầng ở ngoài cựng bờn phải là tầng dữ liệu. Ở đây, dữ liệu được lưu trữ trong môi trường phân tán, nghĩa là dữ liệu được lưu trữ trên những máy tính khác nhau được nối mạng. Tầng dữ liệu cũng được coi là những nguồn dữ liệu.
• Tầng ở giữa là tầng Khung nhìn ảo. Mục đích của tầng này là che đi sự phân tán địa lý và logic của dữ liệu giữa những nguồn dữ liệu bằng cách cung cấp một khung nhìn mới và duy nhất trên những dữ liệu đó. Khung nhìn ảo được tạo ra để đáp ứng cỏc yờu cầu cụ thể của ứng dụng nờn cú thể có rất nhiều khung nhìn ảo trên cùng một nhúm cỏc nguồn dữ liệu phân tán.
• Tầng bên trái là tầng Truy vấn của người dùng. Thông qua tầng này, người dựng cú thể thực hiện các truy vấn trên một hoặc một vài khung nhìn ảo.
Hình 1.11 - Kiến trúc hệ thống 3 tầng
Hình 1.10 minh họa nhiệm vụ xử lý các tầng khác nhau trong kiến trúc dữ liệu 3 tầng trong hệ thống phân tán. Dữ liệu thông thường được quản lý bởi một hay nhiều DBMS. Máy chủ ứng dụng (Application Server) chạy các thành phần phần mềm để bảo trì và quản lý các khung nhìn ảo trên dữ liệu phân tán. Mỏy khỏch là cầu nối giữa người sử dụng cuối với hệ thống, chúng chỉ có nhiệm vụ là hiển thị dữ liệu và nhận các truy vấn được yêu cầu bởi người dùng. Trong một vài trường hợp, mỏy khỏch cú thể xử lý truy vấn để thực hiện nhưng trong phần lớn các trường hợp thỡ mỏy khỏch thường là bộ phận truyền thông hơn là một thiết bị xử lý.
Tất cả các tầng trong kiến trúc dữ liệu 3 tầng đều phải xử lý dữ liệu. Mỗi tầng cần truy cập đến dữ liệu trong tầng trước đó và cuối cùng, người dùng sẽ truy cập đến dữ liệu thông qua tầng giao diện. Vì vậy, mỗi tầng sẽ cung cấp dữ liệu cho tầng tiếp theo. Mô hình dữ liệu được sử dụng để thể hiện dữ liệu được cung cấp từ tầng này lên tầng kế tiếp được gọi là mô hình truy cập dữ liệu ADM (Access Data Model). ADM được sử dụng để phân loại các hệ thống phân tán đã tồn tại.
Sự phân loại này cũng sẽ xem xét đến trường hợp mà trong đó thiếu đi một vài tầng dữ liệu. Trường hợp này sẽ được đánh dấu bởi chữ N và thêm vào danh sách của các ADM. Các ADM được phân loại như sau:
• Mô hình dữ liệu quan hệ (Relational data model) - R
• Mô hình dữ liệu XML (XML data model) – X
• Mô hình dữ liệu lai (Hybrid data model) – H
• Tầng dữ liệu không tồn tại - N
Trong sự phân loại này, các hệ thống CSDL phân tán được mô tả như một hàm Td,v,q được định nghĩa bởi bộ ba:
Td,v,q = (d,v,q) trong đó
d : tầng dữ liệu (data tier)
v : tầng khung nhìn ảo (virtual view tier)
q : tầng truy vấn của người dùng (user query tier) và d, v, q Є {R, X, H, N}
Ví dụ 1:
Một hệ thống CSDL phân tán TR,R,R cú cỏc nguồn dữ liệu là các RDBMS, khung nhìn ảo được định nghĩa bởi các lược đồ ngữ nghĩa quan hệ và người dựng
cú thể gửi các truy vấn SQL trên khung nhỡn đú để ấy về cỏc giá trị trả về là các bảng quan hệ. Tất cả các hệ thống CSDL quan hệ thương mại hàng đầu hiện nay đề cung cấp kiểu kiến trúc này.
Ví dụ 2:
Để phân loại các kiến trúc Web – CSDL (Web-to-database) cơ bản, điều đầu tiên là chúng ta phải xác định vai trò của các phần tử trong kiến trúc ấy.
Hình 2.12 - Các phần tử của kiến trúc dữ liệu 3 tầng trong các hệ thống Web – CSDL hiện nay
Các Web Server (máy chủ Web) và các Web Client (mỏy khỏch) nằm trong hình elip là những phần của kiến trúc Web – CSDL không tham gia vào sự phân loại. Chúng chỉ là những phần hỗ trợ HTML và các dạng dữ liệu được vận chuyển trong hệ thống giữa Web Server và Web Client mà thôi. Việc xử lý dữ liệu trong CSDL thực sự thuộc một bộ phận xử lý được đặt sau Web Server. Dữ liệu, như được minh họa trong hình 18, có thể được lưu trữ trong một hay một tập hợp các DBMS. Các CSDL này có thể là các CSDL quan hệ và cũng có thể là các CSDL XML. Trong kiến trúc CSDL phân tán, phần mềm trung gian (vd: máy chủ ứng dụng _ Application Server) có thể tham gia vào việc quản lý khung nhìn ảo trên dữ liệu phân tán. Khung nhìn ảo này có thể là quan hệ hay XML hoặc cả hai. Cuối cựng, cỏc form dữ liệu HTML có thể được dùng để định nghĩa một truy vấn trên khung nhỡn đó. Và truy vấn này có thể được công thức hóa bởi XQuery (XPath) hoặc SQL.
Tóm lại, hiện nay, các ứng dụng Web-to-Database đều dựa trên một vài kiểu kiến trỳc đó được đề cập ở trờn. Các nhà thiết kế của các hệ thống này có thể tự do chọn lựa kiến trúc tốt nhất cho ứng dụng của mình.
Hy vọng rằng, XML sẽ trở thành mô hình dữ liệu đáp ứng được sự mong đợi đối với các mục đích xuất bản Web. Điều này sẽ đẩy XML vào cả tất cả các tầng trong kiến trúc dữ liệu 3 tầng và cuối cùng dẫn đến kiến trúc CSDL phân tán Tx,x,x đằng sau các Web Server.
Trong kiến trúc dữ liệu 3 tầng, mỗi tầng có thể có 1 trong 4 trạng thái (R,X,H,N) nên tổng cộng có thể có 64 tổ hợp. Rất nhiều tổ hợp bị loại bỏ (như
TN,N,N, TN,N,X… ) hoặc tổ hợp ấy mô tả 1 hệ thống không xử lý dữ liệu ( tất cả các hệ thống TN,?,?).
Các hệ thống kụng cú tầng khung nhìn ảo (vd: TR,N,R) là các hệ thống CSDL phân tán mà không che đi sự phân tán đối với người dùng. Người dựng cú thể truy vấn đến các nguồn dữ liệu nhưng phải tự mình xử lý sự phân tán.
Trong phần dưới đây, chúng ta sẽ xem xét vị trí của dữ liệu XML trong các loại hệ thống CSDL phân tán khác nhau.