В начало

Технология обмена данными в АСУ ТП (Тема)

 

Технологию обмена данными можно условно разделить на две части: внешний интер­фейс, отвечающий за взаимодействие с пользователем, и внут­ренний компонент, отвечающий за управление данными. Такое разделение обеспечило информационным системам большую гибкость. Внутренний компонент, развиваясь во времени, превратился в систему управления базами данных (СУБД). Внешний интерфейс в процессе развития средств вычислительной техники и распространения их на предприятии прошел многоэтапный путь развития, начиная от централизации всех операций на больших ЭВМ, использования персональных компьютеров и вычислительных сетей.

Проблемы совместного использования данных в вычислительных сетях персональных компьютеров и рабочих станций приве­ли к созданию модели вычислительной се­ти с файловым сервером. Файловый сер­вер – это центральный узел (компьютер в сети), который хранит файлы данных, доступные всем пользователям. Обычно файловый сервер в локальной сети является также центральным концентратором для совместного использования периферийных устройств, таких как принтеры, модемы и т.д.

В локальной сети функционирующее на рабочей станции прило­жение (программа) считывает и записывает файлы, обмениваясь ими с сете­вым файловым сервером. При этом файлы по сети передаются цели­ком на рабочую станцию, а после их использования возвращаются обратно на файловый сервер. Для других пользователей в этот период времени данный файл становится недоступным (блокируется). Это является недостатком данной технологии использования данных. Кроме этого, если множество файлов запрашивают и передают по сети сразу много рабочих станций, то сеть быстро насыщается, и трафик (процесс передачи информации по сети) становится уз­ким местом, ухудшая производительность системы. Данные проблемы привели
к созданию модели клиент/сервер.

Модель клиент/сервер имеет три различных компонента, каж­дый из которых выполняет конкретную работу:

·        Сервер базы данных;

·        Клиентское приложение;

·        Сеть.

Сервер («внутренний компонент») эффективно управляет ресур­сом (таким как информационная база данных). Основной функ­цией сервера является оптимальное управление ресурсом для множества клиентов, которые одновременно у него этот ресурс запрашивают. Помимо этого серверы баз данных выполняют такие задачи, как: управление информационной базой данных, с которой работают множество пользователей, управление досту­пом к базе данных, защитой ин­формации в базе данных с помощью средств архивирования/восстановления и создания резервных копий, а также цен­трализованное задание для всех приложений правил глобальной целостности данных.

Клиентское приложение («внешний интерфейс») – это часть систе­мы, которую пользователь использует для взаимодействия с дан­ными. Клиентские приложения в СУБД выполняют такие задачи, как: представление интерфейса, с помощью которого пользователь может выполнять свою работу; управление логи­кой приложения, например, всплывающими списками в форме ввода данных или столбчатыми диаграммами в графическом представлении данных; выполнение логики приложения, напри­мер вычисление полей в форме ввода данных; проверка допус­тимости данных,  запрос и получение информации о сер­вере базы данных.

Средствами передачи данных между клиентом и серве­ром в системе являются сеть и коммуникационное программное обеспечение, работающее на клиенте и сервере и позволяющее им взаимодействовать через сеть. Структура информационной системы с клиент-серверной технологией показана на рис. 1.

В модели клиент/сервер клиентское приложение работа­ет с небольшими специальными наборами данных, например строками таблицы, записями, а не с целыми файлами, как в системе с фай­ловым сервером. Сервер базы данных здесь является интеллекту­альным. Он блокирует и возвращает строки по запросам клиен­тов, что обеспечивает параллельность, минимальный сетевой трафик и, как следствие, улучшенную производительность системы.

В информационных системах, в которых реализована технология клиент/сервер, общие корпоративные данные распределены между более мел­кими группами пользователей в виде компьютеров-серверов.

Поскольку количество серверов можно сделать любым (из-за по­стоянно снижающейся стоимости компьютеров), то проблема свободного доступа к данным таким способом решается практически полностью. Но при этом остается проблема обработки данных, требующих больших ресурсов компьютера. Поэтому наряду с серверами, использующимися для хранения корпоративных данных (файл-серверами), появились серверы, занимающиеся обработкой данных для приложений, – серверы приложений.

 

 

Рис. 1. Структурная схема системы с технологией «клиент-сервер»

 

Сервер, в общем случае, реализует следующие функции:

·        Распределение обработки;

·        Графический интерфейс пользователя.

Сервер дает возможность распределять данные между многими компьютерами и другими серверами так, чтобы отдельные поль­зователи и коллективы могли выдавать любое количество запро­сов.

Сервер позволяет также переместить обработку данных от боль­шого компьютера в коллективы, на рабочие места, но при усло­вии, что приложения, удовлетворяя свои потребности в общих данных, подчиняются общим правилам и протоко­лам централизованной системы управления всего предприятия. Без сервера эти формы работы, обеспечивающие большую сво­боду и гибкость системы обработки данных, были бы невозмож­ны.

Для интерфейса в клиент-серверных системах используется SQL – язык структурированных запросов (Structured Query Language). Он представляет собой средство организации, управления и поиска информации в РБД. Широкое признание SQL приобрел благодаря таким своим характеристикам, как:

·        Независимость от поставщика;

·        Переносимость на разные компьютерные платформы;

·        Опора на реляционные принципы хранения информации;

·        Высокоуровневая англоязычная структура;

·        Интерактивное выполнение запросов;

·        Полнофункциональный язык БД;

·        Поддержка со стороны IBM, Oracle, Sybase, Microsoft и др.

Примером использования языка SQL в клиент-серверных системах является система «IndustrialSQL Server» – внутризаводской хранитель архивной информации. IndustrialSQL Server представляет собой РБД, в которой учтена скорость поступления и объемы производственной информации.