第3章系统体系结构

第33章第3章系统体系结构系统体系结构第33章系统体系结构系统体系结构作者: 吴静，吴静和胡海教科书: 技术和应用2006年4月本章要点•集中式系统•客户/服务器系统•分布式系统•接口目录3.1集中式系统3.2客户端/服务器系统3.2.1客户端/服务器结构3.2.2 N层客户端-服务器结构3.3分布式系统3.3. 1分布式系统的基本概念3.3.2分布式系统的主要功能3.4接口3.4.1通过ODBC连接到3.4.2通过JDBC连接到3.4.3通过OLE DB连接到3.4.4通过连接到专用接口3.4.5通用接口和专用接口的比较3.5应用程序示例的总结3.1集中式系统是指在一台计算机上运行并且不与其他计算机系统交互的系统. 这些主要表现在个人计算机上运行的单用户系统和大型机上运行的高性能系统中. 对于个人计算机上的单用户系统，其结构简单，易于设计，构造，操作和维护，但是数据处理能力有限，并且在大型批处理系统中通常使用集中式大型机系统. . 这些应用常见于银行，保险等.

图3-2: 高性能系统. 主机终端图3-1（单用户系统，个人计算机3.2）随着计算机网络和计算机软硬件技术的发展，计算机的性价比越来越高，使得原来的终端集中将该系统分为个人计算机，并相应地将原始集中式系统中主机执行的任务也进行划分，即，现在由个人计算机处理原始集中式系统中主机执行的用户界面功能成为满足客户端系统生成的请求的服务器系统客户端/服务器系统的一般结构如图3-3所示. 服务器客户端客户端客户端客户端图3-3客户端/服务器系统的一般结构在此体系结构中，数据的存储和管理通常由服务器承担. 该服务器称为服务器. 3.2.1对于系统，客户端/服务器系统可以将功能大致分为两部分: 前端客户端系统和后端服务器系统. 前端客户端系统主要包括图形用户界面工具，表和报表的生成和编写工具等. 后端服务器系统负责数据访问和控制，包括故障恢复和并发控制. 在功能方面，客户端/服务器系统的功能划分如图3-4所示. / Form用户界面SQL用户界面图形界面引擎前端客户端系统后端服务器系统界面图3-4客户端/服务器系统功能划分客户端/服务器系统进行数据处理的一般过程如图3所示. 5请求和接收数据信息的具体描述如下: 1）用户在客户端上请求数据查询.

2请求被翻译成SQL语言. 3 SQL请求通过网络传输到服务器. 4服务器在存储数据的计算机上搜索. 5在服务器上检索到的结果通过网络传输到客户端. 6结果在客户端呈现给用户. 服务器客户端服务请求响应图3-5客户端/服务器系统处理数据3.2.2 N层信息系统应用程序通常可以分为数据层，业务逻辑层和视图层. 这种客户/服务器结构可以称为三层结构，图3-6说明了这三层之间的交互，其中用户层，视图层是业务逻辑层的客户，而业务逻辑层是数据层的客户. /图3-6三层结构之间的交互视图层业务逻辑层数据层用户请求信息请求请求响应数据查询查询响应上述三层客户/服务器结构的每一层的内容和功能均为“ 1”数据层在客户端-服务器结构中包含层. 该层主要管理存储的数据，通常由一个或多个实现. 2.业务逻辑层在客户机-服务器结构中包含应用程序系统的程序逻辑实现部分. 该层实现业务处理规则和过程. 3.视图层在客户机-服务器结构中包含用户界面和访问系统的其他组件. 该层主要用于接收用户输入，格式和显示处理结果. 相对而言，具有三层结构的应用软件更易于在网络上分发和复制.

层之间的交互始终是请求或响应，这使得层相对独立. 因此，可以将它们放置在不同的计算机系统中，使用网络连接和中间件作为绑定器将它们绑定在一起以形成单个应用程序系统. 3.3计算机联网允许共享计算机资源. 这些资源包括软件资源和硬件资源. 这使得现代信息系统的组件或功能通常分布在多个计算机系统和不同地理位置上. 组件或功能方法到不同计算机系统和不同位置的这种分布通常称为分布式计算或分布式处理. 在分布式计算环境中，一个计算处理任务可以分为几个部分，对应的数据通常是来自网络中不同计算机的分布式数据. 该处理不是由一台计算机完成的. 与多台计算机协作完成. 如图3-12所示，任务W由Wa和Wb组成. Wa和Wb分别在计算机A和计算机B上完成. 计算机A完成Wa计算机B完成Wb任务W图3-12任务W由Wa和Wb组成的分布式处理图分布式系统中的计算机规模可以大可小，从个人计算机到工作站或大型机系统不等. 分布式系统中的计算机有许多不同的名称，例如节点或节点等，其名称可以根据上下文而变化. 分布式系统的总体结构如图3-13所示. 在图中，每个节点都可以通过网络进行通信.

网络节点A节点B节点C3-13分布式系统分布式系统的主要优点如下: 1）数据共享. 分布式系统的主要优点是提供一种环境，其中一个节点可以访问存储在其他节点上的数据. 2自治. 通过数据分配的方式共享数据，主要优点是每个节点可以对本地存储的数据保持一定程度的控制. 在集中式系统中，中央节点的管理员控制. 3可用性. 在分布式系统中，如果一个节点发生故障，则其他节点可以继续运行. 分布式系统的主要缺点是由于需要确保节点之间的相互协作而增加了复杂性. 它的复杂性表现为以下几种形式: 复杂，因此更昂贵. 节点是并行运行的，因此确保算法的正确性更加困难，尤其是在系统的一部分出现故障时确保操作并从故障中恢复尤为困难. 库系统中消息的交换以及节点之间相互协作的保证增加了系统的相应开销. 因此，在选择系统的设计时，必须在数据分发的优缺点之间进行权衡. 软件开发成本. 实施分布式系统将更可能导致错误. 每个分布式系统的处理开销都会增加. 与集中式系统相比，分布式数据具有3.4接口. 当前，客户端和服务器之间的接口分为两类: （1）通用接口具有通用标准接口，例如开放式互连. 开放式连接性（简称ODBC标准），任何使用ODBC接口的客户端都可以与任何提供ODBC接口的服务器连接.

此外，还有称为JDBC的Java互连（Java DataBase Connectivity）和OLE DB接口. （2）专用的接口. 专用接口根据不同的DBMS而有所不同，例如Sybase系统，该提供两种产品SyabseOpen Client和Syabse Open Server. 其中，Open Client是客户端的API，其作用是调用级别接口，以便不同的开发人员的工具软件和客户端应用程序可以通过网络将SQL命令发送到服务器以获取数据和服务. Open Server是服务器端API，它提供的编程接口使开发人员可以将不同的数据源构造为统一框架服务器，从而允许客户以SQL语言或远程过程调用的形式向数据源发送标准请求. 数据源返回的结果然后以标准格式发送回客户. 在实际开发和应用中系统 3 层体系结构，通常将Open Client用于客户端开发. Open Client编程接口的功能库包括Client_Library，DB_Library和CS_Library. 3.4.1通过ODBC连接到ODBC是Microsoft Corporation提出的开放式互连. 它使用结构化查询语言SQL（结构化查询语言）作为标准查询语言来访问连接的.

ODBC允许单个应用程序访问多个管理系统，而不必关心它在哪个管理系统上运行. 应用程序，ODBC接口，ODBC驱动程序管理程序和供应商提供的驱动程序之间的关系如图3-10所示. 使用应用程序通过ODBC接口编写应用程序，而不必关心基础管理系统的实现细节，只需使用应用程序的ODBC接口提供的功能即可简单地完成访问操作. 应用程序ODBC接口ODBC驱动程序管理程序驱动程序add驱动程序驱动程序图3-10应用程序，ODBC和之间的关系如图3-11所示，您可以添加，删除和配置在此窗口中的ODBC. Windows 2000操作系统的ODBC核心组件的说明如图3-12所示. 图3-11 ODBC数据源管理器图3-12 ODBC数据源管理器的核心组件的说明与ODBC相同. JDBC还是通用的访问标准. ODBC主要在Windows环境中运行，而JDBC主要在Java环境中运行. JDBC Java DataBase Connectivity是用于执行SQL语句的Java API. 它包含一组用Java编程语言编写的类和接口. JDBC为开发人员提供了一些标准的应用程序编程接口API. 用户可以使用Java API编写应用程序.

使用JDBC API，无需编写专门用于访问不同的程序，而仅需使用JDBC API编写访问程序，并将Java和JDBC组合在一起即可使其在任何平台上运行. 3.4.2在开发环境中，JDBC可以使用JDBC API通过JDBC接口访问各种. 其中，开发环境通过JDBC接口连接的各个组成部分，如图3-13所示. 接口动态连接库开发环境Java虚拟机JDBC驱动程序图3-13 JDBC接口中各个组成部分之间的关​​系OLE DB也是一种技术标准，其目的是提供统一的访问接口，但是数据此处不仅在中包括数据，而且还包括邮件数据，Web上的文本或图形，目录服务等. OLEDB为各种数据存储提供相同的访问接口，以便数据应用程序的调用者可以使用相同的方法来访问各种数据，而不管特定的存储位置，格式或类型. 3.4.3 OLE DB与ODBC和JDBC接口相同. 应用程序的OLE DB接口使用OLE DB API访问各种. 通过OLE DB接口连接的的各个组成部分之间的关​​系如图3-14所示. 图3-14 OLE DB界面中各个组成部分的关系开发环境界面动态连接库OLE DBData provider目前，大多数开发环境都提供了多个接口来实现与多个的连接.

这些接口不仅包括标准接口ODBC，JDBC和OLDB，还包括专用接口. 在实际的应用程序中，通常需要在一个应用程序中使用这两种接口方法同时连接到. 3.4.4通过专用接口连接到的每个组件的关系如图3-15所示. 专用接口是为特定的管理系统设计的，因此专用接口可以更快地连接到相应的，从而充分发挥每个管理系统的特性，并提高访问服务器的效率. 开发环境接口动态连接库或共享库客户端软件网络协议路由软件图3-15从表中可以看出通过专用接口连接到的各个组成部分之间的关​​系，一般与性能是矛盾的，以为了获得更好的数据访问性能，通常根据不同的应用环境选择连接方法. 对于小型本地，通常使用ODBC接口进行连接，而对于网络环境中的大型远程，通常使用专用接口进行连接，以提高系统的可靠性和执行效率. 3.4.5通用接口和专用接口的比较良好的通用性良好的ODBC接口专用接口性能差访问速度configuration不良的配置过程优良的简单性和复杂性3.5示例1创建ODBC数据源1.打开“ ODBC数据源”源代码管理窗口.

2. 创建一个新的ODBC数据源. 示例2: 创建ODBC描述文件的说明体系结构的摘要主要包括以下内容: 集中式系统完全在计算机上运行. 最初，所有系统都是集中式的. 随着计算机和局域网的发展，的前端功能继续转移到客户端，后端功能由服务器系统提供. 并行系统由通过高速互连网络连接在一起的多个处理器和多个磁盘组成. 并行体系结构包括共享内存，共享磁盘，不共享和分层结构. 这些体系结构在可伸缩性和通信速度方面都有自己的优势. 分布式是本地独立的集合，这些共享一个公共模式并相互协作以处理非本地数据事务. 接口分为两大类，即通用接口和专用接口. 其中，通用接口具有ODBC，JDBC和OLE DB接口系统 3 层体系结构，并且专用接口根据DBMS的不同而不同. 1. ________________，____________和并行体系结构. 2.客户端/服务器结构的三层结构是____________，___________和__________. 3.并行系统结构主要具有共享内容结构模式____________，___________和__________. 4.接口通常分为两类，即______________和________________. 5.对于实际问题，请使用Windows系统中的“ ODBC数据源管理器”来创建ODBC数据源. 系统的系统结构通常可以分为集中结构，

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