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Manipulations Multibases et Distribuées Partie 3

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Manipulations Multibases et Distribuées Partie 3 - PowerPoint PPT Presentation


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Manipulations Multibases et Distribuées Partie 3. Witold Litwin Witold.Litwin@dauphine.fr. SQL Serve r 2008. Architecture MBD générale similaire à celle de MsAccess , en plus puissante passerelles vers Oracle, DB2 ODBC et donc MsAccess

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Presentation Transcript
manipulations multibases et distribu es partie 3

Manipulations Multibases et DistribuéesPartie 3

Witold Litwin

Witold.Litwin@dauphine.fr

sql serve r 2008
SQL Server 2008
  • Architecture MBD générale similaire à celle de MsAccess, en plus puissante
    • passerelles vers Oracle, DB2
    • ODBC et donc MsAccess
  • Le langage Transac-SQL supporte plusieurs fonctions de MSQL
  • Est le dialecte MBD le moins procédural de l'industrie
sql server 2008
SQL Server 2008
  • Requêtes élémentaires
    • Aux BDsd'un même site

USE B ;select * from T whereB1.S.T1.a = T.a ;

    • S signifie schéma
    • En général, S est un nom d’usager
    • Une seule base par USE
    • Quelques restrictions au niveau de requêtes interbases
sql server 2008 autres possibilit s multibases
SQL Server 2008Autres Possibilités Multibases
  • Commandes CREATE TABLE ou VIEW
  • Déclencheurs (triggers)
    • CREATE TRIGGER ...
  • Ces derniers réalisent les dépendances MDB
  • Notamment, la clause CONSTRAINT n’est pas multibase
    • Les déclarations usuelles de contraintes d’intégrité réf. par cette clause ne peuvent être que monobases
sql server 2008 autres possibilit s multibases1
SQL Server 2008Autres Possibilités Multibases
  • Les procédures stockées
  • Les bases peuvent être sur des nœuds (SGBDs) différents
    • Sur différentes machines réelles ou virtuelles
  • Les noms des bases externes / USE doivent être précédées alors par les chemins d’accès et les noms de nœuds.
    • Sous forme N.B.S.T
sql server 2008 autres possibilit s multibases2
SQL Server 2008 Autres Possibilités Multibases
  • Les nœuds doivent alors être liés
    • « Linkednodes »
  • Un lien permet de déclarer l’URL, le nom d’usager, mot de passe de connexion…
  • On peut créer les liens par
    • Une procédure stockée
        • Interface de commande
    • SQL Server Management Studio
      • Interface Interactive
ex cution de requ tes multibases
Exécution de Requêtes Multibases
  • Bases sur le même nœud
    • Mêmes règles que pour une requête monobase
  • Bases distribuées
    • On minimise le temps/volume réseau
  • Sélections, projections jointures monobases sur les bases sources dès que possible
  • Jointures multibases sur la base cible
  • Agrégations finales aussi
ex cution de requ tes multibases1
Exécution de Requêtes Multibases
  • Exemple générique
  • Use B0
  • Select R.A, X.B
  • From R, B1.R1 X
  • Where
  • R.C = V1 and X.D = V2 and R.E = X.E
ex cution de requ tes multibases2
Exécution de Requêtes Multibases
  • Plan d’exécutiontypique
  • Q1: Use B1
  • Select X.B, X.E Into B0.T
  • From B1.R1 X
  • Where X.D = V2
  • Q2: Use B0
  • Select R.A, T.B
  • From R, T
  • Where T.D = R.D and A = V1
ex cution de requ tes multibases3
Exécution de Requêtes Multibases
  • La clause INTO T peut être réalisée sous forme:
  • Open Cursor…
  • Fetch…
  • En utilisant les commandes ODBC
  • Le plan typique peut être amendé
    • Par semi-jointures (Ph. Berstein, MSR)
    • Ou pour TOP k….
    • Voir aussi l’article de Sonia & al dans le matériel de support
ex cution de requ tes multibases4
Exécution de Requêtes Multibases
  • Semi-jointure
    • La base B1 doit recevoir une table T2 de la base B2 sur un autre nœud, pour l’équijointure interne avec une table T1 sur l’attribut X
    • B1 envoie à B2 d’abord la projection de T1 sur X seul
    • B2 fait la jointure et renvoie à B1 les tuples pertinents
    • A fini la jointure avec les autres attributs sélectionnés de T1
    • Le tout peut diminuer le coût de la jointure MBD par rapport à la stratégie typique
ex cution de requ tes multiples
Exécution de Requêtes Multiples
  • Les requêtes résultantes sont en général parallèles
    • On peut afficher la progression
  • Le Choose (Top k) est poussé vers les bases sources
  • La construction de la multitable est sur le nœud cible
  • Y compris l’exécution de MDistinct
    • Sur URL notamment
ex cution de requ tes multibases5
Exécution de Requêtes Multibases
  • D’une manière générale, les règles d’optimisation pratique de requêtes MBD restent primaire
  • On peut faire bien mieux
  • On en parlera dans le cours de directions de recherche
multibases bdps sql server
Multibases & BDPs SQL Server
  • Sous SQL Server une base peut être parallèle (BDP) et être dans une multibase
    • Supporter donc les manipulations multibases
  • La base parallèle utilise des vues partitionnées distribuées
  • Ces vues peuvent même être rendu scalables
    • On parlera + dans le cours de directions de recherche
transactions acid
Transactions ACID
  • Opérationsatomiquesinexprimables avec unerequêterelationnelle.
    • Exécutéesentièrementou pas du tout
  • Préservant la consistance de la BD
  • commesil'usagerétaitisolésur la BD
  • A effetdurablesur la BD, unefoisterminéescommeprévu
primitives de gestion de transactions
Primitives de gestion de transactions
  • BEGIN, COMMIT, ROLLBACK

BEGIN TRANSACTION

UPDATE Compte1

Val = Val -100

IF SQLCODE <> 0 ROLLBACK ; EXIT ;

UPDATE Compte2

Val = Val + 100

IF SQLCODE <> 0 ROLLBACK ; EXIT;

COMMIT

concurrence
Concurrence
  • Les BDs étant partagées, les transactions pourraient être exécutées:
    • l'une après l'autre
    • simultanément
      • meilleures performances
      • possibilités d'inconsistances dans la base
  • Théorie de concurrence analyse les problèmes d'accès simultané
    • En premier: en utilisant les verrous
verrou mortel
Verrou mortel
  • Les transactions s'attendent mutuellement (deadlock)
  • Solution typique:
    • avorter une de transactions (la victime)
    • le choix est fait par le gestionnaire des verrous (lock manager)
les ex cutions correctes
Les exécutions correctes
  • Sérialisabilité

Les exécutions concurrentes sont correctes ssi leur résultat est équivalent à celui d'une exécution sérielle

  • Le critère naturel et le plus populaire
cas mbd architecture de r f rence1
Cas MBDArchitecture de référence

Transaction

Sous-

transact.

Sous-

transact.

Sous-

transact.

cas mbd architecture de r f rence2
Cas MBDArchitecture de référence

Coordinateur

Participant

Participant

Participant

quelles transactions
Quelles transactions ??
  • Problème nouveau
    • Si à l'exécution d'une transaction T
    • - certaines sous-transactions commettent
    • - une ou plus avortent
    • alors l'exécution de T est-elle correcte ou pas ?
solutions
Solutions
  • Nouveaux modèles de transactions
    • Non-ACID et longues en général
    • Pas de verrous, au moins de verrous longs
      • Les verrous & les loquets
        • Ang. Locks & latches)
  • Transactions imbriquées
    • Resende, Abbadi
  • Transactions imbriquées ouvertes
    • Weikum & Scheck. 
solutions1
Solutions
  • Compensations
    • A; Silbershatz (U. Yale) & Korth (?)
  • Sagas
    • Hector Garcia Molina (U. Stanford)
  • Transactions Flexibles
    • Litwin & Rusinkiewicz (Telcordia)
probl mes pratiques
Problèmes Pratiques
  • Comment déterminer les dates de valeur
  • Evitement de "livelock"
    • Une transaction toujours avortée et relancée
  • Variantes
    • Stats sur le temps réel de transactions
      • Garcia – Molina & al (VLDB 91 ?)
variantes
Variantes
  • Gestion de priorités
    • Chaque répétition d’une transaction augmente sa priorité contre les interruptions concurrentes
  • Certification sans attentes
    • On exécute chaque transaction T jusqu’au bout sans attentes
    • On certifie l’exécution correcte de T
variantes1
Variantes
  • L’opération teste si il n’a pas de conflit qui aurait avorté T
  • Si oui, on ré-exécute T
  • Etc
  • La certification est un bon choix notamment quand la plupart de transactions ne s’exécutent pas jusqu’au bout
    • Systèmes de réservation
autres r gles de priorit
Autres Règles de Priorité
  • La manipulation de donnée D est selon la sa date de valeur et celle de la transaction venante
    • L’intérêt de dépôt de 100€ auquel on a ajouté 100€ à 16h30 avec V1 = 18h sera calculé à 17h comme
      • Celui de100€ par T (V2 = 17h30)
      • Celui de200€ par T (V2 = 18h30)
slide38

Site 1

Site 2

T28

T31

20

W31(C)

W28 (A)

W31 (B)

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t

slide39

Site 1

Site 2

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T31

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W28 (A)

W31 (B)

W31(A)

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Site 1

Site 2

T28

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W28 (A)

W31 (B)

W31(A)

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C28

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t

slide41

Site 1

Site 2

T28

T31

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W28 (A)

W31 (B)

W31(A)

W28 (B)

28

C28

C31

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t

slide42

Site 1

Site 2

T28

T31

20

W31(C)

W28 (A)

W31 (B)

W31(A)

A31

W28 (B)

28

C28

C28

C31

C31

31

t

protocoles standards d int roperabilit mbd
Protocoles & standards d'intéroperabilité MBD
  • La seule voie pour la coopération des SGBD
  • ODBC (Open Database Connectivity) standard interface, & protocole
    • bits et octets encodent :
      • ordres SQL & tables résultats de ceux-ci
      • ordre de gestion de connections et d'exécution répartie
      • Locking & 1PC
      • API à 2 niveaux, jusque-là

"Middleware" supporté par pratiquement tous les producteurs de SGBD ou de "front-ends"

autres r gles de priorit1
Autres Règles de Priorité
  • Le retrait de 150€ à 17h20
    • Donnera lieu au calcul d’intérêt sur -50€ si V3 =17h21
    • Pas de pénalité si V3 > 18h
  • Mais la réservation d’une place d’avions parmi les 11 dispo, laisserait seulement 10 places dispo avant V, d’habitude
protocoles standards mbd industriels autres que odbc
Protocoles & standards MBDIndustriels autres que ODBC
  • Data Access Language (DAL)
    • Disponible sur Apples depuis 1989
      • un dialecte de SQL
  • DistributedRelationalDatabase Access (DRDA)
    • IBM, une partie de System Application Arch. (SAA)
  • EDA-SQL (du passé)
    • Inf. Builders ; un dialecte de SQL et une API
odbc origines
ODBCOrigines

ISO - RDA

Intl. Standard Org. Remote Database Access Protocol

commencé vers 1988

Draft Intl. Standard depuis 1991

odbc origines1
ODBCOrigines

SQL - Access Group

Consortium Privé de 40 Comp.

Crée sous l'impulsion

de J. Gray en 1989

SQL-Access

ISO - RDA

odbc origines2
ODBCOrigines

Microsoft

coup de poing

sur la table

ODBC

SQL-Access

ISO - RDA

odbc architecture

DB2

Sybase

ODBC Architecture

Programme d'application

Interface ODBC

Gestionnaire de Drivers

Driver

Driver

Driver

Driver

Passerelle

Single Tier

Driver

Multiple Tier

Driver

Btrieve

Excell

Passerelle

MicroDécision

Systems

odbc quelques drivers
ODBC : quelques drivers
  • HP : ALLBASE/SQL
  • CA : IDMS, DATACOM, VSAM, DL/1, TOTAL...
  • CrossAccess ; IMS, VSAM, IDMS, RMS...
  • IBM : DB2
  • DBA ODBC driver (Siemens-Nixdorf)
    • INFORMIX, ORACLE, INGRES, SESAM/SQL, UDS/SQL...
  • DDA/ODBC driver (Bull)
    • ORACLE, INFORMIX, INGRES, DB2, RDB...
  • Microsoft maintientla liste à jour
slide52
ODBC
  • L'interface
    • offre l'API unique aux applications
      • connections
      • gestion de mémoires
      • ordres SQL
  • Le gestionnaire de drivers
    • charge le driver approprié
    • passe les ordres de connexion et de SQL
    • récupère les résultats en format ODBC
slide53
ODBC
  • Le driver
    • traduit les ordres SQL & API vers ceux de la source de données
      • décompose SQL
        • Single-tier
      • passe SQL à la source
        • multiple-tier
          • SQL ODBC traduit
          • SQL non-ODBC non-traduit ("passthrough")
slide54
ODBC
  • Le driver (suite)
    • traduit le format de données
      • à l'envoi
      • au retour
    • traduit les codes d'erreur vers ceux standard
odbc niveaux de conformit
ODBCNiveaux de conformité
  • Fonctions offertes par un driver
    • API
      • Core
        • Tout le driver
      • Level1
      • Level2
odbc niveaux de conformit1
ODBCNiveaux de conformité
  • Fonctions offertes par un driver
    • SQL
      • Minimum
        • Tout le driver
      • Core
      • Extended
          • On est à V 3.1
odbc fonctions de core api
ODBC Fonctions de Core API
  • Alloue et libère
    • environnement, connections et "handles"
      • SQLAllocEnv, SQLAllocConnect, SQLAllocStmt
      • SQLFreeStmt, SQLFreeConnect, SQLFreeEnv
    • fonctions à executer avant toute connection
  • Connecte au sources de données et déconnecte
      • SQLConnect, SQLDisconnect
odbc fonctions de core api1
ODBC Fonctions de Core API
  • Prépare et exécute ordres SQL
      • SQLPrepare, SQLExecute, SQLExecDirect, SQLCancel, SQLGetCursorName, SQLSetCursorName
  • Alloue mémoire pour les paramètres et résultats de SQL
      • SQLBindCol
odbc fonctions de core api2
ODBC Fonctions de Core API
  • Trouve des données dans le résultat
      • SQLFetch
  • Trouve les metadonnées du résultat
      • SQLRowCount, SQLNumResultsCols, SQLDescribeCol, SQLColAttributes
  • Commit et rollback
      • SQLTransact
  • Gère les codes erreur
      • SQLError
odbc fonctions level1 api
ODBC Fonctions Level1 API
  • Fonctions de Core API avec un ordre suppl.
      • SQLBindParameter(prép. des ordres SQL)
  • Connections avec les boites de dialogue
    • spécifiques aux drivers
      • SQLDriverConnect
odbc fonctions level1 api1
ODBC Fonctions Level1 API
  • Requêtes aux metadonnées de la connexion et de l'ordre en cours
      • SQLSetConnectOption, SQLGetConnectOption
      • SQLSetStatementOption, SQLGetStatementOption
  • Envoie d'une partie de paramètres de l'ordre ou du résultat
    • utile pour des données longues
      • SQLPutData, SQLParamData, SQLGetData
odbc fonctions level1 api2
ODBC Fonctions Level1 API
  • Requêtes au catalogues des attributs, tables et stats
      • SQLColumns, SQLSpecialColumns, SQLStatistics,SQLTables,
  • Requêtes aux metadonnées du driver et de la source de données
    • types de données supportés, fonctions aggr., niveau de conformité ODBC...
      • SQLGetInfo, SQLGetFunctions,SQLGetTypeInfo
odbc fonctions level2 api
ODBC FonctionsLevel2 API
  • Level1
    • "Browsing" de l'infosur la connection et les sources disponibles
        • SQLBrowseConnect, SQLDataSources, SQLDrivers
    • Envoi des tables ("arrays") de valeurs de paramètres
        • SQLParamOptions
odbc fonctions level2 api1
ODBC FonctionsLevel2 API
  • Level1
    • "Browsing" de l'infosur les paramètres et résultats
      • le nombre et les param. individuels
        • SQLDescribeParam, SQLNumParams, SQLMoreResults
    • Gère les curseurs "scrolable"
        • , SQLSetScrollOptions, SQLSetPos, SQLExtendFetch
odbc fonctions level2 api2
ODBC Fonctions Level2 API
  • Laisse passer un dialecte de SQL
    • ordres spécifiques de la source de données
      • SQLNativeSql
  • Requêtes aux catalogues SQL
    • privilèges, clés, procédures...
      • SQLForeignKeys, SQLPrimaryKeys, SQLProcedureColumns,SQLProcedures, SQLTablePriviledges
  • Appel du traducteur DLL
      • SQLDriverToDataSource, SQLDataSourceToDriver
odbc sql niveau grammaire minimale
ODBC SQL : Niveau Grammaire Minimale
  • CREATE TABLE, DROP TABLE
  • Simple SELECT, INSERT, UPDATE SEARCHED, DELETE SEARCHED
  • Expressions simples
    • (A > B+C)
  • Types de données
    • CHAR, VARCHAR, LONG VARCHAR
odbc sql niveau grammaire core
ODBC SQL : Niveau Grammaire Core
  • Grammaire Minimale
  • DDL
    • ALTER TABLE, CREATE INDEX, DROP INDEX, CREATE VIEW, DROP VIEW, GRANT & REVOKE
  • DML
    • SELECT entier
      • sous-requêtes et fonctions agrégats de SQL Access
  • Types de données
    • DECIMAL, NUMERIC, SMALLINT, INTEGER, REAL, FLOAT, DOUBLE PRECISION
odbc sql niveau grammaire etendue
ODBC SQL : Niveau Grammaire Etendue
  • Grammaire Minimale
  • DML
    • outer joins,
    • UPDATE, DELETE positionnées
    • SELECT FOR UPDATE
    • Unions
  • Types de données

BIT, TINYINT, BIGINT, BINARY, VARBINARY, LONG VARBINARY, DATE, TIME, TIMESTAMP

odbc conception d un driver
ODBCConception d'un driver
  • Les fonctions de ODBC (API & SQL) sont prises en charge
    • par le Gestionnaire
    • par le driver
      • surtout la conversion de SQL et de représentation de données
odbc conception d un driver1
ODBCConception d'un driver
  • Les drivers ne sont pas en principe fournis par Microsoft
  • Plusieurs vendeurs peuvent proposer un driver vers une même source, p.e. Sybase
odbc conception d un driver2
ODBCConception d'un driver
  • Les drivers vers une même source peuvent différer en
    • niveau de conformité
    • performances
  • les différences en performances peuvent résulter de
    • stratégie de réception de tuples
      • sur demande ou "read-ahead"
      • existence et taille du cache
        • pour "read-ahead" ou une copie d'une table
    • optimisation locale de requêtes
      • jointures internes et externes
odbc limitations de v3 1
ODBCLimitations de V3.1
  • Une connexion per SGBD
    • mais une application peut ouvrir plusieurs connections simultanément
  • Ordres SQL-ODBC sont monobase
    • sauf les "passe-through" vers un SGMB
odbc limitations de v3 11
ODBCLimitations de V3.1
  • Requêtes MBD doivent être décomposées par le système local
    • l'idée peu performante
      • connections multiples
      • jointures MBD
  • Absence de 2PC
odbc pour en savoir
ODBCPour en savoir +
  • Site MSDN de Microsoft

http://msdn.microsoft.com/

  • Pas mal d’autres sites
  • Plusieurs livres
autres protocoles notables
Autres protocoles notables
  • OLE & DDE
    • de Microsoft
    • Permettent d'échanger les données entre un SGBD et les applications externes
      • tableur, traitement de texte, gestionnaire d'images
  • CORBA
    • tentative de standard multicompagnie
    • orienté l'échange distribué des objets
slide76
DCE
  • Distributed Computing Environment
  • Un ensemble de services supportes par les principaux constructeurs
  • Tout particulièrement
    • SGF distribué
    • Les serveurs de temps unique
  • DCE sera probablement largement appliqué
dce reference architecture
DCE Reference Architecture

File service

Time

service

Directory

service

Security

service

RPC &

authentication

DCE

Threads

Host Operating system

and networking

Hardware

dce reference architecture1
DCE Reference Architecture
  • Les DCE services s'utilisent en interne
    • Directory Service (DS) utilise RPC pour la communication entre les serveurs
    • RPC utilise DS pour connaître la destination d'un appel
    • Time Service (TS) utilise les Security Service (SS) pour déterminer qui peut régler une horloge
    • SS utilise TS pour donner les permissions à courte terme ("short life-time tickets")
dce reference architecture2
DCE Reference Architecture
  • Les machines, usagers, fichiers et autres ressources sont groupés en "Cells" selon
    • But fonctionnel
    • Sécurité
    • Performance
      • Géographie
    • Administration
      • choix de Cell Administrator
  • Cell peut correspondre à une multibase

Ordinateur

Chaussure

Cellules organisées

par produit

dce distributed time service
DCE Distributed Time Service
  • Maintient la synchronisation des horloges
  • Basé sur les Time Servers qui veuillent sur
    • la synchronisation mutuelle des horloges
    • la synchronisation avec le temps réel
  • Offre 33 fonctions (library calls) aux applications
  • Le modèle de temps
    • temps à intervalle
      • quelle heure est-il ?
        • entre 9:30 et 9:31
    • représenté sur 64 bits
    • pas d'ordre total
      • problème pour les dates de valeur
dce distributed time format

Année

Mois

Jour

Heure

Min.

Sec, (préc. de 1 msec.

Diff. / GMT

Indic. d'imprécision

Erreur max (en sec.)

1995 -11 -02-14:23:43.123 - 01:00 I 003.600

DCE Distributed Time Format

International Standard 8601 pour

Universal Coordinated Time (UTC)

dce time adjustement algorithm
DCE Time Adjustement Algorithm
  • Time Clerks (TC)
    • démons sur les machines-client
  • Time Servers (TS)
    • démons en charge de gérer la base de UTC
      • locaux (dans les Cells)
      • globaux
        • avec peut-être une interface vers les sources exterieures de UTC
          • ondes hertziennes diffusées dans les pays industriels
dce time clerk synchronization
DCE Time Clerk Synchronization
  • Contacte tous les TS sur le LAN ou dans la Cell
  • Delete toute réponse sans intersection avec une autre
  • Calcule l'intersection max du reste
  • Prend la valeur du milieu comme nouveau UTC
  • Fait une correction graduelle
      • p.e. < 5 msec. par tick d'horloge

UTC1

UTC2

UTC3

UTC4

UTC

UTC client

dce directory service
DCE Directory Service

Cell

  • Deux types de répertoires & services
    • Cell Directory Service (CDS)
    • Global Directory Service (GDS)
      • schéma de nommage X500
  • Services auxiliaires
    • Domain Name System (DNS)
      • utilisé par GDS
        • schéma de nommage Internet
    • Global Directory Agent
      • utilisé par CDS pour localiser les noms

CDS

DNS

GDA

Cell

GDS

GDA

CDS

dce file service
DCE File Service
  • Deux partie conceptuelles
    • FMS local sur chaque noeud
      • dit Episode
      • une modernisation de FMS de Unix
    • FMS global
      • extension de AFS
      • indépendance de localisation dans une Cell
      • duplication possible d'un fichier entre les Cells
      • nommage DCE
      • notion de client et de serveur
dce security service
DCE Security Service
  • Composantes
    • Authentication Server (AS)
      • donne des tickets
    • Privilege Server (PS)
      • issue des privilèges d'accès et d'execution
        • Privilege Attribute Certificates
      • exigés pour execs. RPC
    • Login Server (LS)
      • gère les connections et vérifie les tickets et les privilèges

AS

1

PS

2

DCE

Client

3

LS

dce pour en savoir
DCEPour en savoir +
  • Tanenbaum, A. Distributed Operating Systems. Prentice Hall, 614. $57
conclusion
Conclusion
  • Manipulations multibases ont été parmi les plus importantes directions R & D dans les SGBDs
  • Autres mots-clés:
    • Interopérabilité
    • Bases fédérées
    • Intégration
    • Bases Réparties Hétérogènes
conclusion1
Conclusion
  • La technologie est fort présente dans l’industrie informatique
  • Il y a néanmoins encore beaucoup à apprendre et à faire
  • Il y a des nouvelles tendances
    • XML multibase et distribué (AquaLogic de BEA)
    • Extended Web Services
    • Les « nuages » p.ex. Services Azure
  • L’impact à voir bientôt