Brevet FR2682510A1 — publié le 19930416

ARCHZTECTURE DE SYSTEME DE TRAITEMENT DE L'INFORMATION DESCRIPTION La présente invention concerne une architecture de systèmes informatiques. Dans tous ces systèmes on retrouve une ou plusieurs machines composées chacune d'une unité centrale et de ses périphériques associés tels qu'écran, clavier, souris, ... fi existe différentes architectures de systèmes informatiques: Une première architecture comprend une unité centrale contenant données et processeur de traitement monotâche ou parfois multitâche, par exemple micro-ordinateur. Le travail à plusieurs utilisateurs est impossible puisque la machine ne comporte qu'un seul écran de visualisation. Une deuxième architecture comprend une unité centrale multitâche identique à celle de la première architecture et des terminaux passifs sans capacité de traitement local, par exemple mini-ordinateurs et gros systèmes. Les terminaux ne disposant pas de capacité de traitement, l'unité centrale supporte d'une part la charge des traitements lancés par les différents postes et d'autre part la charge liée au service des données. L'unité centrale consitue donc un goulot d'étranglement et et limite la puissance disponible. Une troisième architecture comprend des micro-ordinateurs monotâches, habituellement désignés par postes, reliés entre-eux par un système de réseaux permettant de transmettre des fichiers entre-eux ou de partager des données situées sur une seule machine habituellement désignée par serveur. Ce serveur doit contenir toutes les données auxquelles les différents postes doivent accéder concurramment. Dans ce cas, les postes étant pourvus d'un processeur déchargent le serveur du traitement des données, mais ils sont monotâches. Par ailleurs, le serveur doit assurer le service de la totalité des données dont le volume est limité par la capacité de stockage du dit~serveur. Certains logiciels de gestion de réseau permettent de connecter plusieurs serveurs à un même câblage, il s' agit là d'un simple partage de fichiers sans permettre la constitution et l'exploitation d'une base de données multimédia unique et répartie. La présente invention se propose de remédier aux inconvénients des architectures citées ci-dessus à titre d'exemple. L'architecture de l'invention se compose de postes de travail, de serveurs, et est caractérisée par le fait que ces postes et serveurs sont chacun du type ordinateurs, sont liés entre eux par au moins un réseau, et que chacun des postes et serveurs est capable d'exécuter de 1 à n tâches simultanément en exploitant au moins une base de données contenant programmes, textes, valeurs, images et sons, chaque base de données étant répartie sur au moins un serveur. L'architecture proposée permet de conserver simultanément l'avantage de la répartition des traftements de la troisième architecture et l'avantage de postes multitâches de la deuxième architecture ; elle permet également d'introduire la répartition des données d'une part en implantation grâce à plusieurs serveurs répartis dans le réseau et d'autre part en encodage grâce au support simultané de différents formats de données de toute nature telles que programmes, textes, valeurs alphanumériques, images et sons. Cette architecture permet également à chaque poste multitâche d'exécuter simultanément plusieurs tâches ou programmes faisant appel à des données du type programmes, textes, valeurs alphanumériques, images et sons ; ces données étant réparties sur différents serveurs multitâches et étant codées selon différents formats pour constituer une base de données logique unique et accessible de la même façon depuis n'importe quel poste du système quelle que soit la structure des réseaux interconnectés. Cette architecture se compose des éléments suivants: - un ou plusieurs réseaux interconnectés par exemple du type anneau à jeton, bus ou étoile et utilisant un logiciel de gestion spécialisé. Les interconnexions de réseaux sont réalisées par tout système de télécommunication informatique par exemple liaisons téléphoniques ou liaisons spécialisées dans la transmission de données entre systèmes informatiques. - plusieurs serveurs de données, de programmes, de liaisons de communication, de périphériques, chacun de ces serveurs étant capable d'exécuter simultanément de 1 à n tâches et équipé d'au moins un processeur, d'au moins une mémoire et d'unités de stockage de différentes natures tel que par exemple disques magnétiques, optiques (Disque Optique Numérique), périphériques d'édition, de saisie, de stockage, de traitement et de reproduction de données, de sons et d'images, - plusieurs postes de travail capables d'exécuter simultanément de I à n tâches et équipés chacun d'au moins un processeur, d'au moins une mémoire, d'unités de stockage et de leurs périphériques associés tels que par exemple disques magnétiques, optiques (Disque Optique Numérique), souris, scanners, imprimantes, tables traçantes, périphériques d'édition, de saisie, de stockage, de traitement et de reproduction de données, de sons et d'images,... Pour assurer le bon fonctionnement de l'ensemble, les serveurs et postes utilisent différents logiciels tels que, système d'exploitation, système de gestion de bases de données multimédia (c'est à dire contenant par exemple programmes, textes, valeurs, images et sons), langages de programmation, moniteurs multitâches gestionnaires de périphériques d'édition, de saisie, de stockage, de traitement et de reproduction de données, de sons et d'images, gestionnaires de communication et de réseaux. L'architecture de l'invention peut être réalisée en choisissant pour chacun des composants énumérés ci-dessus parmi l'offre des différents fabricants de matériels et/ou de logiciels. Dans tous les cas les serveurs et postes sont réliés aux reseaux. Les serveurs contiennent les logiciels suivants : système d'exploitation, logiciel de gestion du ou des réseaux, moniteurs multitâches, logiciels de gestion de base de données multimédia, logiciels de gestion des périphériques. Les postes contiennent les logiciels suivants : système d'exploitation, logiciel de gestion du ou des réseaux, moniteurs multitâches, logiciels de gestion des périphériques. En fonctionnement, chaque poste peut exécuter plusieurs tâches qui échangent des données avec les serveurs par l'intermédiaire du ou des réseaux, les accès aux bases de données étant traités par le logiciel de gestion de base de données et le ou les logiciels de gestion du ou des réseaux. Cette architecture se compose d'un ensemble de composants que l'on appellera "Serveurs" et de "Postes de Travail". Une réalisation de l'Architecture est obtenue en reliant plusieurs "Serveurs" et plusieurs "Postes de Travail" au moyens de liaisons du type réseaux physiques (Par exemple de type ETHERNET, TOKEN-RING, fibre optique,...) ou réseaux de télétransmission de données (Réseau téléphonique, TRANSPACT, RNIS,.,.) Chaque Serveur se compose de 1 à n sous-machines appellés "Agents" regroupés en une seule machine physique. Les différentes combinaisons possibles d'assemblages d'Agents offrent autant de modes de réalisation possibles de l'Architecture. Chaque Serveur ou Poste de Travail pourra être pouvu d'un système d'affichage de données (Ecrans cathodiques, à cristaux liquides,...) Les différents types d'Agents sont les suivants: - Agent de service d'Architecture - Agent de service de Bases de Données - Agent de service de Traitements - Agent de service de Communications - Agent de service de Liaisons - Agent de service de Périphériques Un exemple de schéma fonctionnel est donné en Planche 1. Un Agent de service d'Architecture se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à n unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques, ...) 1l contient 1 à n logiciels de système d'exploitation de réseau, 1 à n logiciels de gestion de bases de données capables de stocker données, images et sons en différents formats de façon simultanée, 1 ensemble de logiciels permettant la création, l'exploitation des bases de données précédentes ainsi que la gestion de la répartition des tâches exécutées par les processeurs des différents agents contenus dans les autres Serveurs de l'Architecture. Le rôle de cet Agent est donc d'assurer la gestion du partage des données constituant la base de données répartie et la gestion des traitements qui sont répartis dans les différents Agents contenu dans les Serveurs de l'Architecture au fur et à mesure de leur soumission par les Postes de Travail. Ainsi cet agent de service d'Architecture recoit venant des postes de travail (Directement ou par l'intermédiaire d'Agent de service de Communication) des demandes de soumission de travaux, il décide de l'Agent de service de traitement à utiliser et lui passe l'exécution du ou des travaux. - Un Agent de service de Bases de Données se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à n unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques, ...) I1 contient 1 à n logiciels de système d'exploitation de réseau accompagnés des logiciels de gestion des unités de stockage précédentes. Le rôle de cet Agent est d'assurer la gestion du stockage et du service des données constituant tout ou partie de la base de données répartie. Les données sont alors disponibles pour la totalité des tâches exécutées par les autres Agents de l'Architecture. Il est à noter que cette répartition des données sur plusieurs Agents de service de Base de Données peut se faire selon deux méthodes simultanément. La première méthode consiste en une répartition de tables ou fichiers entiers entre différents Agents de Service de Base de Données, chaque table ou fichier étant stocké en totalité sur un Agent de service de Base de Données, la deuxième méthode consiste en une répartition des enregistrements d'une même table ou fichier sur plusieurs agents de Service de Base de Données, chaque table ou fichier est alors fractionné entre plusieurs Agents de Service de Base de Données. - Un Agent de service de Traitements se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à n unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques, ...) I1 contient 1 à n logiciels d'accès aux réseaux, 1 à n moniteurs mulitaches. Le rôle de cet Agent est d'assurer l'exécution des tâches qui lui auront été soumises par les Postes de Travail ou d'autres Agents et ce par l'intermédiaire d'un Agent de service d'Architecture chargé de la gestion de la répartition des traitements au sein de l'Architecture. Ces différentes tâches ont accès à la totalité des bases de données réparties entre les différents Agents de service de Base de Données accessibles éventuellement par l'intermédiaire d'un ou plusieurs agents de service de liaisons. - Un Agent de service de Communications se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à n unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques, ...), 1 à n interfaces de connexion à tout type de réseaux de télécommunication (Réseau téléphonique, TRANPAC, RNIS, ...). I1 contient 1 à n logiciels d'accès aux réseaux, 1 à n moniteurs mulitaches. Le rôle de cet Agent est d'assurer l'exécution de sessions d'utilisation de Postes de Travail distants mais reliés à cet agent par l'intermédiaire de tout type de réseau de télécommunication. Ces différentes sessions ont accès à la totalité des bases de données réparties entre les différents Agents de service de Base de Données et peuvent sous-traîter des tâches à d'autres Agents de service de Traitement par l'intermédiaire d'un Agent de service d'Architecture. - Un Agent de service de Liaisons se compose de 1 à n processeurs, de I à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à n unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques, ...), 1 à n interfaces de connexion à tous types de réseaux. 1l contient 1 à n logiciels d'accès aux réseaux, 1 à n moniteurs mulitaches, 1 à n logiciels de gestion de protocoles de communications entre réseaux (TCP/IP par exemple). Le rôle de cet Agent est d'assurer la liaison entre différents réseaux participant à une même Architecture au sens de l'invention. Ce rôle est comparable à celui de routeurs dans des architectures de réseau locaux classiques. il permet donc l'intégration dans l'Architecture de serveurs, au sens de l'invention, répondant à des protocoles de communication différents. - Un Agent de service de Périphériques se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques,...), 1 à n interfaces de connexion à tous types de périphériques d'acquisition ou de restitution de données. I1 contient 1 à n logiciels d'accès aux réseaux, 1 à n moniteurs mulitaches, 1 à n logiciels de gestion de périphériques. Le rôle de cet Agent est d'assurer la gestion d'acquisition ou de restitution de données par différents périphériques (Imprimantes, tables traçantes, scanners, ...) - Un Poste de Travail se compose de 1 à n processeurs, de 1 à n mémoires, de 1 à n interfaces de connexion aux réseaux, de 1 à unités de stockage d'informations de tous types (Disques magnétiques, optiques,...), 1 à n interfaces de connexion à tout type de périphériques d'acquisition ou de restitution de données. I1 contient 1 à n logiciels d'accès aux réseaux, 1 à n moniteurs mulitaches, 1 à n logiciels de gestion de périphériques. Le rôle de cet Agent est d'assurer l'exécution de sessions de travail sur la Base de Données répartie en utilisant les services des autres Agents de l'Architecture et en offrant la possibilité de soumission de tâches sur les processeurs locaux du Poste de Travail ou ceux mis à disposition par les Agents de Service de Traitement et ce par l'intermédiaire d'un Agent de service d'Architecture chargé de la répartition des traitements dans les différents Agents de service de Traitement de l'Architecture. Ces postes de Travail peuvent également être chargés de la gestion d'acquisition ou de restitution de données par différents périphériques (Imprimantes, tables traçantes, scanners, ...) L'Architecture de l'invention peut être réalisée en choisissant pour chacun des composants énumérés ci-dessus parmi l'offre des différents fabricants de matériels et/ou de logiciels. Cette architecture permet de constituer des bases de données de très gros volume par la juxtaposition d'autant d'Agents de service de Données que nécessaire pour afteindre la capacité de stockage désirée. Elle permet de connecter un nombre important de postes, jusqu'à plusieurs centaines, puisque chaque Poste de Travail est pourvu d'au moins un processeur et que la puissance peut être en permanence accrue par l'ajoût d'Agents de service de Traitements. Elle permet de constituer des bases de données de toute nature. Elle permet, grâce aux Agents de service de Communication, la consultation à des distances très importantes de Bases de Données intégrant données, textes, images et sons. A forte puissance elle est d'un coût plus faible que les architectures actuelles ; elle permettra avec l'augmentation des puissances disponibles sur les processeurs de dépasser les limites des systèmes actuels. L'augmentation de la puissance peut être beaucoup plus progressive que dans des systèmes classiquues. Cette architecture est applicable à la constitution de systèmes informatiques de stockage et de traitement de l'information multimédia de forte capacité, puissance et évolutivité. Elle trouvera par exemple des applications dans la mise en place de Bases de données industrielles contenant données et plans le tout consultable à distance, ou dans la constitution de bases de données de forte puissance destinées à l'archivage documentaire et à la gestion électronique de documents intégrant données, textes et images consultables à distance (Applications dans les domaines bancaires, assurances, industries, ...) Soulignons que les bases de données ainsi constituées peuvent être géographiquement réparties sur des distances très importantes et que le principe de répartition des enregistrements de l'une des tables d'une base de données permettra la collaboration d'intervenants distants sur des structures de données communes. (Centralisation de fichier de clients et de prospection à l'échelle internationale par exemple) REVENDICATIONS 1) - Architecture de stockage et de traitement informatique de l'information composée de postes de travail et de serveurs, caractérisée par le fait que ces postes et serveurs sont chacun du type ordinateurs, sont liés entre eux par au moins un réseau, et que chacun de ces postes et serveurs est capable d'exécuter de 1 à n tâches simultanément en exploitant au moins une base de données multimédia contenant par exemple programmes, textes, valeurs, images et sons, chaque base de données étant répartie sur au moins un serveur. 2) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que chaque poste de travail ou serveur peut se décharger de l'exécution d'une tâche sur un autre des ses processeurs, un autre poste de travail ou un autre serveur de l'architecture, ces transferts de tâches étant gérés par l'un des serveurs, et possibles à tout programme ayant ou non accès à la Base de Données gérée par l'architecture. 3) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les postes et serveurs sont liés par plusieurs réseaux, ces réseaux étant interconnectés les uns aux autres par tous systèmes de télécommunication informatique tels que liaisons téléphoniques, liaisons spécialisées dans la transmission de données entre systèmes informatiques 4) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les postes de travail sont composés d'ordinateurs capables d'exécuter de 1 à n tâches simultanément, et que chaque poste comprend une unité de traitement contenant au moins un processeur, au moins une mémoire, des unités de stockage magnétique, optiques et des périphériques. 5) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les serveurs sont composés d'ordinateurs capables d'exécuter de 1 à n tâches simultanément et que chaque serveur comprend une unité de traitement contenant au moins un processeur, au moins une mémoire, des unités de stockage magnétique ou optiques et des périphériques et en ce que chaque serveur assure 1 à n des fonctions suivantes : service d'Architecture, service de Bases de Données, service de Traitements, service de Communications, service de Liaisons, service de Périphériques. 6) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que chaque base de données multimédia contenant programmes, textes, données, images et sons est répartie sur plusieurs serveurs, et qu'elle est mémorisée en différents formats et accessible de la même façon depuis n'importe quel poste de l'architecture quelle que soit la structure des réseaux. 7) - Architecture de traitement informatique de l'information selon la revendication 1 caractérisée par le fait que les postes de travail peuvent être liés à l'architecture par l'un des réseaux physiques reliant les serveurs et par l'intermédiaire de réseaux de télécommunication connectés à des serveurs particuliers de l'architecture et en ce que les postes de travail ont accès à la totalité des bases des données réparties entre les différents serveurs quel que soit le mode de liaison utilisé. 8) - Architecture de traitement informatique de l'information selon les revendications 1 et 6 caractérisée par le fait que la répartition des données peut se faire selon deux méthodes simultanément . La première méthode consiste en une répartition de tables ou fichiers entiers entre différents Agents de Service de Base de Données, chaque table ou fichier étant stocké en totalité sur un Agent de service de Base de Données, la deuxième méthode consiste en une répartition des enregistrements d'une même table ou fichier sur plusieurs agents de Service de Base de Données, chaque table ou fichier est alors fractionné entre plusieurs Agents de Service de Base de Données.