Субд (мировой рынок). Требования к корпоративным субд

Среди современных систем управления базами данных выделяют реляционные СУБД, к которым относятся:

MS Access,
Visual FoxPro,
MySQL,
PostgreSQL,
Sybase,
SQL Server,
Oracle,
и др.

Рассмотрим наиболее распространенные из них.

СУБД MS Access

Программа Access функционирует под управлением операционной системы Windows и обладает стандартизованным интерфейсом приложений Windows.

Основным компонентом является база данных , которая может содержать таблицы, отчеты, запросы, формы, модули и макросы.

Обработка информации в процессе работы с БД осуществляется с помощью макросов или VBA программ.

Открытая БД может обмен иваться данными с внешними БД. Внешней базой данных может быть любая БД, которая поддерживает протокол ODBC и расположена на удаленном сервере, или одна из БД СУБД Access, dBASE или Paradox.

Access позволяет создавать и выполнять запросы на выборку, добавление данных, удаление и обновление.

Запрос можно создать с помощью QBE или SQL . Программой Access поддерживается механизм OLE (связывание и встраивание объектов) и механизм DDE (динамический обмен данными).

СУБД Visual FoxPro

СУБД Visual FoxPro содержит развитые средствами создания баз данных, организации запросов к ним, создания приложений с при помощи визуального, объектно-ориентированного программирования. СУБД Visual FoxPro работает под управлением Windows.

База данных в Visual FoxPro является совокупностью связанных таблиц. В базе данных определены условия ее целостности через первичные и внешние ключи таблиц. Все изменения, которые происходят в БД, обнаруживаются и централизованно обрабатываются с помощью триггеров и встроенных процедур программы.

Visual FoxPro характеризует высокая скорость обслуживания БД.

С помощью стандарта ODBC и SQL -запросов для выборки данных Visual FoxPro может работать с базами данных dBase, Paradox, Access и т. д., с серверами баз данных – Oracle MS SQL Server и др.

Возможна одновременная работа приложения Visual FoxPro с собственными и сетевыми таблицами, которые расположены на других компьютерах в локальной сети.

Visual FoxPro поддерживает механизмы OLE и DDE работы с Windows приложениями.

Visual FoxPro позволяет создавать сетевые приложения, которые функционируют в сетях под управлением MS LAN Manager, MS Windows и др.

MS SQL Server

Microsoft SQL Server широко используется в области БД и для анализа данных, позволяет быстро создавать масштабируемые решения электронной коммерции, приложений для бизнеса и хранилищ данных. SQL Server поддерживает язык XML и протокол HTTP , средства повышения доступности и быстродействия, которые позволяют обеспечить бесперебойную работу и распределить нагрузку, функции улучшения настройки и управления.

Платформа анализа данных SQL Server, которая интегрирована с MS Office, позволяет открыть доступ к необходимой бизнес-информации с помощью интерфейса MS Word и MS Excel.

В SQL Server входит развитая, удобная и функциональная среда программирования, которая включает средства для работы с веб-службами, технологии доступа к данным.

Oracle

Oracle включает СУБД и средства разработки и анализа данных.

Oracle включает БД, интеграционную платформу, сервер приложений, инструменты управления неструктурированными данными и аналитики.

СУБД Oracle Database позволяет автоматизировать задачи администрирования, обеспечивает безопасность и соответствие нормативно-правовым актам защиты информации, содержит функции управления и самодиагностики. К характеристикам системы относится управление большими объемами данных с помощью использования компрессии и распределенных таблиц, эффективная защита данных, возможность интеграции геофизических данных и полного восстановления и т.д.

Вся жизнедеятельность человека неразрывно связана со множеством информационных каталогов и баз данных. Библиотечный реестр, записная книжка, адреса в мобильном телефоне или планшете - вот далеко не полный перечень структурированной информации, которой мы пользуемся. Но компьютеры любят точность, поэтому дадим определение.

Итак, база данных (БД) - набор логически взаимосвязанных данных, описывающий информационное состояние объектов в различных предметных областях и обрабатываемые компьютерной техникой.

Системой управления базами данных является программная и языковая среда для создания, управления и обработки информационных баз. Назначение СУБД:

работа с базами на внешней (диски, ленты и т. д.) и оперативной памяти;
совместный доступ пользователей;
контроль изменений, архивирование и восстановление баз;
предоставление языка доступа для ;
утилиты для создания, модификации и управления базами.

Если говорить проще, то база данных определяет методику хранения информации , а СУБД предоставляет средства для ее обработки . Дополнительно системы управления базами разделяются на системы общего применения , которые могут обрабатывать различные данные и специализированные , разработанные под конкретную предметную область или тип информации. Примером специализированных систем управления базами данных являются объектно-ориентированные.

Реляционные системы управления

С момента появления компьютерных баз данных было создано множество моделей их работы, но реляционная модель оказалась самой универсальной. Она представляет собой связанный набор информационных таблиц, гарантирует целостность и минимальную избыточность информации. Табличная модель оказалась применима к большинству предметных областей, и рынок реляционных систем управления базами данных стал развиваться быстрыми темпами. На рисунке показан пример реляционной структуры «База студентов».

Все реляционные СУБД поддерживают ANSI стандарт языка SQL и базовые принципы реляционной модели, что обеспечивает работу приложений на разных СУБД. Дополнительно крупные СУБД имеют свои дополнения расширения SQL. Примеры системы управления для крупных проектов - это и ORACLE.

Реляционная модель успешно используется и в разработке Интернет-проектов. Примерами являются СУБД MySQL и PostgreSQL.

Технология NoSQL

Увеличение объемов информации и усложнение взаимосвязей привело к появлению новых систем управления базами данных. Информация перестала быть независимой друг от друга, и иногда вообще невозможно жестко описать ее структуру. Реляционные базы уже не могут справляться с такими задачами. Это привело к появлению нового типа информационных баз и систем управления ими, получивших общее название NoSQL («нет SQL»).

«Ключ-Значение» . Самые популярные СУБД - Redis, Voldemort, Tokyo Cabinet и Dynomite.
Клоны СУБД BigTable. Разработана Google для внутреннего использования в поисковой системе. Официально BigTableне предлагается, но есть СУБД на ее основе. Это Hadoop, Hypertable и Cassandra.
Документо-ориентированные. Наиболее популярны Berkeley DB XML, MongoD, eXist и CouchDB.
Базы на основе Используется в Neo4j, Sones graphDB и AllegroGraph.

Будущее СУБД

Рынок продолжает развиваться и все больше склоняется к использованию NoSQL-решений. Конечно, на «классическом» SQL реализовано огромное количество программных систем различной сложности, и за ним стоят такие гиганты рынка как Microsoft и ORACLE. Но с большой долей уверенности можно предположить, что NoSQL в ближайшие годы смогут значительно потеснить лидеров в разработке сложных информационных систем.

Московский Энергетический Институт, Технический Университет

Обзор современных систем управления базами данных

Студент: Дудкина А.

Группа: А-13-07

Предмет: базы данных и экспертные системы

Преподаватель: Сидорова Н.П.

Введение.

Обзор основных СУБД:

Microsoft SQL Server
PostgreSQL
Прочие СУБД

Заключение: тенденции развития СУБД.

Приложение.

Введение

В настоящее время в мире используется достаточно большое количество универсальных промышленных СУБД. Среди них можно выделить трех несомненных лидеров (как по уровню развития технологий, так и по объему рынка – они вместе занимают более 90% мирового рынка СУБД). Это СУБД первого эшелона – Oracle, Microsoft SQL Server, MySQL и IBM DB2, в последнее время быстро становится популярна система с открытым кодом PostgreSQL. Список СУБД второго эшелона довольно велик, сюда относят такие СУБД, как Sybase, Informix, Ingress, Adabas, Interbase, Progress, Cache, Linter, Firebird, Teradata и т д

Существуют также небольшие СУБД для нишевых (специализированных) решений и постоянно появляются прототипы новых специализированных СУБД (объектно-ориентированные СУБД, ХML СУБД, СУБД для обработки потоковых данных, СУБД для работы с текстами и т.д.).

Настольные СУБД используются для сравнительно небольших задач (небольшой объем обрабатываемых данных, малое количество пользователей). С учетом этого, указанные СУБД имеют относительно упрощенную архитектуру, в частности, функционируют в режиме файл-сервер, поддерживают не все возможные функции СУБД (например, не ведется журнал транзакций, отсутствуетвозможность автоматического восстановления базы данных после сбоев и т. п.). Тем не менее, такие системы имеют достаточно обширную область применения. Прежде всего, это государственные (муниципальные) учреждения, сфера образования, сфера обслуживания, малый исредний бизнес. Специфика возникающих там задач заключается в том, что объемы данных не являются катастрофически большими, частота обновлений не бывает слишком высокой, организация территориально обычно расположена в одном небольшом здании, количество пользователей колеблется от одного до 10–15 человек. В подобных условиях использованиенастольных СУБД для управления информационными системами является вполне оправданным, и они с успехом применяются.

Одними из первых СУБД были так называемые dBase-совместимые программные системы, разработанные разными фирмами. Первой широко распространенной системой такого рода была система dBase III – PLUS (фирма Achton-Tate). Развитый язык программирования, удобный интерфейс, доступный для массового пользователя, способствовали широкому распространению системы. В то же время работа системы в режиме интерпретации обусловливала низкую производительность на стадии выполнения. Это привело к появлению новых систем-компиляторов, близких к системе dBase III – PLUS: Clipper (фирма Nantucket Inc.), FoxPro (фирма Fox Software), FoxBase+ (фирма Fox Software), Visual FoxPro (фирма Microsoft). Одно время достаточно широко использовалась СУБД PARADOX (фирма Borland International).

В последние годы очень широкое распространение получила система управления базами данных Microsoft Access, которая входит в целый ряд версий пакета Microsoft Office(фирма Microsoft).

Для крупных организаций ситуация принципиально меняется. Там использование файл-серверных технологий является неудовлетворительным по описанным выше причинам. Поэтому на передний край борьбы за автоматизацию выходят так называемые серверные СУБД .

Основными производителями таких систем обработки и хранения данных являются 3 корпорации: Oracle, Microsoft и IBM. Диаграмма соотношения объемов продаж соответствующих систем (источник: IDC Report, Май 2006) приводится нарисунке.

Продажи ПО систем хранения данных в мире

Наиболее распространеннымиклиент-серверными системами здесь соответственно являются системы Oracle (разработчик компания Oracle), MS SQL Server (разработчик компания Microsoft), DB2, Informix Dynamic Server (компания IBM).

Дадим краткую характеристику основным системам.

Oracle

СУБД Oracle – ветеран рынка реляционных СУБД. Разработка этой системы была начата практически в то же время, что и IBM DB2 и по настоящее время эти системы остаются основными конкурентами (что видно из рисунка).

Oracle занимает лидирующие позиции на рынке СУБД и, что особенно важно, лидирует на платформах Unix и Windows. В России также обозначилось лидерство Oracle, особенно в области крупномасштабных информационных систем. Фактически в нашей стране СУБД Oracle стала стандартом государственных информационных систем.

Причина широкой распространенности Oracle заключается прежде всего в высоких эксплуатационных характеристиках СУБД, большом количестве подготовленных отечественных специалистов по Oracle, наличию поддерживающей инфраструктуры – учебных центров, широкой сети партнеров Oracle, большому числу технических курсов по Oracle в высших учебных заведениях и т.д. Так, только в Москве имеется более десятка учебных центров, предоставляющих широкий спектр технических курсов практически по всем линиям программных продуктов Oracle. Партнерская сеть по всей стране насчитывает более 160 организаций, что гарантирует поддержку ПО Oracle практически в любой точке страны. На русском языке уже издано достаточно много качественных книг по СУБД Oracle.

Служба технической поддержки Oracle построена на профессиональной основе. Служба технической поддержки в России сертифицирована по стандарту ISO 9000.

Кроме того, ведущие компании – партнеры Oracle, такие как FORS, RDTex имеют собственные центры технической поддержки.

Важным является и то, что наряду с СУБД, компания Oracle поставляет центральный инфраструктурный продукт – Internet Application Server, сервер приложений, функционирующих в среде Internet/Intranet, а также CASE-средства, средства быстрой разработки приложений, средства построения хранилищ данных, оперативного анализа данных, выявления сложных зависимостей в данных (Data Mining), что позволяет поставлять не отдельные продукты, но комплексные технологические решения для заказчиков.

С технической точки зрения важно то, что Oracle функционирует практически на всех существующих компьютерных платформах, в том числе и на больших ЭВМ (OS/390) и на еще сохраняющих популярность системах Vax VMS, не говоря уже о Windows NT и различных разновидностях Unix, в том числе Solaris, HP-UX, AIX, Linux, SCO Unix и т.д.

Другой важной характеристикой является поддержка Oracle всех возможных вариантов архитектур, в том числе симметричных многопроцессорных систем, кластеров, систем с массовым параллелизмом и т.д. Очевидна значимость этих характеристик для современных масштабных организаций, где эксплуатируется множество компьютеров различных моделей и производителей. В таких условиях фактором успеха является максимально возможная типизация предлагаемых решений, ставящая своей целью существенное снижение стоимости владения программным обеспечением. Унификация систем управления базами данных – один из наиболее значимых шагов на пути достижения этой цели.

Ядром СУБД Oracle является сервер базы данных, который поставляется в одном из четырех вариантов в зависимости от масштаба информационной системы, в рамках которой предполагается его применение. Для систем масштаба крупной организации предлагается продукт OracleDatabase Enterprise Edition (корпоративная редакция) , для которого имеется целый набор опций, архитектурно и функционально расширяющих возможности сервера. Именно Oracle Database Enterprise Edition устанавливается на кластерах (с опцией Parallel Server, по версию 8i включительно или RAC– Real Application Cluster, начиная с версии 9i и старше), позволяя создавать системы высокой готовности. Продукт Oracle Database Standard Edition(стандартная редакция) ориентирован на организации среднего масштаба или подразделения в составе крупной организации. Для персонального использования предназначен продукт Oracle Database Personal Edition (персональная редакция) .

Важнейшим преимуществом Oracle перед конкурентами (и, прежде всего, перед DB2) является идентичность кода различных версий сервера баз данных Oracle для всех платформ, гарантирующая идентичность и предсказуемость работы Oracle на всех типах компьютеров, какие бы не входили в ее состав. Все варианты сервера Oracle имеют в своей основе один и тот же исходный программный код и функционально идентичны, за исключением некоторых опций, которые, например, могут быть добавлены к Oracle Database Enterprise Edition и не могут - к Oracle Database Standard Edition.

Таким образом, для всех платформ существует единая СУБД в различных версиях, которая ведет себя одинаково и предоставляет одинаковую функциональность вне зависимости от платформы, на которой она установлена. Разработку серверных продуктов в составе СУБД выполняет единое подразделение корпорации Oracle, изменения вносятся централизовано, после этого подвергаются тщательному тестированию в базовом варианте, а затем переносятся на все платформы, где также детально проверяются. Возможность переноса Oracle обеспечивается специфической структурой исходного программного кода сервера. Приблизительно 80% программного кода Oracle – это программы на языке программирования C, который (с известными ограничениями) является платформо - независимым. Примерно 20% кода, представляющее собой ядро сервера, реализовано на машинно-зависимых языках и эта часть кода, разумеется, переписывается для различных платформ.

Жесткая технологическая схема разработки Oracle, опирающаяся на принципы идентичности исходного программного кода для различных версий и платформ, контрастирует со схемами других компаний. Так, СУБД DB/2 представляет собой семейство продуктов, но не единый продукт. Функционально версия DB2 для IBM S/390 столь существенно отличается от DB2 для платформ UNIX и NT, что позволяет говорить вообще о разных продуктах.

Итак, СУБД Oracle скрывает детали реализации механизмов управления данным на каждой из платформ, что дает основание говорить о практически полной унификации базового программного обеспечения. Дополнительно к этому, архитектура Oracle позволяет переносить прикладные системы, реализованные на одной платформе, на другие платформы без изменений как в структурах баз данных, так и кодов приложений. При этом основным критерием, определяющим возможность переноса тех или иных программных компонентов между платформами является полное исключение их них машинно-зависимого кода.

Microsoft SQL Server

Началом истории Microsoft SQL Server по праву можно считать 1986 год, когда Microsoft и Sybase выпустили совместную версию продукта - SQL Server 1.0 и адаптировали ее для операционной системы OS/2 при поддержке компании Ashton Tate, которая в то время была лидером на рынке СУБД для персональных компьютеров. Выпущенный в 1989 году продукт не получил должного признания из за проблем, связанных с продвижением OS/2. В 1990 году Sybase и Microsoft прервали соглашение с Ashton Tate и выпустили версию SQL Server 1.1 для новой операционной системы Windows 3.0. Microsoft отвечала за клиентские утилиты, программные интерфейсы и средства управления, а Sybase - за разработку ядра базы данных.

В 1992 году началась разработка новой версии продукта - SQL Server on Windows NT, который был выпущен в 1993 году одновременно с серверной операционной системой - Microsoft Windows NT. Тесная интеграция с Windows NT обеспечила продукту высокую производительность, управляемость и впервые у Microsoft появилась система управления базами данных, которая могла конкурировать с аналогичными продуктами на платформе UNIX. В 1994 году Microsoft и Sybase прервали совместное пятилетнее соглашение и бывшие партнеры занялись самостоятельным развитием своих, теперь уже конкурирующих продуктов.

В 1995 и 1996 годах увидели свет версии SQL Server 6.0 и 6.5, но некоторые проблемы с производительностью и управляемостью не позволили этим продуктам завоевать существенную долю рынка корпоративных СУБД. Было принято решение приостановить развитие текущей версии платформы и начать создание продукта «с нуля». Примерно в то же время компания DEC

продала свою систему управления базами данных компании Oracle и Microsoft удалось заполучить ведущих специалистов компании DEC - Джима Грея (Jim Gray), Дэйва Ломета (Dave Lomet) и Фила Бернштейна (Phil Bernstein). Команде разработчиков была поставлена задача - создать новое ядро базы данных с поддержкой масштабируемости, новый процессор обработки запросов, систему самонастройки, самоуправления, а также реализовать поддержку OLAP и ETL с привлечением специалистов из компании Panorama. Разработка новой СУБД заняла около трех лет и в 1998 году был выпущен продукт под названием SQL Server 7.0 - Microsoft начала завоевывать не только рынок реляционных СУБД, но и такие новые рынки, как business intelligence и data warehousing. Параллельно велась работа над SQL Server 2000, который включал в себя поддержку XML, индексированные представления, распределенные разделы на основе представлений, а также более чем 20% ное увеличение производительности для практически всех ключевых компонентов продукта. В 2000 году Microsoft стала полноправным лидером на рынке СУБД для платформы Windows.

Дальнейшее развитие продукта - в версиях SQL Server 2005 и SQL Server 2008 - добавило увеличение производительности, управляемости, расширенную поддержку различных типов данных, интегрированные системы создания отчетов, трансформации данных, расширенные функции анализа и т. п.

Microsoft SQL Server 2008 - это законченное предложение в области баз данных и анализа данных для быстрого создания масштабируемых решений электронной коммерции, бизнес-приложений и хранилищ данных. Оно позволяет значительно сократить время выхода этих решений на рынок, одновременно обеспечивая масштабируемость, отвечающую самым высоким требованиям. В SQL Server включена поддержка языка XML и протокола HTTP,средства повышения быстродействия и доступности, позволяющие распределить нагрузку и обеспечить бесперебойную работу, функции для улучшения управления и настройки, снижающие совокупнуюстоимость владения.

Платформа бизнес-анализа SQL Server 2008, тесно интегрированная с Microsoft Office, предоставляет развитую маштабируемую инфраструктуру для внедрения мощных возможностей бизнес-анализа в рабочий процесс всех бизнес-подразделений вашей компании, открывая доступ к нужной бизнес-информации через знакомый интерфейс MS Excel и MS Word.

MS SQL Server 2008 поддерживает создание и работу с корпоративным хранилищем данных, объединяющим информацию со всех систем и приложений, позволяющим получить единую комплексную картину бизнеса вашей компании.

MS SQL Server 2008 предоставляет масштабируемый ивысокопроизводительный"процессор данных" - для самых ответственных и требовательных бизнес-приложений, тем, кому необходим высочайший уровень надежности и защиты, позволяя при этом снизить совокупную стоимость владения за счет расширенных возможностей по управлению серверной инфраструктурой.

MS SQL Server 2008 предлагает разработчикам развитую, удобную и функциональную среду программирования, включая средства работы с веб службами, инновационные технологии доступа к данным – все, что необходимо для эффективной работы с данными любых типов и форматов

DB 2 Universal Database

Сначала немного информации с сервера (http :// www -01. ibm . com / software / ru / data /? pgel = ibmhzn ):

Универсальный сервер баз данных DB 2 Universal Database - это масштабируемая, обьектно-реляционная система управления базами данных с интегрированной поддержкой мультимедиа и Web , работающая на системах от персональных компьютеров и серверов на процессорах Intel до Unix , от однопроцессорных систем до симметричных многопроцессорных систем (SMP ) и систем с массовым параллелизмом (MPP ), на хостах AS /400 и мейнфреймах. DB 2 Universal Database объединяет в себе высокую производительность систем обработки транзакций в режиме on - line , объектно-реляционные расширения, усовершенствованные средства оптимизации с возможностями параллельной обработки и поддержкой очень больших баз данных. DB 2 Universal Database также имеет новые встроенные средства для облегчения переноса на свою базу приложений, разработанных на других системах управления базами данных, таких как Oracle , Microsoft , Sybase и Informix . Помимо этого, DB 2 Universal Database включает в себя дополнительные средства поддержки систем аналитической обработки в реальном времени (OLAP ) и систем поддержки принятия решений, множество простых в использовании расширений (DB 2 extenders ). DB 2 Universal Database доступна на абсолютном большинстве ключевых платформ, что дает заказчикам ту гибкость, которая им необходима.

Система СУБД DB2 – один из “долгожителей” в мире систем управления базами данных. Имея в своей основе классическую реляционную модель данных, система первоначально разрабатывалась для больших ЭВМ. Только впоследствии компания IBM реализовала DB2 для платформы AS/400 (СУБД получила название DB2/400), а несколько позже приступила к выпуску практически нового продукта под названием Universal Data Base (UDB), который, как предполагалось, будет соответствовать стандартам открытых систем и функционировать на широком спектре платформ, включая Unix и Windows.

В настоящий момент позиции СУБД DB2 исключительно сильны в первую очередь на больших ЭВМ. Если сравнить экспертные оценки по эксплуатационным характеристикам, приведенные в таблице 1, то видно, что СУБД DB2 обладает практически наивысшими оценками именно на платформе больших ЭВМ. Показательно и то, что СУБД UDB рассматривается в таблице отдельно. Это как раз показатель того, что под общим брэндомDB2 скрывается три практически различных продукта – DB2 для больших ЭВМ, DB2/400 и универсальная DB2 для других платформ. В контексте современной технической политики, которая требует безусловной и максимально возможной унификации базового программного обеспечения, наличие трех различных программных продуктов является негативным фактором.

Являясь главным конкурентом СУБД Oracle в Северной Америке, на российском рынке СУБД DB2, несмотря на высокое техническое качество продукта, представлена очень слабо. Возможно, это связано с общей стратегией компании IBM на российском рынке, когда основной акцент сделан на поставках компьютерных платформ. Фактом является то, что в России с DB2 работают лишь группы энтузиастов. Практически нет инфраструктуры, необходимой для широкого распространения продукта, нет достаточного числа обученных специалистов, нет широкой сети учебных центров, отсутствует литература на русском языке. Представительство IBM в России практически не имеет отделения по технической поддержке DB2, что существенно осложняет эксплуатацию СУБД. Инсталляционная база DB2 в России очень ограничена и затрагивает по большей части большие ЭВМ и AS/400. Партнерская сеть IBM по DB2 невелика по сравнению, скажем, с Microsoft или Oracle. DB2 пока не удалось стать стандартом баз данных для платформ UNIX (здесь эта ниша занята Oracle) и Windows NT (ниша занята Microsoft SQL Server и Oracle).

PostgreSQL

PostgreSQL - объектно-реляционная система управления базами данных (ОРСУБД), разработка которой в различных формах ведется с 1977 года. Работа началась с проекта Ingres в Калифорнийском университете (Беркли). Затем проект Ingres был переведен на коммерческую разработку в корпорации Relational Technologies/Ingres.

В 1986 году другая группа, которую возглавлял Майкл-Стоунбрейкер (Michael Stonebraker) из Беркли, продолжила работу над Ingres и создала объектно-реляционную СУБД Postgres. В 1996 году из-за усовершенствования пакета и перехода на распространение с открытыми исходными текстами было принято новое название - PostgreSQL (в течение непродолжительного времени использовалось название Postgres95). В настоящее время над проектом PostgreSQL активно работает группа разработчиков со всего мира.

PostgreSQL считается самой совершенной СУБД, распространяемой на условиях открытых исходных текстов. В PostgreSQL реализованы многие возможности, традиционно встречавшиеся только в масштабных коммерческих продуктах (за дополнительной информацией обращайтесь к разделу «Возможности PostgreSQL»).

В PostgreSQL реализованы многие возможности, обычно присутствующие только в коммерческих СУБД, таких как DB 2 и Oracle . Ниже перечислены основные возможности PostgreSQL версии 7.1.x.

Объектно-реляционная модель. Работа с данными в PostgreSQL основана на объектно-реляционной модели, что позволяет задействовать сложные процедуры и системы правил. Примерами нетривиальных возможностей этой категории являются декларативные запросы SQL, контроль параллельного доступа, поддержка многопользовательского доступа, транзакции, оптимизация запросов, поддержка наследования и массивов.

Простота расширения. В PostgreSQL поддерживаются пользовательские операторы, функции, методы доступа и типы данных.

Полноценная поддержка SQL . PostgreSQL соответствует базовой спецификации SQL99 и поддерживает такие нетривиальные средства, как объединения стандарта SQL92.

Проверка целостности ссылок. PostgreSQL поддерживает проверку целостности ссылок, обеспечивающую правильность данных в базе.

Гибкость API . Гибкость API PostgreSQL позволяет легко создавать интерфейсы к РСУБД PostgreSQL. В настоящее время существуют программные интерфейсы для Object Pascal, Python, Perl, PHP, ODBC, Java/JDBC, Ruby, TCL, C/ C+ и Pike.

Процедурные языки. В PostgreSQL предусмотрена поддержка внутренних процедурных языков, в том числе специализированного языка PL/pgSQL, являющегося аналогом PL/SQL, процедурного языка Oracle. Одним из преимуществ PostgreSQL является возможность использования Perl, Python и TCL в качестве внутренних процедурных языков.

МУСС. Технология MVCC (Multi-Version Concurrency Control) используется в PostgreSQL для предотвращения лишних блокировок (locking). Каждый, кто хоть раз работал с другими СУБД на базе SQL (например, MySQL или Access), наверняка замечал, что обращение к базе данных для чтения иногда сопровождается задержками, связанными с попытками записи в базу данных. Проще говоря, операции чтения блокируются операциями, производящими обновление записей. Применение технологии MVCC в PostgreSQL полностью решает эту проблему. MVCC лучше низкоуровневой блокировки, поскольку операции чтения никогда не блокируются операциями записи. Вместо этого PostgreSQL отслеживает все транзакции, выполняемые пользователями базы данных, что позволяет работать с записями без ожидания их освобождения.

Клиент-сервер. В PostgreSQL используется архитектура «клиент-сервер» с распределением процессов между пользователями. В целом она напоминает методику работы с процессами в Apache 1.3.x. Главный (master) процесс создает дополнительные подключения для каждого клиента, пытающегося установить соединение с PostgreSQL.

Опережающая регистрация изменений. Опережающая регистрация изменений (Write Ahead Logging, WAL) повышает надежность данных. Все изменения данных протоколируются до их непосредственной актуализации в базе. Наличие протокола изменений гарантирует, что в случае сбоя базы данных (что весьма маловероятно) данные можно будет восстановить по запротоколированным транзакциям. После восстановления системы пользователь продолжает работу с состояния, непосредственно предшествовавшего сбою.

Прочие СУБД

MySQL -одна из наиболее известных свободных СУБД. MySQL является собственностью компанииOracle Corporation, получившей её вместе с поглощённойSun Microsystems, осуществляющей разработку и поддержку приложения. Распространяется подGNU General Public Licenseи под собственной коммерческой лицензией, на выбор. Помимо этого разработчики создают функциональность по заказу лицензионных пользователей, именно благодаря такому заказу почти в самых ранних версиях появился механизмрепликации.

MySQL является решением для малых и средних приложений. Входит в состав серверовWAMP,LAMPи в портативные сборки серверовДенвер,XAMPP. Обычно MySQL используется в качестве сервера, к которому обращаются локальные или удалённые клиенты, однако в дистрибутив входит библиотека внутреннего сервера, позволяющая включать MySQL в автономные программы.

Гибкость СУБД MySQL обеспечивается поддержкой большого количества типов таблиц: пользователи могут выбрать как таблицы типаMyISAM, поддерживающие полнотекстовый поиск, так и таблицыInnoDB, поддерживающие транзакции на уровне отдельных записей. Более того, СУБД MySQL поставляется со специальным типом таблиц EXAMPLE, демонстрирующим принципы создания новых типов таблиц. Благодаря открытой архитектуре и GPL-лицензированию, в СУБД MySQL постоянно появляются новые типы таблиц.

27 января 2010 годаOracle CorporationприобрелаSun Microsystemsи включила MySQL в свою линейку СУБД.

Сообществом разработчиков MySQL созданы различные ответвления кода, такие какDrizzle,OurDelta,Percona Server, иMariaDB. Все эти ответвления уже существовали на моментпоглощениякомпаний Sun и MySQL AB корпорацией Oracle.

Apache Derby -реляционная СУБД, написанная наJava, предназначенная для встраивания в Java-приложения илиобработки транзакций в реальном времени. Занимает 2MBна диске.Apache Derby разрабатывается какopen sourceи распространяется на условиях лицензииApache 2.0. Дерби был ранее известен какIBMCloudscape.Sunраспространяет те же бинарные файлы под именемJava DB.

Основа технологии базы данных Derby - полнофункциональное встраиваемое ядро реляционных базы данных.JDBCиSQL- это доступныеAPIдля него. Поддерживается синтаксисSQL, аналогичныйIBM DB2.

Сетевой сервер Derby добавляет к возможностям ядра СУБДклиент-серверныевозможности. Сетевой сервер позволяет клиентам подключаться черезTCP/IP, используя стандартный протоколDRDA(англ.). Сервер сети позволяет Derby сетевую поддержкуJDBC,ODBC/CLI,PerlиPHP.

Встроенная база данных может быть также сконфигурированна для работы в качестве гибридной серверно-встраиваемой РСУБД; принимающей TCP/IP соединения от других клиентов в добавление к клиентам на той же JVM.

С точки зрения скорости выполнения, Derby не показала хороших результатов в сравнении с другими встраиваемыми SQL базами данных, такими как другая открытая и свободная база данныхH2.

Любая современная организация имеет дело с огромным количеством данных, которые вводятся пользователями различных корпоративных приложений, а затем применяются сотрудниками для получения справочной информации, печати документов, анализа тех или иных аспектов деятельности компании. Зачастую конкурентоспособность компании и эффективность ее деятельности напрямую зависят от актуальности и доступности этих данных как для сотрудников самой компании, так и для ее клиентов и партнеров по бизнесу, поэтому задача хранения корпоративных данных сейчас актуальна как никогда.
Корпоративные данные большинства компаний, как правило, хранятся в базах данных, управляемых серверными СУБД. Именно о них и пойдет речь в данной статье.

Какими бывают системы управления базами данных

акая категория программного обеспечения, как системы управления базами данных, существует уже не один десяток лет задача хранения данных возникла практически одновременно с появлением первых носителей данных, а принципы, на которых основана работа большинства современных СУБД, были сформулированы еще в 60-х годах прошлого века. Данная категория продуктов существует практически для всех платформ, начиная с карманных компьютеров и мобильных телефонов и заканчивая мэйнфреймами и суперкомпьютерами, и используется абсолютно во всех системах управления предприятиями и в других корпоративных приложениях, а также во многих приложениях иного назначения.

Системы управления базами данных можно классифицировать различными способами по принципу организации данных (реляционные, иерархические, сетевые…), по способу доступа (однопользовательские и многопользовательские), по архитектуре (настольные и серверные), по функциональным возможностям и по возможностям, связанным с масштабируемостью.

В настоящее время наиболее часто применяются реляционные СУБД с архитектурой «клиент-сервер», хотя изредка еще можно встретить приложения, использующие настольные СУБД. Базы данных, управляемые настольными СУБД, обычно представляют собой файл или набор файлов, а сами СУБД являются набором библиотек, с помощью которых применяющие их приложения могут вносить изменения в эти файлы. Иногда настольные СУБД снабжаются также оболочкой для создания таблиц и иных объектов и даже для разработки простейших приложений, например в случае Microsoft Access, наиболее популярной в настоящее время, именно оболочка, а не библиотека является коммерческим продуктом.

Однако корпоративные приложения для крупных и даже для средних предприятий, как правило, используют серверные СУБД в силу их большей надежности и масштабируемости. В простейшем случае информационная система, основанная на архитектуре «клиент-сервер», состоит из двух основных компонентов: сервера баз данных, управляющего данными и выполняющего поступающие от клиентских приложений запросы, и самих клиентских приложений, обеспечивающих интерфейс пользователя и посылающих запросы к серверу. Именно сервер баз данных может манипулировать файлами, в которых хранятся данные, выполнять пользовательские запросы, поддерживать ссылочную целостность данных, обеспечивать доступ к ним, осуществлять резервное копирование данных и протоколировать операции, связанные с их изменением. В более сложных случаях между клиентом и сервером может располагаться приложение промежуточного звена (middleware), функции которого весьма разнообразны от разграничения доступа к данным до реализации достаточно сложной бизнес-логики.

Требования к современным СУБД

современным СУБД предъявляются следующие требования:

масштабируемость отсутствие существенного снижения скорости выполнения пользовательских запросов при пропорциональном росте количества запросов и аппаратных ресурсов используемых данной СУБД (таких как объем оперативной памяти, количество процессоров и серверов);
доступность возможность всегда выполнить запрос;
надежность минимальная вероятность сбоев, наличие средств восстановления данных после сбоев, инструментов резервного копирования и дублирования данных (в последнее время производители СУБД нередко предлагают инструменты, позволяющие осуществлять подобные операции, не прерывая работу пользователей);
управляемость простота администрирования, наличие средств автоматического конфигурирования (типичный современный набор средств администрирования включает средства создания баз данных и их объектов, инструменты описания правил репликации данных между различными серверами, утилиты управления пользователями, группами и их правами, средства мониторинга событий, средства просмотра планов выполнения запросов, утилиты миграции из других СУБД);
наличие средств защиты данных от потери и несанкционированного доступа;
поддержка доступа к данным с помощью Web-служб;
поддержка стандартных механизмов доступа к данным (таких как ODBC, JDBC, OLE DB, ADO .NET), позволяющая создавать приложения для СУБД с помощью различных средств разработки.

Несоответствие СУБД какому-либо из этих требований приводит к тому, что даже у неплохой по другим потребительским свойствам СУБД область применения оказывается весьма ограниченной. Так, СУБД с плохой масштабируемостью, успешно применявшаяся при небольшом объеме обрабатываемых данных, оказывается непригодной в случае увеличения их количества. Отсутствие необходимых административных утилит также нередко приводит к отказу от применения некоторых СУБД. Плохие масштабируемость и доступность влекут за собой дополнительные затраты рабочего времени сотрудников, простои, а также потерю компанией клиентов, отчаявшихся дождаться ответа на заданный по телефону вопрос или на введенный на Web-сайте запрос. Отсутствие поддержки серверного кода приводит к тому, что СУБД, с успехом применяющаяся на корпоративном Web-сайте, не может быть использована для создания других внутрикорпоративных приложений. Отсутствие поддержки стандартных механизмов доступа к данным может автоматически привести к тому, что использующие средства разработки, ориентированные на эти механизмы, откажутся применять данную СУБД.

Именно поэтому лидеры рынка корпоративных СУБД стремятся производить продукты, удовлетворяющие всем вышеперечисленным требованиям. Кроме того, как правило, подобные продукты существуют для нескольких платформ, а нередко и в разных редакциях (включая даже бесплатные), предназначенных для решения различных задач.

СУБД ведущих производителей

огласно данным ряда аналитических отчетов (см., например: Strange K. Magic Quadrant for Data Warehouse DBMSs// Gartner Research Note M-22-2154. 2004), лидерами рынка СУБД на данный момент являются давно и успешно представленные на российском рынке компании IBM, Oracle, Microsoft, Sybase и Teradata, а также относительно молодая компания Netezza, которая на отечественном рынке практически неизвестна. Далее мы кратко рассмотрим особенности продуктов этих компаний.

DB2 Universal Database (IBM)

Семейство серверных СУБД фирмы IBM, известное под названием DB2 Universal Database (DB2 UDB), впервые появилось в 1996 году и предназначалось для платформ UNIX, OS/2 и Microsoft Windows NT. Последняя версия этого продукта, DB2 UDB 8.2, функционирует под управлением операционных систем AIX, AIX, Linux, HP-UX, Sun и Windows.

Особенностями данной СУБД являются развитые средства самовосстановления и автоматического выполнения операций, связанных с поддержкой базы данных (таких как создание резервных копий и дефрагментация данных). Из механизмов доступа к данным DB2 UDB поддерживает ODBC, JDBC, ADO/OLE DB, ADO .NET. Данная СУБД позволяет создавать серверный код на CLR-совместимых языках, таких как C# и Visual Basic .NET.

DB2 Universal Database поддерживает создание хранилищ данных и помимо средств переноса данных в хранилище содержит в составе клиентской части средства управления хранилищами данных, позволяющие управлять всеми процессами, связанными с созданием и поддержкой хранилищ данных, включая создание схемы хранилища, определение источников исходных данных для него, создание расписаний обновления данных в хранилище, проверку и исправление некорректных данных.

К другим важнейшим техническим характеристикам DB2 Universal Database следует отнести поддержку реляционных и комплексных данных с помощью объектных расширений, возможность работы на мультипроцессорных платформах, поддержку кластеров, 64-разрядную архитектуру памяти, распараллеливание запросов, наличие средств для распределенного администрирования и обработки данных, поддержку выполнения распределенных транзакций. Некоторые из указанных технологий были заимствованы из СУБД Informix Dynamic Server, приобретенной IBM вместе с компанией Informix несколько лет назад.

Oracle 10g (Oracle)

Oracle, появившаяся в 1979 году, была первой коммерческой реляционной СУБД, которая поддерживала язык SQL, ставший ныне индустриальным стандартом. Ранние версии этой СУБД создавались для мэйнфреймов, однако в 1985 году появились версии Oracle, предназначенные для использования в архитектуре «клиент-сервер». Это была первая СУБД, использовавшая предоставляемые некоторыми серверными платформами средства параллельных вычислений.

В настоящее время последней ее версией является Oracle 10g. Эта СУБД отвечает самым строгим требованиям к качеству обслуживания, обладает возможностями кластеризации (для этого предназначен модуль Oracle Real Application Clusters), развитыми средствами безопасности.

СУБД Oracle 10g предоставляет средства параллельной обработки запросов, встроенные средства OLAP, средства быстрого извлечения, преобразования и загрузки данных, служб порталов, средств бизнес-анализа, распространения отчетов и анализа действий пользователей, инструменты анализа производительности СУБД, обеспечивает поддержку кластеров.

Из механизмов доступа к данным Oracle 10g поддерживает ODBC, JDBC и ADO/OLE DB, кроме того, для этой СУБД существует.NET-провайдер и соответствующий набор классов от Microsoft. Клиентская часть Oracle содержит также набор COM-объектов для доступа к данным (Oracle Objects for OLE). Отметим, что и многие другие компании производят ODBC-драйверы и OLE DB-провайдеры для доступа к Oracle эту СУБД поддерживают все ведущие производители средств разработки, генераторов отчетов, средств аналитической обработки данных.

И на Западе, и в России нередко используются готовые корпоративные решения от Oracle Corporation, объединенные под общим названием Oracle Applications, такие как Oracle Financials, Oracle Human Resources, Oracle Market Management, Oracle Project Systems и др., собственно, продажа и поддержка именно этих приложений и составляют основную часть бизнеса компании.

SQL Server 2000 и SQL Server 2005 (Microsoft)

Первая версия Microsoft SQL Server совместный продукт компаний Microsoft и Sybase, выпущенный в 1988 году, была разработана для платформы OS/2. Последующие версии этого сервера баз данных предназначались для платформы Windows и со временем были тесно интегрированы с этой операционной системой. Для других платформ версии данного сервера не выпускались и не выпускаются.

Наиболее часто используемая версия этой СУБД Microsoft SQL Server 2000 отличается повышенной масштабируемостью и производительностью. Она позволяет использовать на одном компьютере несколько одновременно работающих серверов, поддерживает создание кластеров, параллельные вычисления в многопроцессорных системах, распределенные запросы. Средства администрирования Microsoft SQL Server 2000 считаются одними из наиболее простых и удобных. Помимо средств решения стандартных задач администрирования, таких как создание баз данных и их объектов, управление привилегиями пользователей и групп, резервное копирование и восстановление, репликация данных, они включают утилиты обмена данными с другими СУБД и хранилищами данных. В состав этого продукта входит OLAP-сервер именно с его появления в составе SQL Server началось включение OLAP-средств в состав СУБД других производителей и перемещение их из категории дорогостоящих, элитных продуктов в категорию продуктов, широко применяемых даже в небольших компаниях.

Из механизмов доступа к данным этот продукт поддерживает ODBC, OLE DB/ADO, ADO .NET. Имеется также JDBC-драйвер производства компании Microsoft. Нельзя не отметить великолепные средства интеграции этой СУБД с Microsoft Office, вплоть до инструментов манипуляции OLAP-данными из этих приложений.

Последующая версия этой СУБД SQL Server 2005, выпуск которой ожидается в этом году, будет поддерживать асинхронный обмен сообщениями между различными серверными процессами, содержать службы уведомления клиентов о событиях в базе данных, позволять создавать устойчивые к сбоям кластеры и осуществлять зеркалирование базы данных, производить репликации с базами данных, управляемыми СУБД других производителей, выполнять без остановки сервера такие операции, как изменение числа процессоров и объема памяти.

Еще одним из основных технологических новшеств ожидаемой версии SQL Server является интеграция с Microsoft .NET Framework 2.0 на уровне Common Language Runtime в самой СУБД, что позволит создавать серверный код на любом CLR-совместимом языке программирования, например на C# или на Visual Basic. Отметим также существенное расширение аналитических возможностей данной СУБД, например появление новых алгоритмов Data Mining.

SQL Server 2005 будет создана в виде не только 32-, но и 64-разрядной версии, поддерживающей процессоры Intel Itanium и AMD Opteron. А для решения относительно несложных задач, использующих небольшие базы данных, будет выпущена бесплатная версия Microsoft SQL Server 2005 Express Edition.

Adaptive Server Enterprise и Adaptive Server IQ (Sybase)

Серверные продукты компании Sybase происходят от одной из ранних версий Microsoft SQL Server, созданной совместно Microsoft и Sybase. Начиная с 1994 года Microsoft и Sybase разрабатывают свои серверные продукты независимо друг от друга, и результатом деятельности компании Sybase в этом направлении является продукт Adaptive Server Enterprise (ASE), последняя версия которого, 12.5.2, существует для Windows NT/2000 и некоторых версий UNIX и Linux.

В настоящее время Adaptive Server Enterprise поддерживает упреждающее асинхронное чтение, что повышает скорость выполнения сложных запросов; создание кластеров; наличие 64-разрядной версии; распределенную обработку запросов, в том числе к базам данных других производителей; расширенные хранимые процедуры, позволяющие осуществлять легкий доступ к функциям, которые написаны на языках, отличных от SQL; параллельную обработку запросов в многопроцессорных системах; параллельную работу утилит администрирования; динамическую конфигурацию сервера и резервное копирование данных с компрессией. Особо стоит отметить службы Sybase Real-Time Data Services, предназначенные для организации передачи сообщений в реальном времени при возникновении каких-либо событий в базах данных, в том числе в базах данных, управляемых СУБД других производителей.

Из универсальных механизмов доступа к данным ASE поддерживает ODBC, JDBC, OLE DB/ADO. Отметим, что нередко вместе с ASE используются средства разработки и проектирования данных самой компании Sybase.

Для создания многомерных хранилищ данных у Sybase существует еще один серверный продукт Adaptive Server IQ, позволяющий создавать хранилища на основе данных из СУБД производства не только Sybase, но и других производителей. Высокая скорость выполнения запросов в этом продукте обусловлена нестандартным способом хранения данных. Отметим также, что существует ряд продуктов под общим названием Sybase Industry Warehouse Studio, ориентированных на обслуживание конкретных предметных областей.

Teradata Database V2R6.0 (Teradata)

В течение последних нескольких лет СУБД компании Teradata считаются лидирующими продуктами среди СУБД, предназначенных для создания хранилищ данных. Последняя версия этой СУБД, Teradata Database V2R6.0, доступна для Microsoft Windows, OS/2 и ряда версий UNIX и Linux.

Отличием этой СУБД от других продуктов является специальный механизм параллельной обработки запросов, предполагающий разбиение задачи на ряд отдельных подзадач и их параллельное выполнение. При этом даже такие операции, как сортировка или группировка данных, могут разделяться на несколько задач и выполняться параллельно это достигается за счет специального способа хранения данных, при котором части базы данных также делятся между подзадачами. Сами подзадачи могут распределяться между имеющимися процессорами, которых может быть более одного. Благодаря механизму параллельного решения задач, Teradata Database V2R6.0 отличается высокой масштабируемостью.

Для создания клиентских приложений, использующих Teradata Database, существуют ODBC-драйвер, документированный клиентский API, совместимый с IBM DB2, и ряд других программных интерфейсов. Средства администрирования этой СУБД включают средства резервного копирования и восстановления, просмотра и редактирования данных, мониторинга производительности и нагрузки, а также утилиту администрирования для управления всеми перечисленными задачами, доступную для различных версий Windows.

Netezza Performance Server 8000 Series (Netezza)

Netezza Performance Server это аппаратно-программное решение, представляющее собой сервер с системой хранения данных и предустановленной на нем операционной системой Linux , а также СУБД с открытым кодом, созданной на основе Postgress. Компания Netezza заявляет, что данное решение не уступает по производительности решениям на основе Teradata при заметно меньшей стоимости. В числе особенностей данного аппаратно-программного решения поддержка параллельной обработки данных, разделение задач за счет разделения частей базы данных между подзадачами, высокая масштабируемость.

Из программных интерфейсов данным решением поддерживаются универсальные механизмы доступа к данным ODBC и JDBC.

***

В заключение отметим, что возможности современных СУБД ведущих производителей отражают современные потребности корпоративных приложений. К ним относятся способность формировать кластеры, поддерживать параллельную обработку данных в многопроцессорных системах, предоставлять программные интерфейсы для наиболее популярных средств разработки приложений, создавать аналитические приложения. Немаловажными особенностями современных СУБД ведущих производителей являются также простота администрирования и возможность выполнения ряда операций по поддержке базы данных без прерывания работы, довольно высокие показатели надежности и доступности, а также наличие нескольких редакций для решения различных по масштабу задач.