Система управления базами данных Microsoft Servers SQL. Введение в MS SQL Server и T-SQL

В 70-х гг. прошлого столетия фирма IBM разработала язык программирования, предназначенный для создания запросов (вопросов к базе данных). Он назывался SEQUEL (Structured English Query Language - английский структурированный язык создания запросов). В течение времени в SEQUEL добавлялись новые возможности. Вскоре он перестал быть языком создания только запросов. С его помощью стали создавать целые базы данных и управлять защитой ядра базы данных. Популярность нового языка настолько выросла, что пришлось сделать его достоянием широких масс пользователей и назвать SQL. Поскольку читаются обе аббревиатуры практически одинаково, то в разговоре их легко перепутать.

Современные процессоры баз данных используют разные версии SQL. SQL Server использует специальную разновидность SQL - Transact-SQL (T-SQL). Первоначально SQL Server (программа создания баз данных, которая понимает SQL) разрабатывалась компанией Microsoft совместно с фирмой Sybase Corporation для использования на платформах IBM OS/2 и создала свою собственную операционную систему - Windows NT Advanced Server. С этого момента было принято решение разрабатывать SQL Server только для сред Windows NT. В результате появилась SQL Server 4.2, которая вскоре была обновлена до версии 4.21. Вскоре между Microsoft и Sybase пробежала черная кошка; в результате Sybase взялась за создание собственного процессора баз данных для Windows NT. Им стала программа Sybase Adaptive Server Enterprise. Чтобы не отставать от конкурентов, Microsoft презентовала SQL Server 6.0, а вскоре и SQL Server 6.5. Обе программы запускались в Windows NT. А вот SQL Server 7.0 выполнялась не только Windows NT, но и Windows 95/98.

SQL Server 7.0 стала главной победой разработчиков процессора баз данных. Она превзошла возможности всех конкурирующих программ. Но в SQL Server 7.0 ядро процессора было сильно изменено. В SQL Server 7.0 полностью изменена не только архитектура ядра; в нее добавили оптимизатор запросов и улучшенную систему сохранения данных. В SQL Server 2000 добавили еще целый ряд дополнительных средств, повысили маштабируемость, надежность и доступность данных. Программа делает работу администратора легче и приятнее. SQL Server 2000 реализована как служба Windows NT Workstation, Windows NT Server и любой Windows 2000. В Windows ME она выполняется, как отдельное приложение в текущем сеансе пользователя. Все встроенные утилиты, например SQL Server Enterprise Manager, выполняются, как вспомогательные приложения типа клиент/сервер, позволяя управлять базой данных из любой точки сети.

Основными задачами системы SQL-сервер являются организация одновременного доступа к данным большого количества пользователей, а также манипуляция информацией, хранимой в базе данных. SQL-сервер поддерживает реляционную модель данных.

В системах, организованных в архитектуре клиент/сервер, поддерживается коллективный доступ к данным. Здесь каждый компьютер осуществляет операции с хранением, доступом и обработкой данных. При этом выполняемые задачи разделяются между сервером и рабочих станций, это разделение должно учитываться в создаваемых системах.

SQL Server - это серверная часть приложения, к которой присоединяются различные клиенты, включая и утилиты, поставляемые вместе с SQL Server (например, SQL Query Analyzer). К преимуще- ствам SQL Server можно отнести:

Обработка данных в среде клиент/сервер осуществляется при запуске запроса. Сервер отбирает необходимые данные и отправляет клиенту только затребованные строки таблиц. При этом не только уменьшается время передачи данных, но и ускоряется обработка запроса рабочей станцией.

Основные операции, связанные с управлением работой SQL-сервера, осуществляются с помощью ряда утилит, входящих в состав системы.

SQL Server Books Online - основной источник сведений о SQL Server для пользователя. В Books Online возможно найти ответы на любые вопросы о SQL Server. Books Online состоит из набора отдельных пособий, сохраненных в электронном виде. В случае необходимости вы можете заказать в Microsoft копию на бумаге. Само пособие организовано в виде документов HTML и просматривается в Microsoft Internet Explorer версии 5.0 и выше.

Books Online предоставить вам все то, что присуще обычным обучающим пособиям, а также дополнительные возможности поиска, отображения и печати необходимой информации.

Левая панель диалогового окна SQL Server Books Online содержит несколько вкладок:

Contents (Содержание). Все сведения о SQL Server представлены в виде упорядоченных по темам разделов (как в обычном справочном пособии).
Index (Индексный указатель). Содержит алфавитный список ключевых слов Books Online. После ввода в верхнем поле искомого слова список автоматически прокрутится до того места, где это слово в нем встречается.
Search (Поиск). Эта вкладка используется чаще других. После ввода слова, названия, команды или опции в поле поиска и щелчка на кнопке List Topics (Просмотреть разделы) результат поиска отображается в виде списка.
Favorites (Избранное). Подобно программе Internet Explorer, Books Online позволяет сохранять список избранных разделов, к которым обращались чаще всего.

Утилита SQL Server Service Manager (менеджер служб SQL Server) отвечает за управление службами SQL Server в компьютере локальной сети, на котором установлена SQL Server. При запуске этой утилиты на экране появляется диалоговое окно. Поле Server (сервер) содержит название сервера, который используется. Поле Service (службы) указывает службу, состояние которой проверяется на данном сервере. Графически состояние службы представляется следующим образом: зеленая стрелка указывает на выполнение службы в текущий момент; остальные значки символизируют приостановку или полную остановку выполнения службы. Утилита Service Manager - это основная утилита, используемая для управления SQL Server.

Раскрывающийся список Service содержит все службы, которые управляются этой утилитой. Среди них SQL Server, SQL Server Agent, Distributed Transaction Coordinator и Microsoft Search. Раскрывающийся список Server служит для указания сервера, на котором запущены службы. Именованные экземпляры также представлены в этом списке. Оба поля диалогового окна достаточно интеллектуальны, чтобы воспринимать введенные с клавиатуры значения (например, имя_сервераимя_экземпляра). После введения названия сервера и указания в поле Service необходимой службы утилита Service Manager соединяется с удаленным сервером и принимает на себя управление службами.

Все функциональные возможности этого приложения присущи утилите SQL Server Enterprise Manager. Она запускается с панели задач Windows и поэтому более удобна в использовании.

Утилита Client Network, играющая главную роль при подключении компьютеров-клиентов SQL Server, проста в использовании. При запуске Client Network на экране появляется диалоговое окно, в котором указано, какие протоколы используются по умолчанию клиентским приложением для подключения к серверу SQL Server. По умолчанию SQL Server 2000 используется сетевая библиотека ТСР/ IP, независимо от операционной системы, которая управляет компьютером. В нижней части диалогового окна приведены еще две опции: Force Protocol Encryption (проводить шифрование) и Enable Shared Memory Protocol (подключиться к SQL Server локально). Вторая опция позволяет автоматически подключаться к SQL Server, установленном на локальном компьютере. При необходимости можно ее отключить. Первая опция необходима для установки зашифрованного соединения между клиентским приложением и сервером, на котором установлена SQL Server 2000.

Утилита Server Network во многом похожа на Client Network. Но в отличие от утилиты Client Configuration, которая управляет подключением клиентского программного обеспечения к SQL Server, Server Network управляет работой сетевых библиотек. Именно эта утилита определяет протоколы, с помощью которых серверы с программой SQL Server 2000 общаются с клиентскими приложениями.

SQL Server Query Analyzer - утилита, позволяющая выполнять команды языка запросов Transact-SQL. Эта утилита функционирует в среде Windows, что делает ее удобной в использования. При запуске система в диалоговом окне запрашивает имя SQL-сервера, имя пользователя и его пароль. Воспользовавшись введенной информацией, система осуществляет подключение утилиты к данному SQL- серверу. Основное окно утилиты разделено на две части. В верхней части пользователем осуществляется ввод команд, требующих выполнения. По завершении ввода следует воспользоваться кнопкой запуска SQL-запроса, после чего в нижней части данного окна отобразятся результаты выполнения запроса. Здесь же можно проверить корректность выполнения запроса без его запуска и сохранить для дальнейшего использования.

SQL Server Enterprise Manager - утилита, предоставляющая пользователю выполнять все операции администрирования SQL - сервера, доступа ко всем его объектам, а также запуска различных утилит и приложений. Наличие утилиты на компьютере позволяет осуществлять конфигурирование и удаленных серверов, т.е. утилита может запускаться не только на самом сервере, но и на компьютере рабочей станции. Основное окно системы очень похоже на Проводник Windows. В левой части находятся основные объекты SQL-сервера. Использование символов + и - слева от названия объекта позволяет раскрывать его составляющие, что, в свою очередь, дает возможность их редактирования. При выборе необходимого объекта опции настройки его параметров отображаются в правой части окна утилиты.

Утилита Profiler используется для мониторинга всех процессов, протекающих в SQL Server. Она также применяется для настройки среды на максимальную производительность; для этого анализируется план выполнения запросов и на основе полученных результатов принимается правильное решение. Profiler позволяет следить не только за деятельностью отдельных приложений, выполнением команд, но и за каждым пользователем SQL Server. В SQL Server 2000 позволено одновременно отслеживать около 100 событий.

Утилита OSQL добавляет в SQL Server интерфейс ODBC. Эта программа позволяет использовать для подключения к SQL Server команды ODBC. Обычно с ее помощью выполняются пакетные запросы, предназначенные для производственных задач.

ISQL - это программа командной строки, пришедшая из предыдущих версий SQL Server. Для подключения к SQL Server в ней используются средства DB-Library. Поскольку работа ISQL полностью зависит от DB-Library, новые команды в ней остаются недоступными. Среди них и поддержка Unicode.

SQL Server 2000 оснащен лучшими инструментами, когда-либо создаваемыми Microsoft. С помощью всего одной консоли управления, оснащенной графическим интерфейсом, легко выполняется администрирование большой базы данных всей организации. В SQL Server интегрированы все необходимые программы: утилиты запуска запросов, мониторинга состояния системы и используемых служб.

Средства SQL Server даже позволяют настраивать сетевые соединения и устранять некоторые проблемы, возникающие в сети. Некоторые из инструментов SQL Server запускаются из главного меню Windows, другие - из командной строки или из папки mssqlinn.

Microsoft SQL Server - система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft. Основной используемый язык запросов - Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase . Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с небольшими и средними по размеру базами данных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

SQL является общепринятым интерфейсом к базам данных. «Все промышленные базы - Oracle , Microsoft SQL Server , PostgreSQL , MySQL - работают на SQL.

История

Исходный код MS SQL Server (до версии 7.0) основывался на коде Sybase SQL Server, и это позволило Microsoft выйти на рынок баз данных для предприятий, где конкурировали Oracle, IBM, и, позже, сама Sybase. Microsoft, Sybase и Ashton-Tate первоначально объединились для создания и выпуска на рынок первой версии программы, получившей название SQL Server 1.0 для OS/2 (около 1989 года), которая фактически была эквивалентом Sybase SQL Server 3.0 для Unix, VMS и др. Microsoft SQL Server 4.2 был выпущен в 1992 году и входил в состав операционной системы Microsoft OS/2 версии 1.3. Официальный релиз Microsoft SQL Server версии 4.21 для ОС Windows NT состоялся одновременно с релизом самой Windows NT (версии 3.1). Microsoft SQL Server 6.0 был первой версией SQL Server, созданной исключительно для архитектуры NT и без участия в процессе разработки Sybase.

К тому времени, как вышла на рынок ОС Windows NT, Sybase и Microsoft разошлись и следовали собственным моделям программного продукта и маркетинговым схемам. Microsoft добивалась исключительных прав на все версии SQL Server для Windows. Позже Sybase изменила название своего продукта на Adaptive Server Enterprise во избежание путаницы с Microsoft SQL Server. До 1994 года Microsoft получила от Sybase три уведомления об авторских правах как намёк на происхождение Microsoft SQL Server.

После разделения компании сделали несколько самостоятельных релизов программ. SQL Server 7.0 был первым сервером баз данных с настоящим пользовательским графическим интерфейсом администрирования. Для устранения претензий со стороны Sybase в нарушении авторских прав, весь наследуемый код в седьмой версии был переписан.

Версия SQL Server 2005 - была представлена в ноябре 2005 года. Запуск версии происходил параллельно запуску Visual Studio 2005. Существует также «урезанная» версия Microsoft SQL Server - Microsoft SQL Server Express; она доступна для скачивания и может бесплатно распространяться вместе с использующим её программным обеспечением.

С момента выпуска предыдущей версии SQL Server (SQL Server 2000) было осуществлено развитие интегрированной среды разработки и ряда дополнительных подсистем, входящих в состав SQL Server 2005. Изменения коснулись реализации технологии ETL (извлечение, преобразование и загрузка данных), входящей в состав компонента SQL Server Integration Services (SSIS), сервера оповещения, средств аналитической обработки многомерных моделей данных (OLAP) и сбора релевантной информации (обе службы входят в состав Microsoft Analysis Services), а также нескольких служб сообщений, а именно Service Broker и Notification Services. Помимо этого, были произведены улучшения в производительности.

Функциональность

Microsoft SQL Server в качестве языка запросов использует версию SQL, получившую название Transact-SQL (сокращённо T-SQL), являющуюся реализацией SQL-92 (стандарт ISO для SQL) с множественными расширениями. T-SQL позволяет использовать дополнительный синтаксис для хранимых процедур и обеспечивает поддержку транзакций (взаимодействие базы данных с управляющим приложением). Microsoft SQL Server и Sybase ASE для взаимодействия с сетью используют протокол уровня приложения под названием Tabular Data Stream (TDS, протокол передачи табличных данных). Протокол TDS также был реализован в проекте FreeTDS с целью обеспечить различным приложениям возможность взаимодействия с базами данных Microsoft SQL Server и Sybase.

Microsoft SQL Server также поддерживает Open Database Connectivity (ODBC) - интерфейс взаимодействия приложений с СУБД. Версия SQL Server 2005 обеспечивает возможность подключения пользователей через веб-сервисы, использующие протокол SOAP. Это позволяет клиентским программам, не предназначенным для Windows, кроссплатформенно соединяться с SQL Server. Microsoft также выпустила сертифицированный драйвер JDBC, позволяющий приложениям под управлением Java (таким как BEA и IBM WebSphere) соединяться с Microsoft SQL Server 2000 и 2005.

SQL Server поддерживает зеркалирование и кластеризацию баз данных. Кластер сервера SQL - это совокупность одинаково конфигурированных серверов; такая схема помогает распределить рабочую нагрузку между несколькими серверами. Все сервера имеют одно виртуальное имя, и данные распределяются по IP-адресам машин кластера в течение рабочего цикла. Также в случае отказа или сбоя на одном из серверов кластера доступен автоматический перенос нагрузки на другой сервер.

SQL Server поддерживает избыточное дублирование данных по трем сценариям:

Снимок: Производится «снимок» базы данных, который сервер отправляет получателям.
История изменений: Все изменения базы данных непрерывно передаются пользователям.
Синхронизация с другими серверами: Базы данных нескольких серверов синхронизируются между собой. Изменения всех баз данных происходят независимо друг от друга на каждом сервере, а при синхронизации происходит сверка данных. Данный тип дублирования предусматривает возможность разрешения противоречий между БД.

В SQL Server 2005 встроена поддержка.NET Framework. Благодаря этому, хранимые процедуры БД могут быть написаны на любом языке платформы.NET, используя полный набор библиотек, доступных для.NET Framework, включая Common Type System (система обращения с типами данных в Microsoft .NET Framework). Однако, в отличие от других процессов, .NET Framework, будучи базисной системой для SQL Server 2005, выделяет дополнительную память и выстраивает средства управления SQL Server вместо того, чтобы использовать встроенные средства Windows. Это повышает производительность в сравнении с общими алгоритмами Windows, так как алгоритмы распределения ресурсов специально настроены для использования в структурах SQL Server.

Системы управлении базами данных (СУБД) в последнее время стали неотъемлемой частью ИТ-инфраструктуры практически любой компании. Сейчас достаточно сложно найти компанию, которая бы не пользовалась системой 1С:Предприятие или какой-либо мощной ERP системой, такой как SAP или Microsoft Dynamics (CRM), которые используют СУБД для хранения своих данных. Почти все WEB-приложения используют СУБД для хранения информации о клиентах, наименований товаров и т.п. Если раньше СУБД использовались в основном для хранения текстовых и числовых данных, то сейчас в СУБД хранятся такие данные, как изображения, видеозаписи и многие другие типы данных. Объёмы баз данных в некоторых отраслях выросли до нескольких терабайт. Поэтому сейчас, как никогда ранее, повысились требования к надёжности и производительности систем управления базами данных. Лидирующие позиции на рынке среди СУБД занимает Microsoft SQL Server. Доля рынка Microsoft SQL Server, по данным Gartner, составляет 46,8%, остальная часть рынка принадлежит Oracle и IBM DB2, относительно небольшую часть рынка занимают СУБД Open Source, такие как Postgre и Firebird.

Microsoft SQL Server 2012 является новейшей и мощнейшей системой управления базами данных. Помимо стандартных для СУБД функций, SQL Server 2012 содержит большой набор интегрированных служб по анализу данных. Доступ к данным, расположенным на SQL Server могут получить любые приложения, разработанные на.Net и VisualStudio, а также приложения пакета Microsoft Office 2007. SQL Server 2012 обеспечивает высочайшую в своём классе масштабируемость, производительность и безопасность.

Microsoft SQL Server 2012 поддерживают более 15000 поставщиков программного обеспечения, его используют более 74,7% крупнейших компаний мира. Microsoft SQL Server 2012 используют практически все ERP и CRMсистемы, как SAP, Microsoft Dynamics, 1C: Предприятие, Microsoft CRM.

Платформа данных SQL Server

SQL Server 2012 предоставляет средства по созданию и управлению реляционными базами данных. Также SQL Server 2012 поддерживает новые средства аналитической обработки данных (Analysis Services), средства отчётности (Reporting Services), а также множество средств, упрощающих разработку приложений.

Ввиду того, что на SQL Server работают критические бизнес-приложения, предприятия выдвигают очень жёсткие требования по производительности, отказоустойчивости и безопасности самой СУБД.

Безопасноcть SQL Server 2012:

Интерактивное шифрование баз данных. SQL Server 2012 поддерживает прозрачное шифрование баз данных и журналов транзакций. Данная функция позволяет заказчику быть уверенным в том, что неправомочный доступ к данным компании невозможно будет получить, даже завладев сервером или системой хранения данных.
Поддержка PKI. SQL Server 2012 поддерживает инфраструктуру сертификатов. Доступ к данным можно ограничивать и шифровать при помощи сертификатов и аппаратных модулей защиты (TPM).
Интеграция с доменом ActiveDirectory. Доступ к данным можно разрешать по доменным пользователям и группам.
Аудит. SQL Server 2012 поддерживает аудит доступа к данным и контроль за осуществляемыми с базой данных действиями.

Отказоустойчивость SQL Server 2012:

Зеркалирование БД (Database Mirroring). Технология зеркалирования предполагает наличие одного активного сервера, с которым работают все клиенты, и одного зеркального сервера, на который происходит передача всех журналов транзакций и их применение к зеркальной БД. При отказе активного сервера, происходит переключение на зеркальный сервер. Это делается либо вручную, либо автоматически, при использовании сервера-наблюдателя (Witness). Таким образом обеспечивается отказоустойчивость БД, и в случае сбоя максимум, что теряется - это одна транзакция. При этом не требуется никакого специализированного кластерного оборудования или SAN-устройств. Но нужно учитывать, что данный метод не обеспечивает непрерывность функционирования, ввиду того, что переключение длится несколько секунд и обращения происходят к другому серверу с другим именем, а также не обеспечивается распределение нагрузки и снижается производительность. В SQL Server 2012 появилась функция автоматического восстановления повреждённых страниц с зеркального сервера, а также добавлена функция прозрачного перенаправления клиентов на зеркальный сервер.

Database Mirroring в SQL Server 2012

Кластеры высокой доступности (High Availability Cluster). Крупные компании, которым требуется непрерывность функционирования, постоянная доступность БД и распределение нагрузки, используют SQL Server 2012 в режиме кластера. SQL Server 2012 поддерживает 16-ти узловую кластеризацию, причём кроме кластеризации ядра СУБД, поддерживается также кластеризация Analysis Services, Notification Services и Replication Services. Кластер SQL Server 2012 позволяет обеспечить режим функционирования 24/7 для критических бизнес-приложений.

Двух узловой кластер на базе SQL Server 2012

Масштабируемость SQL Server 2012:

Горячее добавление памяти и процессоров. SQL Server 2012 позволяет не выключая и не перезагружая сервер добавлять в него оперативную память и процессоры (эта функция должна также поддерживаться и оборудованием).
Репликация БД. SQL Server 2012 позволяет создавать копии БД в удалённых филиалах. Поддерживаются различные механизмы репликации с использованием транзакций, слияния и моментальных снимков. Репликация может быть как односторонней, когда например, изменения из центрального офиса реплицируются в филиалы, так и двусторонней. SQL Server 2012 поддерживает распределённые приложения и гео-распределённую кластеризацию.
Распределение ресурсов (Resource Governor). SQL Server 2012 позволяет распределять ресурсы и назначать приоритет для различных задач. Эта функция позволяет избежать случаев резкого падения производительности всего сервера, и прерывания работы всех пользователей при выполнении одной какой-либо сложной задачи.
Поддержка архитектуры Intel Itanium. Для сверхвысоких нагрузок выпущена версия SQL Server 2012, работающая на RISC-серверах, построенных на платформе Intel Itanium (IA-64). Данная редакция SQL Server 2012 применяется в крупных ЦОД для обработки больших объёмов информации. SQL Server 2012 в редакции Itanium поддерживает 64 процессорных ядер и 2 терабайта оперативной памяти. Поддерживаются технологии горячего добавления/отключения процессора и памяти, также поддерживается технология отказоустойчивого зеркалирования памяти и 8-ми узловая кластеризация.

Построение кластера является достаточно сложной задачей. При построении кластера проводится сложный анализ бизнес-приложения, использующего СУБД, рассчитывается нагрузочная способность и требуемые ресурсы, прогнозируется рост БД и рост нагрузочной способности, в соответствии с этим планируется инфраструктура кластеров и подбирается оборудование. Компания ЛанКей обладает опытом построения кластеров SQL Server в ряде крупных компаний. Планирование и развёртывание кластеров SQL Server производят сертифицированные инженеры MCSE, MCDBA, MCTS: SQL Server.

Системы управления базами данных

Система управления базами данных как составная часть автоматизированного банка данных

В современных информационных системах информация обычно хранится с использованием автоматизированных банков данных. Банки данных могут быть очень большими и могут содержать разную информацию, используемую организацией.

Банк данных - это информационная система коллективного пользования, обеспечивающая централизованное хранение данных, их обновление и выдачу по запросам пользователей. Это комплекс аппаратного и программного обеспечения банка данных и персонала, обслуживающего его. Банк данных включает:

одну или несколько баз данных;

систему управления базами данных (СУБД);

персонал, обеспечивающий работу банка данных.

База данных – это совокупность определенным образом организованных данных, хранящихся в запоминающих устройствах ЭВМ. Обычно данные хранятся на жестком диске сервера организации.

В общем случае данные в базе данных (по крайней мере, в больших системах) являются интегрированными и разделяемыми. Эти два аспекта, интеграция и разделение данных, представляют собой наиболее важные преимущества использования банков данных на "большом" оборудовании и, по меньшей мере, один из них- интеграция - является преимуществом их применения и на "малом" оборудовании.

Под понятием интеграции данных подразумевается возможность представить базу данных как объединение нескольких отдельных файлов данных, полностью или частично исключающее избыточность хранения информации.

Под понятием разделяемости данных подразумевается возможность использования несколькими различными пользователями отдельных элементов, хранимых в базе данных. Имеется в виду, что каждый из пользователей сможет получить доступ к одним и тем же данным, возможно, даже одновременно (параллельный доступ). Такое разделение данных, с параллельным или последовательным доступом, частично является следствием того факта, что база данных имеет интегрированную структуру.

Одним из следствий упомянутых выше характеристик базы данных (интеграции и разделяемости) является то, что каждый конкретный пользователь обычно имеет дело лишь с небольшой частью всей базы данных, причем обрабатываемые различными пользователями части могут произвольным образом перекрываться. Иначе говоря, каждая база данных воспринимается ее различными пользователями по-разному. Фактически, даже те два пользователя базы данных, которые работают с одними и теми же частями базы данных, могут иметь значительно отличающиеся представления о них.

База данных характеризуется моделью данных, т. е. формой организации данных в ней. По типу модели данных БД делятся на сетевые, иерархические и реляционные. В настоящее время практически применяется только реляционная структура, в которой база данных состоит из одной или нескольких двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

каждый элемент таблицы - один элемент данных

все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)

каждый столбец имеет уникальное имя

одинаковые строки в таблице отсутствуют

порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Такая модель хранения данных обеспечивает удобство использования базы данных на ЭВМ. Учитывая, что таблицы базы данных могут быть связаны определенными отношениями, такая модель обеспечивает целостность данных и отсутствие избыточности хранения. Поэтому она и используется в большинстве современных баз данных.

Система управления базами данных (СУБД) - специализированная программа или комплекс программ, предназначенная для организации и ведения базы данных. Она обеспечивает хранение данных и взаимодействие пользователя с БД, позволяя пользователям производить поиск, сортировку и выборку информации в базе данных, а некоторым пользователям - добавлять, удалять и изменять записи в БД. В зависимости от того, с какой базой данных работает СУБД, она может быть:

иерархической

реляционной

объектно-реляционной

объектно-ориентированной

Мы будем рассматривать реляционные системы управления базами данных.

Персонал, обеспечивающий работу банка данных, это администратор банка данных, а также инженеры и техники, обеспечивающие работу аппаратного обеспечения банка данных.

Таким образом, система управления базами данных является необходимой составной частью банка данных.

СУБД Microsoft SQL server

Одной из самых распространенных СУБД, используемых в крупных организациях, является Microsoft SQL server, СУБД от компании Microsoft. Она использует реляционную модель данных. Microsoft SQL server является клиент-серверной СУБД, что делает ее хорошей для использования в крупных организациях, имеющих мощный сервер. Платформа данных MS SQL Server 2005 включает следующие инструменты для работы с базой данных:

Поддержка структурированных и неструктурированных (XML) данных.

Replication Services: репликация данных для распределённых и мобильных приложений обработки данных, высокая доступность систем, масштабируемый параллелизм со вторичными хранилищами данных для отчётных решений предприятия и интеграция с разнородными системами, включая существующие базы данных Oracle.

Notification Services: развитые возможности уведомлений для разработки и внедрения масштабируемых приложений, способных доставлять персонализированные, своевременные обновления информации множеству соединённых и мобильных устройств.

Integration Services: возможности извлечения, преобразования и загрузки для хранилищ данных и интеграции данных в масштабе предприятия.

Analysis Services: аналитическая обработка в реальном времени (OLAP) для быстрого, сложного анализа больших и смешанных наборов данных, использующая многомерное хранение.

Reporting Services: исчерпывающее решение для создания, управления и доставки как традиционных бумажных отчётов, так и интерактивных, основанных на технологии WWW отчётов.

Инструменты управления: SQL Server включает средства управления для развитого управления и настройки баз данных, также как и тесную интеграцию с такими инструментами, как Microsoft Operations Manager (MOM) и Microsoft Systems Management Server (SMS). Стандартные протоколы доступа к данным существенно уменьшают время, необходимое для интеграции данных SQL Server с существующими системами. В дополнение, поддержка Web служб встроена для обеспечения взаимодействия с другими приложениями и платформами.

Инструменты разработки: SQL Server предлагает интегрированные инструменты разработки для ядра базы данных, извлечения, трансформации и загрузки данных, извлечения информации, OLAP и отчётности, которые тесно интегрированы с Microsoft Visual Studio® для предоставления сквозных возможностей разработки приложений. Каждая главная подсистема SQL Server поставляется со своей собственной объектной моделью и набором API для расширения системы данных в любом направлении, которое уникально для вашего бизнеса.

Особенностью данной СУБД являются следующие средства:

SQL Server Management Studio. SQL Server упрощает управление путём предоставления единой интегрированной консоли управления для мониторинга и управления реляционной базой данных SQL Server, Integration Services, Analysis Services, Reporting Services, Notification Services и SQL Mobile на большом числе распределённых серверов и баз данных. Администраторы баз данных могут выполнять несколько задач одновременно, включая следующие: создание и выполнение запроса, просмотр серверных объектов, управление объектом, отслеживание активности системы и просмотр оперативной справки. SQL Server Management Studio содержит среду разработки для создания, редактирования и управления сценариев и хранимых процедур, используя Transact-SQL, многомерные выражения (MDX), XMLA и SQL Server Mobile Edition. Management Studio легко интегрируется с системой контроля версий. Management Studio также содержит инструменты для планирования задач Агента SQL Server и управления Планами Технического Обслуживания для автоматизации ежедневных задач обслуживания. Объединение задач управления и создания в одном инструменте в соединении со способностью управлять всеми типами серверов обеспечивает улучшенную производительность для администраторов баз данных.

Упреждающий мониторинг и настройка производительности SQL Server предоставляет более 70 новых мер внутренней производительности базы данных и использования ресурсов от памяти, блокировок и планирования до транзакций и операций сетевого и дискового ввода-вывода. Эти Динамические Представления Управления (Dynamic Management Views - DMV) обеспечивают большую прозрачность и видимость состояния базы данных и мощную инфраструктуру для упреждающего мониторинга жизнеспособности и производительности базы данных.

Объекты Управления SQL (SQL Management Objects) Объекты Управления SQL (SMO) являются новым набором объектов для программирования, которые предоставляет полную функциональность для управления базой данных SQL Server. Фактически, Management Studio построена на Объектах Управления SQL. SMO реализована в виде сборки Microsoft .NET Framework. SMO можно использовать для автоматизации распространённых задач администрирования SQL Server, таких как программное получение конфигурационных настроек, создание баз данных, выполнение сценариев Transact-SQL, создание заданий Агента SQL Server и планирование резервного копирования. Объектная модель SMO является более безопасной, надёжной и масштабируемой заменой Распределённым Объектам Управления (DMO), которые входят в состав предыдущих версий SQL Server.

Выделенное административное соединение SQL Server привносит выделенное административное соединение для доступа к серверу даже если он не отвечает или недоступен по иной причине. Это позволяет вам выполнять диагностические функции или операторы Transact-SQL для разрешения проблем на сервере. Административное соединение активируется членами фиксированной серверной роли sysadmin и доступно только через утилиту командной строки SQLCMD либо локально, либо с удалённой машины.

Поддержка Web служб В SQL Server можно разрабатывать Web службы XML в уровне базы данных, используя SQL Server в качестве слушателя HTTP. Это даёт новый способ доступа к данным приложениям, которые сосредоточены вокруг Web служб. В SQL Server 2005 можно использовать HTTP для прямого доступа к SQL Server, без применения слушателя промежуточного уровня, такого как Microsoft Internet Information Services (IIS). SQL Server предоставляет интерфейс Web службы для выполнения SQL выражений и вызова функций и процедур. Результаты запросов возвращаются в XML формате и здесь можно воспользоваться преимуществами инфраструктуры Web служб Visual Studio.

Важно отметить, что MS SQL Server рассчитана на работу именно на платформе Windows. Это ограничивает ее использование в различных сферах деятельности. Кроме того, компания Microsoft ориентируется на снижение стоимости СУБД, что приводит к уменьшению эффективности средств обеспечения надежности и безопасности. Это является важным фактором при выборе СУБД для организации.

СУБД Oracle

Другой распространенной СУБД является система от компании Oracle. Данная СУБД также является клиент-серверной, следовательно она предназначена для компаний, имеющих информационную сеть с мощным сервером. Эта СУБД использует тоже реляционную модель данных, но содержит элементы объектно-ориентированной модели данных. На 2009 год самой новой является версия Oracle 11g Release 2. Рассмотрим особенности этой программы.

Масштабируемость приложений. Модуль Oracle Real Application Clusters, следующее поколение продукта Oracle Parallel Server, обеспечивает прозрачную масштабируемость приложений за счет быстрого и эффективного совместного использования кластерного кэша для согласованного доступа к данным. Oracle Real Application Clusters предоставляет следующие возможности:

Коробочные приложения, которые можно масштабировать практически линейно и совершенно прозрачно

Совместимость со всеми приложениями без необходимости их перестройки

Быстрое увеличение кластеров, возможность быстрого добавления узлов и дисков

Аварийное восстановление Oracle Data Guard обеспечивает клиентов системой быстрого восстановления из аварийных ситуаций. Операции восстановления в Data Guard предусматривают возможные случаи, просты в использовании и полностью автоматизированы.

Физическая резервная база данных Физическое резервирование базы данных осуществляется путем передачи журналов операций с основного сервера на резервный. Операции из этих журналов затем физически выполняются средствами восстановления (этот процесс называется «довыполнением»), чтобы согласовать содержимое резервного и основного серверов. Резервная база данных идентична основной по физической структуре и даже может быть использована при операциях чтения.

Логическая резервная база данных В Oracle Data Guard появился новый механизм резервирования базы данных – логическая резервная база данных (Logical Standby Database), отличающаяся от физической способом реализации. Материалом для обеих резервных баз данных служат журналы операций, но вместо прямого их применения логическая база данных экстраполирует из них операторы SQL и выполняет их на резервном сервере, как обычные SQL-команды. В итоге резервная база данных доступна для нормальных операций чтения и записи.

Передача журналов без потери данных Oracle Data Guard обладает способностью синхронно или асинхронно переписывать обновления журналов операций напрямую из основной базы данных в резервную. Это позволяет предложить всеобъемлющее решение аварийного восстановления без опоры на сторонние продукты для хранения оперативных копий журналов восстановления. Таким образом, в любой ситуации клиенты могут быть уверены, что их резервная база данных сохранит все операции, сделанные вплоть до момента сбоя.

Data Guard Broker Модуль Oracle выполняет функции контроля, управления и автоматизации, необходимые для поддержки логической и физической резервных баз данных. Например, он может восстановить основную базу данных в любую из резервных за одну операцию.

Восстановление после системных сбоев

Система Cache Fusion, обеспечивает быстрое восстановление после сбоя, что приводит к непрерывной доступности данных и приложений.

Real Application Clusters Кластерная архитектура обеспечивает более высокий уровень доступности, чем одноузловая конфигурация, поскольку устраняется единый источник сбоев – сервер. В кластерной конфигурации с двумя узлами при аварии системы на одном узле приложение продолжит работу на оставшемся.

Oracle Fail Safe – четырехузловая отказоустойчивая конфигурация для Windows Oracle Fail Safe обеспечивает необходимую для электронного бизнеса непрерывную доступность и защиту от системных сбоев в кластерной архитектуре на базе Windows NT и 2000. Oracle Fail Safe выполняет аварийное восстановление для базы данных и серверов приложений как в двухузловых, так и в четырехузловых кластерах Windows NT и 2000.

Быстрое восстановление через заданный интервал времени В Oracle применяется технология быстрого восстановления Fast-Start Time-Based Recovery, позволяющая администраторам баз данных задавать требуемый верхний предел для времени восстановления (в секундах). При перезагрузке после сбоя или аварии системы пользователи будут вновь подключены к их приложению не позднее этого времени.

Снимок состояния системы и возобновление работы Часто у администраторов баз данных возникает проблема выбора: разобраться в причине сбоя или быстрее восстановить работу системы. С помощью Flash Freeze администратор может сделать «снимок» состояния системы в момент сбоя, быстро перезапустить базу данных, а затем в автономном режиме проанализировать полученные данные.

Восстановление после ошибок пользователей. В Oracle облегчены операции восстановления после ошибок, совершенных пользователями, в том числе последствия неправильных или введенных не в той последовательности команд.

Oracle Flashback Query Oracle Flashback Query позволяет пользователям и приложениям обращаться к состоянию данных на некоторый момент времени в прошлом. С помощью этого параметра "обратного хода" можно задать дату и время, а затем формировать обычные запросы к данным, которые будут выглядеть так, как они выглядели в указанное время. После обнаружения ошибок можно произвести относительно простые отменяющие действия, которые могут быть выполнены без вмешательства администратора базы данных. Еще более важно, что восстановление не вызывает задержки в работе приложения.

Подробный анализ журналов операций Установить причину ошибок можно, также проанализировав журналы операций базы данных. Реляционная утилита Oracle LogMiner позволяет читать, анализировать и интерпретировать с помощью стандартного интерфейса SQL как действующие, так и архивные журналы. С помощью Oracle LogMiner администраторы баз данных теперь смогут анализировать все изменения в базах данных, включая операции с данными, определения и команды администрирования.

Возобновляемые операции Для выполнения некоторых длительных операций, таких, как загрузка данных или сложные изменения, может не хватить ресурсов (например, дискового пространства). Неудачное завершение длительных операций может потребовать много времени для их возобновления. Oracle решает эту проблему, позволяя администраторам баз данных откладывать операции, которые не могут завершиться в данный момент. Отложив операцию, администратор может устранить проблему с нехваткой ресурсов и затем возобновить выполнение отложенной операции с момента, где она была остановлена.

Уменьшение запланированных задержек. Oracle позволяет все плановые операции по обслуживанию системы выполнять, не приостанавливая ее обычную работу.

Изменение схемы без закрытия доступа
В Oracle можно переопределять структуры таблиц, даже если они открыты для доступа пользователями и приложениями.

Реорганизация таблиц и индексов без закрытия доступа
Также Oracle обладает простым механизмом для реорганизации и переопределения самих таблиц, не прерывая доступа к ним. Это снижает запланированные задержки, увеличивает доступность приложений, уменьшает фрагментацию дисков и улучшает производительность.

Выполнение всех операций с индексом без закрытия доступа

В Oracle, все индексы таблиц можно создавать и перестраивать оперативно, не прерывая доступа к ним. Без этого пользователи не могут выполнять свои приложения во время таких операций.

Динамические параметры базы данных Параметры базы данных в Oracle, задающие объем используемой сервером базы данных памяти, можно менять оперативно, не прерывая доступ. Раньше для изменения таких параметров приходилось переводить базу данных в автономный режим и перезапускать ее, чтобы изменения вступили в силу

Снижение затрат на управление. Oracle упрощает управление обработкой данных с помощью следующих средств:

Автоматизированная конфигурация позволяет сохранять параметры после выключения системы. Новые функции автоматического архивирования и восстановления значительно снижают время, затрачиваемое администратором на повседневное обслуживание.

Microsoft SQL Server – система управления реляционными базами данных (СУБД), разработанная корпорацией Microsoft (содержание данного пункта является полной копией работы Левченко Ольги, Информационные системы, КУА Алматы, 2011 http://bourabai.kz/dbt/servers/MicrosoftSQLServer.htm) .

Основной используемый язык запросов - Transact-SQL, создан совместно Microsoft и Sybase. Transact-SQL является реализацией стандарта ANSI/ISO по структурированному языку запросов (SQL) с расширениями. Используется для работы с базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

Исходный код MS SQL Server (до версии 7.0) основывался на коде Sybase SQL Server, и это позволило Microsoft выйти на рынок баз данных для предприятий, где конкурировали Oracle, IBM, и, позже, сама Sybase. Microsoft, Sybase и Ashton-Tate первоначально объединились для создания и выпуска на рынок первой версии программы, получившей название SQL Server 1.0 для OS/2 (около 1989 года), которая фактически была эквивалентом Sybase SQL Server 3.0 для Unix, VMS и др. Microsoft SQL Server 4.2 был выпущен в 1992 году и входил в состав операционной системы Microsoft OS/2 версии 1.3. Официальный релиз Microsoft SQL Server версии 4.21 для ОС Windows NTсостоялся одновременно с релизом самой Windows NT (версии 3.1). Microsoft SQL Server 6.0 был первой версией SQL Server, созданной исключительно для архитектуры NT и без участия в процессе разработки Sybase.

Версия SQL Server 2005 - была представлена в ноябре 2005 года. Запуск версии происходил параллельно запуску Visual Studio 2005. Существует также “урезанная” версия Microsoft SQL Server – Microsoft SQL Server Express; она доступна для скачивания и может бесплатно распространяться вместе с использующим её программным обеспечением.

Основные разработчики:

Чжаохуэй Тан (англ. Zhaohui Tang ) – работал ведущим менеджером по программам в команде Microsoft SQL Server Data Mining. В Microsoft пришёл в 1999 году, работал над проектированием возможностей data mining в SQL Server 2000 и SQL Server 2005.

Джейми МакЛеннан (англ. Jamie MacLennan ) – руководил разработкой движка Data Mining Engine в SQL Server. В Microsoft пришёл в 1999 году, занимался проектированием и реализацией функционала data mining совместно с подразделением Microsoft Research.

Сервер баз данных Microsoft SQL Server в качестве языка запросов использует версию языка SQL, получившую название Transact-SQL (сокращённо T-SQL). Язык T-SQL является реализацией SQL-92 (стандарт ISO для языка SQL) с множественными расширениями. T-SQL позволяет использовать дополнительный синтаксис для хранимых процедур и обеспечивает поддержку транзакций (взаимодействие базы данных с управляющим приложением).

При взаимодействии с сетью Microsoft SQL Server и Sybase ASE используют протокол уровня приложения под названием Tabular Data Stream (TDS, протокол передачи табличных данных). Протокол TDS также был реализован в проекте FreeTDS с целью обеспечить различным приложениям возможность взаимодействия с базами данных Microsoft SQL Server и Sybase.

Для обеспечения доступа к данным Microsoft SQL Server поддерживает Open Database Connectivity (ODBC) - интерфейс взаимодействия приложений с СУБД. Версия SQL Server 2005 обеспечивает возможность подключения пользователей через веб-сервисы, использующие протокол SOAP. Это позволяет клиентским программам, не предназначенным для Windows, кроссплатформенно соединяться с SQL Server. Компания Microsoft также выпустила сертифицированный драйвер JDBC, позволяющий приложениям под управлением Java (таким как BEA и IBM WebSphere) соединяться с Microsoft SQL Server 2000 и 2005.

Также SQL Server поддерживает зеркалирование и кластеризацию баз данных. Кластер сервера SQL – это совокупность одинаково конфигурированных серверов; такая схема помогает распределить рабочую нагрузку между несколькими серверами. Все сервера имеют одно виртуальное имя, и данные распределяются по IP-адресам машин кластера в течение рабочего цикла. Также в случае отказа или сбоя на одном из серверов кластера доступен автоматический перенос нагрузки на другой сервер.

SQL Server поддерживает избыточное дублирование данных по трем сценариям:

1. Снимок: Производится “снимок” базы данных, который сервер отправляет получателям.

2. История изменений: Все изменения базы данных непрерывно передаются пользователям.

3. Синхронизация с другими серверами: Базы данных нескольких серверов синхронизируются между собой. Изменения всех баз данных происходят независимо друг от друга на каждом сервере, а при синхронизации происходит сверка данных. Данный тип дублирования предусматривает возможность разрешения противоречий между БД.

В SQL Server 2005 встроена поддержка.NET Framework. Благодаря этому хранимые процедуры БД могут быть написаны на любом языке платформы.NET, используя полный набор библиотек, доступных для.NET Framework, включая Common Type System (система обращения с типами данных в Microsoft .NET Framework). Однако, в отличие от других процессов, .NET Framework, будучи базисной системой для SQL Server 2005, выделяет дополнительную память и выстраивает средства управления SQL Server вместо того, чтобы использовать встроенные средства Windows. Это повышает производительность в сравнении с общими алгоритмами Windows, так как алгоритмы распределения ресурсов специально настроены для использования в структурах SQL Server.

Microsoft и другие компании производят большое число программных средств разработки, позволяющих разрабатывать бизнес-приложения с использованием баз данных Microsoft SQL Server. Microsoft SQL Server 2005 включает в себя также Common Language Runtime (CLR) Microsoft .NET, позволяющий реализовывать хранимые процедуры и различные функции приложениям, разработанным на языках платформы.NET (например, VB.NET или C#). Предыдущие версии средств разработки Microsoft использовали только API для получения функционального доступа к Microsoft SQL Server.

Microsoft SQL Server Express является бесплатно распространяемой версией SQL Server, развитием системы MSDE. Данная версия имеет некоторые технические ограничения. Такие ограничения делают её непригодной для развертывания больших баз данных, но она вполне годится для ведения программных комплексов в масштабах небольшой компании. Содержит полноценную поддержку новых типов данных, в том числе XML-спецификации. Фактически, это полноценный MS SQL Server, включая все его компоненты программирования, поддержку национальных алфавитов и Unicode. Поэтому используется в приложениях, при проектировании или для самостоятельного изучения. Нет никаких препятствий для дальнейшего развёртывания накопленной базы данных на MS SQL Server неэкспрессной версии. В 2007 году Microsoft выпустила отдельную утилиту с графическим интерфейсом для администрирования данной версии, которая также доступна для бесплатного скачивания с сайта корпорации.

Ограничения:

1 поддерживаемый процессор (но может быть установлен на любой сервер);

1 Гб адресуемой памяти;

4 Гб максимальный размер базы (10 Гб для версии SQL Server 2008 R2);

через интерфейс SQL Server Management Studio 2005 нет возможности экспорта/импорта данных (в версии 2008 эта возможность присутствует).

6.10. Постреляционная СУБД Cache’

В конце 1997 года компания InterSystems Corp. выпустила постреляционную СУБД Cache" (содержание пункта является копией одноименной статьи В.А. Федорова, консультанта по продуктам, InterSystems Corp. http://citforum.ru/database/articles/cache.shtml). За 4 года вышло несколько версий СУБД Cache", в настоящий момент компания предлагает Cache" 4.1.

Cache" 4.1. - высокопроизводительная промышленная СУБД, интегрированная с технологией разработки Web-приложений - Cache" Server Pages. СУБД Cache" относится к постреляционным СУБД. Термин "постреляционная СУБД" обозначает принадлежность Cache" к СУБД нового поколения. Имеется в виду не столько аспект времени (Cache" появилась после своих основных реляционных конкурентов), сколько ряд технологических преимуществ: единая архитектура данных и полная поддержка Cache" объектно-ориентированных технологий, о которых будет подробно рассказано ниже.

На рисунке 6.10.1 изображены основные элементы архитектуры СУБД Cache": платформы, на которых работает Cache", Многомерный сервер данных, три способа доступа к данным, язык описания бизнес-логики Cache" ObjectScript, интерфейсы к средствам проектирования и разработки приложений и Web-технология Cache" Server Pages. Далее мы подробно остановимся на всех основных элементах архитектуры, которые будут рассмотрены подробнее.

Рисунок 6.10.1 – Архитектура постреляционной СУБД Cache’.

Cache" - кроссплатформенная система. Cache" поддерживает следующие операционные системы: всю линейку Windows, Linux, основные реализации Unix и Open VMS. Планируется поддержка новых реализаций Unix. Большое внимание уделяется новой платформе Itanium.

Данные в Cache" хранятся под управлением Многомерного сервера данных. В основе Cache" лежит транзакционная многомерная модель данных (TMDM), которая позволяет хранить и представлять данные так, как они чаще всего используются. Многомерный сервер данных снимает многие ограничения, накладываемые реляционными СУБД, которые хранят данные в двумерных таблицах, ведь если реляционная модель состоит из большого количества таблиц, что необходимо при работе со сложными структурами данных, это существенно усложняет и замедляет выполнение сложных транзакций и ведет к хранению излишней информации. Cache" хранит данные в виде многомерных разреженных массивов - глобалей. Уникальная транзакционная многомерная модель данных позволяет избежать проблем, присущих реляционным СУБД, оптимизируя данные на уровне хранения.

В отличие от ранних многомерных СУБД, которые были оптимизированы для создания аналитических систем, Cache" ориентирована на системы обработки транзакций (Online Transaction Processing).

Многомерный сервер данных Cache" предназначен для обработки транзакций в системах с большими и сверхбольшими БД (сотни гигабайт, терабайты) и большим количеством одновременно работающих пользователей. Многомерный сервер данных Cache" позволяет разработчикам получить великолепную производительность, отказавшись от хранения избыточных данных и таблиц. Реляционная модель не всегда подходит для описания сложных предметных областей. Транзакционная модель данных Cache" позволяет оптимизировать данные на уровне хранения, поддерживать объектную модель и сложные типы данных. Все эти возможности значительно упрощают создание сложных систем.

В Cache" реализована концепция Единой архитектуры данных. К одним и тем же данным, хранящимся под управлением Многомерного Сервера Данных Cache" есть три способа доступа: прямой, объектный и реляционный:

Рисунок 6.10.2 - Концепция Единой архитектуры данных Cache".

1. Cache" Direct Access – прямой доступ к данным, обеспечивает максимальную производительность и полный контроль со стороны программиста. Разработчики приложений получают возможность работать напрямую со структурами хранения. Использование этого типа доступа накладывает определенные требования на квалификацию разработчиков, но понимание структуры хранения данных в Cache" позволяет оптимизировать хранение данных приложения и создавать сверхбыстрые алгоритмы обработки данных.

2. Cache" SQL - реляционный доступ, обеспечивающий максимальную производительность реляционных приложений с использованием встроенного SQL. Cache" SQL соответствует стандарту SQL 92. Кроме этого, разработчик может использовать разные типы триггеров и хранимых процедур. Все это позволяет Cache" успешно конкурировать с реляционными СУБД. Даже без использования прямого и объектного доступа приложения на Cache" работают быстрее за счет высокой производительности Многомерного Сервера Данных.

3. Cache" Objects - объектный доступ, для максимальной продуктивности разработки при использовании Java, Visual C++, VB и других ActiveX-совместимых средств разработки, таких как PowerBuilder и Delphi. В Cache" реализована объектная модель в соответствии с рекомендациями ODMG (Группа управления объектными базами данных - Object Database Management Group). В Cache" полностью поддерживаются наследование (в том числе и множественное), инкапсуляция и полиморфизм. При создании информационной системы разработчик получает возможность использовать объектно-ориентированный подход к разработке, моделируя предметную область в виде совокупности классов объектов, в которых хранятся данные (свойства классов) и поведение классов (методы классов). Cache", поддерживая объектную модель данных, позволяет естественным образом использовать объектно-ориентированный подход как при проектировании (в Rational Rose) предметной области, так и при реализации приложений в ОО-средствах разработки (Java, C++, Delphi, VB). Постреляционная СУБД Cache" конкурирует с объектными СУБД, значительно превосходя их по таким показателям как надежность, производительность и удобство разработки.

Как только определяется класс объектов, Cache" автоматически генерирует реляционное описание этих данных так, что к ним можно обращаться, используя SQL. Подобным же образом, при импорте в словарь данных DDL-описания реляционной базы данных, Cache" автоматически генерирует реляционное и объектное описание данных, открывая тем самым доступ к данным как к объектам. При этом все описания данных ведутся согласованно, все операции по редактированию проводятся только над одним экземпляром данных. Кроме этого программист может обратиться к тем же данным с помощью прямого доступа.

Cache" позволяет комбинировать три типа доступа, оставляя разработчику свободу выбора. Например, при реализации биллинговой системы объектный доступ может использоваться при описании бизнес-логики приложения и создания пользовательского интерфейса с помощью объектно-ориентированных средств разработки (VB, Delphi, C++), реляционный доступ - для совместимости с другими системами и интеграции с инструментами построения отчетов и аналитической обработки данных (Seagate Info, Cognos, Business Objects). Прямой доступ обеспечивает максимальную производительность и может быть использован для реализации таких операций, в которых применение обычных хранимых процедур, основанных на SQL, не может обеспечить необходимую производительность. В биллинге к таким операциям относятся закрытие периода, массовая загрузка данных (CDR). Использование прямого доступа для реализации подобных операций позволяет увеличить производительность на 1-2 порядка.

Известны случаи перевода в Cache" сложных приложений, которые ранее работали под управлением реляционных СУБД. Например, один из партнеров InterSystems перевел на Cache" биллинговую систему для операторов сотовой связи. Переход осуществлялся следующим образом: сначала существующее приложение с минимальными изменениями переносится под управление Cache". Приложение на первом этапе работает с Cache", так же как и с реляционной СУБД. Опыт показывает, что даже в этом случае, система начинает работать быстрее. Далее ряд операций был переписан, с использованием прямого способа доступа к БД. На этом этапе удалось увеличить производительность критических операций в десятки и сотни раз.

Кроме этого, можно провести реинжениринг системы. Существует возможность значительно увеличить производительность системы, используя полную поддержку Cache" объектно-ориентированных технологий. При этом можно изменять и структуру базы, и способ работы с Cache" из клиентской части приложения.

Для реализации бизнес-логики БД в СУБД Cache" используется Cache" Object Script. COS - полнофункциональный язык, который имеет все необходимые механизмы для работы с данными с помощью любого способа доступа. С помощью COS разработчик создает методы классов, триггеры, хранимые процедуры, различные служебные программы. В настоящее время ведется работа над созданием еще одного языка описания бизнес-логики - Бейсика. Использование Бейсика позволит облегчить изучение Cache" большому количеству программистов, владеющих этим широко распространенным языком.

СУБД Cache" - открытый продукт, который имеет множество интерфейсов, позволяющих разработчику использовать вместе с Cache" любые современные технологии.

Во-первых, стоит отметить интерфейсы со средствами проектирования и разработки приложений. Специальные компоненты Cache" позволяют проектировать приложения в Rational Rose при объектном подходе, и в ErWin - при реляционном.

Разработчик может реализовывать приложения клиент-сервер, используя практически все средства разработки. При этом он может использовать специальные интерфейсы для прямого и объектного доступа, а стандартные (ODBC, JDBC) - для реляционного.

Особый интерес представляет работа с помощью объектного способа доступа в объектно-ориентированных средствах разработки: разработчик работает с классами объектов Cache", обращаясь к их свойствам и выполняя методы классов, так же как и с собственными объектами языка программирования.

Кроме этого, поддерживаются следующие интерфейсы: Native C++, Java, EJB, ActiveX, XML, интерфейсы CallIn и CallOut .

О XML стоит рассказать подробнее. Сейчас уже нет необходимости доказывать преимущества применения XML. Такие задачи как обмен информацией между различными информационными системами, новые протоколы роуминга (например, TAP3), разработка приложений мобильной коммерции решаются с помощью XML. Следовательно, современная СУБД должна предоставлять необходимые механизмы работы с XML.

В Cache" реализована полноценная поддержка XML. Cache" не хранит XML-документы в текстовых файлах, Memo-полях или реляционных таблицах. Полная поддержка Cache" объектной модели позволяет автоматически трансформировать сложные XML-документы в классы объектов Cache". Из описания классов объектов Cache" можно получить DTD, а сами объекты Cache проецируются в XML-документы. Для создания собственного импорта XML можно воспользоваться SAX-парсером. С помощью Cache" Server Pages, Web-технологии компании InterSystems, можно генерировать не только HTML страницы, но и страницы с XML-содержанием.

Таким образом, появляется возможность использовать XML с Cache" как для обмена информацией между различными информационными системами, так и для реализаций приложений электронной и мобильной коммерции (WAP).

Хотелось бы также подробнее остановится на возможностях разработки Web-приложений в Cache". Cache" Server Pages - объектная Web-технология Cache", позволяющая использовать производительность и масштабируемость СУБД Cache" для быстрого создания сложных Intranet- и Internet-приложений, взаимодействующих с БД. При разработке Web-приложений, Cache" является не только СУБД, но и Сервером Приложений. В Cache" хранятся классы, соответствующие CSP-страницам, и при обращении к CSP-странице выполняются методы, генерирующие HTML или XML. Технология Cache" Server Pages - обеспечивает обмен данными между постреляционной СУБД Cache" и Web-сервером, используя стандартные интерфейсы. Такая архитектура позволяет создавать высокопроизводительные, масштабируемые Internet- или Intranet-приложения, так как, во-первых, данные хранятся очень близко к Web-приложению (данные из БД передаются в приложение через высокопроизводительные внутренние интерфейсы, а не через ODBC или JDBC), и, во-вторых, относительно небольшая нагрузка на Web-сервер (Web-сервер только перенаправляет запросы пользователей на Сервер приложений Cache") и высокая производительность СУБД Cache" позволяет обрабатывать запросы большого количества пользователей.

Процесс разработки выглядит следующим образом, дизайнеры занимаются внешним видом Web-приложения, а разработчики с помощью готовых инструментов разработки Web-страниц (например, Macromedia Dreamweaver) или любого текстового редактора дополняют Web-страницы необходимой функциональностью. Для разработки CSP-страниц используются стандартные теги HTML, а также набор дополнительных CSP-тагов и атрибутов для реализации циклов, условий, связывания объектов Cache и формы CSP-страницы, управления данными и т.д. Существует возможность разрабатывать собственные таги приложений (Cache" Application Tags). Cache Server Pages позволяет разработчику использовать для создания методов Cache Object Script, Java и VB script. Механизмы наследования CSP-страниц (CSP - объектно-ориентированная технология, где все CSP-страницы - классы) и собственные таги Cache" обеспечивают возможность повторного использования кода и совместной разработки: например, часть разработчиков будут создавать таги приложений, а другие - использовать созданные таги для конструирования сложных Web-приложений. Такие возможности как поддержка сессии, Гипер-события (изменение содержимого Web-страницы без её перезагрузки), собственные таги позволяют быстро разрабатывать Web-приложения, которые по функциональности ничем не уступают традиционным приложениям "клиент-сервер".

Партнеры InterSystems используют CSP для написания приложений самой разной сложности. На CSP реализованы различные информационные системы, электронные магазины, системы электронного документооборота, системы для расчета с населением по оплате коммунальных услуг и ряд других интересных приложений.

Разработчики крупных приложений (банковские системы, автоматизированные системы расчетов, системы управления предприятием) предпочитают использовать промышленные СУБД. Cache" обладает всеми характеристиками промышленной системы: высокой производительностью, надежностью, масштабируемостью, открытостью и переносимостью. Ядро Cache" - высокопроизводительный Многомерный сервер данных, ориентированный на обработку транзакций. Для обеспечения надежности в Cache" предусмотрены такие механизмы как журнал до и после записи, теневой сервер, репликация, "горячее" резервное копирование и т.д. Протокол Распределенного Кэша - позволяет строить действительно масштабируемые решения на базе Cache". Протокол Распределенного Кэша (Cache" Distibuted Cache" Protocol) - уникальная сетевая технологи фирмы InterSystems, которая распределяет базу данных по сети в зависимости от работы приложений, оптимизируя производительность и пропускную способность сети. Cache" - "открытая" система, поддерживается множество интерфейсов к средствам проектирования и разработки приложений. Cache" работает практически на всех популярных платформах с наиболее распространенными Web-серверами. При этом обеспечивается полная переносимость приложений с платформы на платформу.

Еще один важный показатель как для производителя, так и для потребителя системы на базе СУБД - стоимость решения. Этот показатель складывается из стоимости разработанной системы, стоимости аппаратного обеспечения, на котором будет работать система, СУБД, стоимости внедрения и сопровождения. Решения на базе постреляционной СУБД Cache" выигрывают по стоимости у конкурентов по всем показателям. Разработчик может быстро и качественно создать систему на базе Cache" за счет поддержки объектно-ориентированного подхода и интеграции со средствами проектирования и разработки, СУБД менее требовательна к аппаратному обеспечению: нужной производительности можно добиться на более дешевом сервере, гибкая лицензионная политика позволит снизить стоимость самой СУБД. Решения на базе СУБД легче сопровождать - система очень надежна и не требует сложного администрирования, кроме этого прекрасно работают и мировой, и российский центр технической поддержки.

Один из партнеров InterSystems - разработчик АСР для операторов сотовой связи выиграл тендер у конкурентов, которые предлагали решение на Oracle, после того как был выполнен пилотный проект. В этом проекте в Cache" и Oracle были загружены данные о звонках, и измерялась скорость закрытия периода для загруженных тестовых данных. Хранимая процедура на Cache" работала 40 минут, на Oracle - 2 часа. При этом Cache" работала на сервере стоимостью 5 тысяч $, а Oracle на сервере Sun за 50 тысяч $.

Таким образом, решения на базе Cache" позволяют разработчикам ПО получить дополнительную прибыль от разработки, а потребителям - получить высокопроизводительные решения, сэкономив на приобретении и эксплуатации приложения.

СУБД Cache" становится все более популярной России. На продуктах InterSystems Corp. реализованы банковские системы, автоматизированные системы расчетов для предприятий электросвязи и операторов сотовой связи, системы управления предприятиями, тарификационные системы, Web-порталы и другие интересные приложения. Сегодня есть все предпосылки для роста популярности постреляционной СУБД Cache" в России: промышленная СУБД, поддерживающая объектную модель, предоставляющая разработчику свободу в выборе средств проектирования и разработки, интегрированная с технологией разработки Web-приложений, позволяет быстро создавать надежные высокопроизводительные решения.

Литература

1. Материалы сайта InterSystems Corporation www.intersystems.ru.

2. Кирстен В., Иренгер И., Рёриг Б., Шульте П. СУБД Cache": объектно-ориентированная разработка приложений. - СПб, "Питер", 2001.

3. Кречетов Н., Петухова Е., Скворцов В., Умников А., Щукин Б. Постреляционная технология Cache" для реализации объектных приложений. -М, МИФИ, 2001

4. Материалы Конференция разработчиков "Cache" - Промышленные информационные технологии"www.itfond.ru .