Какие программные продукты относятся к классу локальных субд
Кратко остановимся на конкретных программных продуктах, относящихся к классу СУБД. На самом общем уровне все СУБД можно разделить на:
• профессиональные, или промышленные;
• персональные (настольные).
Профессиональные (промышленные) СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. На их базе создаются комплексы управления и обработки информации крупных предприятий, банков или даже целых отраслей. Первостепенными условиями, которым должны удовлетворять профессиональные СУБД, являются:
• возможность организации совместной параллельной работы большого количества пользователей;
• масштабируемость, то есть возможность роста системы пропорционально расширению управляемого объекта;
• переносимость на различные аппаратные и программные платформы;
• устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой информации;
• обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.
Промышленные СУБД к настоящему моменту имеют уже достаточно богатую историю развития. В частности, можно отметить, что в конце 70-х – начале 80-х годов в автоматизированных системах, построенных на базе больших вычислительных машин, активно использовалась СУБД Adabas. В настоящее время характерными представителями профессиональных СУБД являются такие программные продукты, как Oracle, DB2, Sybase, Informix, Ingres, Progress.
Основоположниками СУБД Oracle стала группа американских разработчиков (Ларри Эллисон, Роберт Майнер и Эдвард Оутс), которые более двадцати лет тому назад создали фирму Relational Software Inc. и поставили перед собой задачу создать систему, на практике реализующую идеи, изложенные в работах Э. Ф. Кодда и К. Дж. Дейта. Результатом их деятельности стала реализация переносимой реляционной системы управления базами данных с базовым языком обработки SQL. В 1979 году заказчикам была представлена версия Oracle для мини-компьютеров PDP-11 фирмы DEC сразу для нескольких операционных систем: RSX-11, IAS, RSTS и UNIX. Чуть позже Oracle был перенесен на компьютеры VAX под управлением VAX VMS. Значительная часть кода была написана на ассемблере, и поэтому процесс переноса системы на новую платформу требовал значительных усилий. Основным отличием Oracle очередной, третьей версии было то, что она была полностью написана на языке Си. Такое решение обеспечивало переносимость системы на многие новые платформы, в частности, на различные клоны UNIX. Второй важной особенностью новой (1983 г.) версии была поддержка концепции транзакции. Примерно в это же время фирма получила новое имя – Oracle Corporation – и заняла лидирующее место на рынке производителей СУБД. Четвертая версия Oracle характеризовалась расширением перечня поддерживаемых платформ и операционных систем. Oracle был перенесен как на большие ЭВМ фирмы IBM (мэйнфреймы), так и на персональные компьютеры, работающие под управлением MS DOS. Именно в четвертой версии был сделан важный шаг в развитии технологии поддержки целостности баз данных. Для многопользовательских систем было предложено оригинальное решение Oracle поддержки «непротиворечивости чтения». В пятой версии была впервые реализована СУБД с архитектурой «клиент–сервер». Последующие версии СУБД Oracle были ориентированы на построение крупномасштабных систем обработки транзакций, изменение методов реализации систем ввода/вывода, буферизации, подсистем управления параллельным доступом, резервирования и восстановления. Также была реализована поддержка симметричных мультипроцессорных архитектур.
Персональные системы управления данными – это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенное для использования на микро-ЭВМ (персональном компьютере). Это объясняет и их второе название – настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются:
• относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные приложения как «продвинутым» пользователям, так и тем, чья квалификация невысока;
• относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.
Исторически первой среди персональных СУБД, получивших массовое распространение, стала Dbase фирмы Ashton-Tate (впоследствии права на нее перешли к фирме Borland, а с 1999 году данная программа поддерживается фирмой dBASE Inc.). В дальнейшем серия реляционных персональных СУБД пополнилась такими продуктами, как FoxBase/FoxPRO (Fox Software, в дальнейшем – Microsoft), Clipper (Nantucket, затем – Computer Associates), Paradox (Borland, на настоящий момент правами владеет фирма Corel), Access (Microsoft), Approach (Lotus).
Завоевавшие широкую популярность в России системы Dbase, FoxPRO и Clipper работали с таблицами данных, размещавшихся в файлах, имевших расширение *.dbf (термин dbf-формат стал общепринятым). Впоследствии семейство этих баз данных получило интегрированное наименование Xbase.
Несмотря на неизбежные различия, обусловливавшиеся замыслами разработчиков, все перечисленные системы в ходе эволюции приобрели ряд общих конструктивных черт, среди которых, прежде всего, могут быть названы:
• наличие визуального интерфейса, автоматизирующего процесс создания средств манипуляции данными, — экранных форм, шаблонов отчетов, запросов и т. п.;
• наличие инструментов создания объектов базы данных в режиме диалога: Experts в Paradox, Wizards в Access, Assistants в Approach;
• наличие развитого инструментария создания программных расширений в рамках единой среды СУБД: язык разработки приложений PAL в Paradox, VBA (Visual Basic for Applications) в Access, Lotus Script в Approach;
• встроенная поддержка универсальных языков управления данными, например SQL или QBE (Query By Example).
Источник
На самом общем уровне все СУБД можно разделить:
- – на профессиональные, или промышленные;
- – персональные (настольные).
Профессиональные (промышленные) СУБД представляют собой программную основу для разработки автоматизированных систем управления крупными экономическими объектами. На их базе создаются комплексы управления и обработки информации крупных предприятий, банков или даже целых отраслей. Первостепенными условиями, которым должны удовлетворять профессиональные СУБД, являются:
- – возможность организации совместной параллельной работы большого количества пользователей;
- – масштабируемость, то есть возможность роста системы пропорционально расширению управляемого объекта; переносимость на различные аппаратные и программные платформы;
- – устойчивость по отношению к сбоям различного рода, в том числе наличие многоуровневой системы резервирования хранимой информации;
- – обеспечение безопасности хранимых данных и развитой структурированной системы доступа к ним.
Промышленные СУБД к настоящему моменту имеют уже достаточно богатую историю развития. В частности, можно отметить, что в конце 70-х — начале 80-х годов в автоматизированных системах, построенных на базе больших вычислительных машин, активно использовалась СУБД Adabas. В настоящее время характерными представителями профессиональных СУБД являются такие программные продукты, как Oracle, DВ2, Sybase, Informix, Progress.
Основоположниками СУБД Огас1е стала группа американских разработчиков (Ларри Эллисон, Роберт Майнер и Эдвард Оутс), которые более двадцати лет тому назад создали фирму Relational Softwarе Inc. и поставили перед собой задачу создать систему, на практике реализующую идеи, изложенные в работах Э. Ф. Кодда и К. Дж. Дейта. Результатом их деятельности стала реализация переносимой реляционной системы управления базами данных с базовым языком обработки 50Ь. В 1979 г. заказчикам была представлена версия Оraсlе для мини-компьютеров PDP-11 фирмы Digital Equipment Corporation сразу для нескольких операционных систем: RSX-11, IAS, RSTS и UNIХ. Чуть позже Oracle был перенесен на компьютеры VAX под управлением VAX VMS. Значительная часть кода была написана на ассемблере, и поэтому процесс переноса системы на новую платформу требовал значительных усилий. Основным отличием Oracle очередной, третьей версии было то, что она была полностью написана на языке С. Такое решение обеспечивало переносимость системы на многие новые платформы, в частности, на различные клоны UNIХ. Второй важной особенностью новой (1983 г.) версии была поддержка концепции транзакции. Примерно в это же время фирма получила новое имя — Oracle Соrporation– и заняла лидирующее место на рынке производителей СУБД. Четвертая версия Oracle характеризовалась расширением перечня поддерживаемых платформ и операционных систем. Огас1е был перенесен как на большие ЭВМ фирмы IВМ (мэйнфреймы), так и на персональные компьютеры, работающие под управлением МS DOS. Именно в четвертой версии был сделан важный шаг в развитии технологий поддержки целостности баз данных. Для многопользовательских систем было предложено оригинальное решение Oracle поддержки «непротиворечивости чтения». В пятой версии была впервые реализована СУБД с архитектурой «клиент–сервер». Последующие версии СУБД Oracle были ориентированы на построение крупномасштабных систем обработки транзакций, изменение методов реализации систем ввода/вывода, буферизации, подсистем управления параллельным доступом, резервирования и восстановления. Также была реализована поддержка симметричных мультипроцессорных архитектур.
Проект и экспериментальный вариант СУБД Ingres были разработаны в университете Беркли под руководством одного из наиболее известных в мире ученых и специалистов в области баз данных Майкла Стоунбрейкера. С самого начала СУБД Ingres разрабатывалась как мобильная система, функционирующая в среде ОС UNIX.Первая версия Ingres была рассчитана на 16-разрядные компьютеры. И работала главным образом на машинах серии РDР. Это была первая СУБД, распространяемая бесплатно для использования в университетах. Впоследствии группа Стоунбрейкера перенесла Ingres в среду ОС UNIX ВSD, которая также была разработана в университете Беркли. Семейство СУБД Ingres из университета Беркли принято называть университетской Ingres. В начале 80-х была образована компания RTI (Relational Technologyу Inc.), которая разработала и стала продвигать коммерческую версию СУБД Ingres. В настоящее время коммерческая Ingres поддерживается, развивается и продается компанией Computer Associates. Сейчас это одна из наиболее развитых коммерческих реляционных СУБД. В то же время, по поводу университетской Ingres имеется много высококачественных публикаций. Более того, университетскую Ingres можно опробовать на практике и даже посмотреть ее исходные тексты.
Перечисленные выше (для СУБД Oracle) тенденции носят универсальный характер и определяют пути развития других программных продуктов, что вполне, объясняется жесткой конкурентной ситуацией, сложившейся на данном рынке.
Персональные системы управления данными — это программное обеспечение, ориентированное на решение задач локального пользователя или компактной группы пользователей и предназначенное для использования на микроЭВМ (персональном компьютере). Это объясняет и их второе название — настольные. Определяющими характеристиками настольных систем являются:
- – относительная простота эксплуатации, позволяющая создавать на их основе работоспособные приложения как «продвинутым» пользователям, так и тем, чья квалификация невысока;
- – относительно ограниченные требования к аппаратным ресурсам.
Несмотря на неизбежные различия, обусловливавшиеся замыслами разработчиков, все перечисленные системы в ходе своей эволюции приобрели ряд общих конструктивных черт, среди которых, прежде всего, могут быть названы:
- – наличие визуального интерфейса, автоматизирующего процесс создания средств , манипуляции данными, — экранных форм, шаблонов отчетов, запросов и т. п.;
- – наличие инструментов создания объектов базы данных в режиме диалога:
Experts в Paradox, Wizards в Access, Assistants в Арргоаch;
- – наличие развитого инструментария создания программных расширений в рамках единой среды СУБД: язык разработки приложений РAL в Рагаdox,VBA (Visual Basic for Applications в Ассеss.
- – встроенная поддержка универсальных языков управления данными.
В последние годы наметилась устойчивая тенденция к стиранию четких граней между настольными и профессиональными системами. Последнее, в первую очередь, объясняется тем, что разработчики в стремлении максимально расширить потенциальный рынок для своих продуктов постоянно расширяют набор их функциональных характеристик.
Наиболее применяемые программные продукты компании Microsoft, а именно Visual FoxPro 3.0, Visual Basic 4.0, Visual С++, Access 7.0, SQL Server Интересной чертой этих пакетов являются их большие возможности интеграции, совместной работы и использования данных, так как данные пакеты являются продуктами одного производителя, а также используют сходные технологии обмена данными.
Visual FoxPro отличается высокой скоростью, имеет встроенный объектно-ориентированный язык программирования с использованием xBase и SQL, диалекты которых встроены во многие СУБД. Имеет высокий уровень объектной модели. При использовании в вычислительных сетях обеспечивает как монопольный, так и раздельный доступ пользователей к данным. Применяется для приложений масштаба предприятия для работы на различных платформах: Windows 3.x, Windows 95, Macintosh… Минимальные ресурсы ПК: для Visual FoxPro версии 3.0 – процессор 468DX, Windows 3.1, 95, NT, объем оперативной памяти 8 (12) Мб, занимаемый объем на ЖМД 15-80 Мб, а для Visual FoxPro версии 5.0 (выпущена в 1997 году) – Windows 95 или NT, 486 с тактовой частотой 50 МГц, 10 Мб ОЗУ, от 15 до 240 Мб на ЖМД.
Access входит в состав самого популярного пакета Microsoft Office. Основные преимущества: знаком многим конечным пользователям и обладает высокой устойчивостью данных, прост в освоении, может использоваться непрофессиональным программистом, позволяет готовить отчеты из баз данных различных форматов. Предназначен для создания отчетов произвольной формы на основании различных данных и разработки некоммерческих приложений.
Visual Basic – это универсальный объектно-ориентированный язык программирования, диалекты которого встроены в Access, Visual FoxPro. Преимущества: универсальность, возможность создания компонентов OLE, невысокие требования к аппаратным ресурсам ЭВМ. Применяется для создания приложений средней мощности, не связанных с большой интенсивностью обработки данных, разработки компонентов OLE, интеграция компонентов Microsoft Office.
Visual C++ – наиболее мощный объектно-ориентированный язык программирования, обладает неограниченной функциональностью. Предназначен для создания компонентов приложений для выполнения операций, критичных по скорости.
SQL Server – сервер баз данных, реализует подход «клиент-сервер» и взаимодействует с указанными пакетами. Главные достоинства: высокая степень защиты данных, мощные средства для обработки данных, высокая производительность. Область применения: хранение больших объемов данных, хранение высокоценных данных или данных, требующих соблюдения режима секретности. Указанные программные продукты имеют возможности визуального проектирования интерфейса пользователя, то есть разработчик из готовых фрагментов создает элементы интерфейса, программирует только их изменения в ответ на какие-либо события.
Источник
По модели данных¶
Иерархические¶
Используется представление базы данных в виде древовидной (иерархической) структуры,
состоящей из объектов (данных) различных уровней.
Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов
более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект более близкий к корню)
к потомку (объект более низкого уровня), при этом возможна ситуация, когда объект-предок не имеет
потомков или имеет их несколько, тогда как у объекта-потомка обязательно только один предок.
Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами (в программировании применительно к структуре
данных дерево устоялось название братья).
Иерархической базой данных является файловая система, состоящая из корневого каталога,
в котором имеется иерархия подкаталогов и файлов.
Примеры: Caché, Google App Engine Datastore API.
Сетевые¶
Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того,
что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию.
Примеры: Caché.
Реляционные¶
Практически все разработчики современных приложений,
предусматривающих связь с системами баз данных, ориентируются на реляционные СУБД.
По оценке Gartner в 2013 году рынок реляционных СУБД составлял 26 млрд долларов с годовым
приростом около 9%, а к 2018 году рынок реляционных СУБД достигнет 40 млрд долларов.
В настоящее время абсолютными лидерами рынка СУБД являются компании Oracle, IBM и Microsoft,
с общей совокупной долей рынка около 90%, поставляя такие системы как Oracle Database, IBM DB2
и Microsoft SQL Server.
Объектно-ориентированные¶
Управляют базами данных, в которых данные моделируются в виде объектов, их атрибутов, методов и классов.
Этот вид СУБД позволяет работать с объектами баз данных так же, как с объектами в программировании в
объектно-ориентированных языках программирования. ООСУБД расширяет языки программирования, прозрачно
вводя долговременные данные, управление параллелизмом, восстановление данных, ассоциированные запросы и
другие возможности.
Примеры: GemStone.
Объектно-реляционные¶
Этот тип СУБД позволяет через расширенные структуры баз данных и язык запросов использовать возможности
объектно-ориентированного подхода: бъекты, классы и наследование.
Зачастую все те СУБД, которые называются реляционными, являются, по факту, объектно-реляционными.
В данном курсе мы будем, в первую очередь, гооврить об этом виде СУБД.
Примеры: PostgreSQL, DB2, Oracle, Microsoft SQL Server.
По степени распределённости¶
- Локальные СУБД (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере)
- Распределённые СУБД (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).
По способу доступа к БД¶
Файл-серверные¶
В файл-серверных СУБД файлы данных располагаются централизованно на файл-сервере.
СУБД располагается на каждом клиентском компьютере (рабочей станции).
Доступ СУБД к данным осуществляется через локальную сеть.
Синхронизация чтений и обновлений осуществляется посредством файловых блокировок.
Преимуществом этой архитектуры является низкая нагрузка на процессор файлового сервера.
Недостатки: потенциально высокая загрузка локальной сети;
затруднённость или невозможность централизованного управления;
затруднённость или невозможность обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность,
высокая доступность и высокая безопасность.
Применяются чаще всего в локальных приложениях, которые используют функции управления БД;
в системах с низкой интенсивностью обработки данных и низкими пиковыми нагрузками на БД.
На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей,
а её использование в крупных информационных системах — недостатком.
Примеры: Microsoft Access, Paradox, dBase, FoxPro, Visual FoxPro.
Клиент-серверные¶
Клиент-серверная СУБД располагается на сервере вместе с БД и осуществляет доступ к БД
непосредственно, в монопольном режиме.
Все клиентские запросы на обработку данных обрабатываются клиент-серверной СУБД централизованно.
Недостаток клиент-серверных СУБД состоит в повышенных требованиях к серверу.
Достоинства: потенциально более низкая загрузка локальной сети;
удобство централизованного управления;
удобство обеспечения таких важных характеристик как высокая надёжность,
высокая доступность и высокая безопасность.
Примеры: Oracle, Firebird, Interbase, IBM DB2, Informix, MS SQL Server,
Sybase Adaptive Server Enterprise, PostgreSQL, MySQL, Caché, ЛИНТЕР.
Встраиваемые¶
Встраиваемая СУБД — СУБД, которая может поставляться как составная часть некоторого программного продукта,
не требуя процедуры самостоятельной установки.
Встраиваемая СУБД предназначена для локального хранения данных своего приложения и не
рассчитана на коллективное использование в сети.
Физически встраиваемая СУБД чаще всего реализована в виде подключаемой библиотеки.
Доступ к данным со стороны приложения может происходить через SQL либо через специальные
программные интерфейсы (API).
Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.
Стратегии работы с внешней памятью¶
СУБД с непосредственной записью — это СУБД,
в которых все измененные блоки данных незамедлительно записываются во внешнюю память
при поступлении сигнала подтверждения любой транзакции.
Такая стратегия используется только при высокой эффективности внешней памяти.СУБД с отложенной записью — это СУБД, в которых изменения аккумулируются в буферах
внешней памяти до наступления любого из следующих событий:- контрольной точки;
- конец пространства во внешней памяти, отведенное под журнал.
СУБД выполняет контрольную точку и начинает писать журнал сначала, затирая предыдущую информацию; - останов. СУБД ждёт, когда всё содержимое всех буферов внешней памяти будет перенесено во внешнюю
память, после чего делает отметки, что останов базы данных выполнен корректно; - при нехватке оперативной памяти для буферов внешней памяти.
Такая стратегия позволяет избежать частого обмена с внешней памятью и значительно увеличить
эффективность работы СУБД.
Источник