Системы управления базами данных и определенные требования к их функциональным возможностям

     Задача масштабирования рано или поздно встает в любой организации, и это вполне объяснимо. Никто и никогда не покупает аппаратуру про запас, с большими резервами по вычислительной мощности. В то же время объемы хранимых данных и количество реально работающих приложений имеют тенденцию к неуклонному увеличению. Поэтому лучше всего изначально остановить свой выбор на такой аппаратной конфигурации, которая в дальнейшем будет легко наращиваться и развиваться.

     Этому требованию в наибольшей  степени отвечают компьютеру  с симметричной многопроцессорной  (SMP) или массивно-параллельной (MPP) архитектурой, на которых при увеличении количества процессоров обеспечивается практически линейный рост производительности. Обработка нескольких запросов, вложенных циклов внутри одного запроса, загрузка и сортировка данных, создание индексов и т.д. – все это выполняется параллельно на различных процессорах. Более того, одновременно реализуется эффективная динамическая балансировка загрузки системных ресурсов (процессоров, оперативной и дисковой памяти).      
 

СУБД компании Microsoft

  Microsoft SQL Server предоставляет широкие возможности: встроенную поддержку приложений Интернета, улучшенные механизмы распределенных транзакций, тиражирование в разнородных средах, расширенные средства распределенного управления и, что особо важно, новую архитектуру динамической блокировки.

   В случае с динамической блокировкой,  предложенной в SQL Server 6.5, используются интеллектуальные функции машины баз данных для оптимизации и детализации блокировок в зависимости от потребностей приложений, обращающихся к базе данных. Технология динамической блокировки рассматривается фирмой Microsoft в качестве стратегического направления в развитии SQL Server. Речь идет о реализации системы IRL (Insert row-level locking). В целом же стратегия динамической блокировки в SQL Server включает в себя:

• систему  динамического выбора уровня блокировки (строка, страница, набор страниц или таблиц);

•блокировку на уровне строки для всех типов  транзакций (INSERT, UPDATE, DELETE, SELECT);

•использование  смешанных страниц, группирующих связанные  строки из различных таблиц.

   Microsoft, безусловно, стремится к тому, чтобы продемонстрировать преимущества архитектуры новой системы. Одним из наиболее частых аргументов оказывается именно наличие интеллектуальной системы динамической блокировки, построенной на уровне машины баз данных и избавляющей независимых разработчиков программного обеспечения от необходимости выбора эффективной системы блокировок. Это позволяет им полностью сосредоточиться собственно на разработке прикладного программного обеспечения. Упрощается и администрирование базы данных. Наконец, должен снизиться уровень непроизводительных затрат на блокировку.

   В качестве модуля хранения  и области, защищенной блокировкой,  Microsoft SQL Server использует страницы. В большинстве случаев блокировка на уровне страницы оказывается приемлемой, хотя и вероятны случаи конкурентного доступа к страницам с часто используемой многими пользователями информацией.

   Пакет «Microsoft SQL Server» ориентирован  на эксплуатацию ресурсов сети  Интернет и построение корпоративных  систем класса Интранет. Выход  пакета MS Server замыкает логическую цепочку, которую выстраивала компания Microsoft в сфере Интернета. Она включает в себя: сетевую основу распределенных вычислений (Windows NT Server); совокупность интегрированных приложений-серверов (BackOffice) технологииWin32 и OLE; средства разработки (Visual Basic, Java, Java Script, Front Page, Internet Studio), набор настольных приложений (Office) и системы, призванные поддерживать работу конечного пользователя,- Windows 95 и Windows NT Workstation.

   
 

СУБД  компании Oracle

     Архитектура, положенная в основу сервера Oracle, полностью реализует преимущества открытых систем и является дальнейшим развитием ставшей уже традиционной технологии «клиент-сервер». Система управлениями базами данных Oracle RDBMS (сервер многомерной реляционной базы данных) предоставляет пользователям широчайший набор возможностей для создания прикладных информационных систем:

   • различного масштаба – от  однопользовательских систем и  систем уровня небольшого подразделения  до глобальных межрегиональных  распределенных систем обработки информации;

   • различного назначения –  от систем, ориентированных на работу в режиме реального времени (On-Une Transaction Processing – OLTP), до систем поддержки принятия решений (Decision Support Systems – DSS) и систем, основанных на концепциях «хранилищ данных» (Data Warehouse).

     Oracle RDBMS соответствует самым строгим требованиям, предъявляемым к системам хранения и обработки информации:

   • работает и обеспечивает  масштабируемость и переносимость созданных на ее основе прикладных систем более чем на ста аппаратных и операционных платформах – от персональных ЭВМ до больших машин и многопроцессорных компьютеров с симметричной параллельной (SMP) и массивно-параллельной (MPP) архитектурами, а также поддерживает кластерную архитектуру;

   • реально поддерживает многопроцессорные  платформы (распараллеливание построения  индексов, сортировки, запросов, копирования  и восстановления данных). При  этом с ростом количества процессоров  производительность систем растет  практически линейно;

  • обладает исключительными возможностями по совместному использованию различных аппаратных, операционных, сетевых платформ и позволяет объединять все информационные системы предприятия в единую интегрированную вычислительную среду;

   • позволяет организовать распределенное хранение и обработку данных (системы, основанные на двухфазной фиксации транзакций, на симметричной асинхронной и ассиметричной репликации данных);

   • предлагает средства для  бесперебойной промышленной эксплуатации (круглосуточной и круглогодичной) и поддерживает работу с очень большими объемами данных (до нескольких терабайтов);

   • гарантирует автоматическую  защиту от сбоев, случайных повреждений данных и несанкционированного доступа. После сбоев, не повлекших за собой физического повреждения внешних магнитных носителей, система восстанавливается автоматически во время повторного запуска ядра Oracle;

   • поддерживает все основные  промышленные стандарты;

   • обеспечивает мощные декларативные  ограничения целостности. Процедурные  возможности позволяют работать с хранимыми процедурами, функциями, алертами, триггерами, пакетами процедур;

   • включает в себя мощные  утилиты для загрузки данных  из внешних файлов в таблицы,  их копирования, восстановления, перемещения из одной БД в  другую, управления использованием дискового пространства;

   • автоматически реализует коллективный доступ к данным. Имеет встроенный высокоэффективный механизм блокировок на уровне отдельной строки таблицы (как для собственно данных, так и для индексов);

   • оптимизирует операции дискового ввода/вывода;

   • проводит «интеллектуальную»  оптимизацию запросов на основе  анализа автоматически собираемой  статистической информации о  числе строк в таблице, наличии  и селективности имевшихся индексов;

   • поддерживает пользовательские расширения языка SQL ( разработчик имеет возможность писать на PL/SQL собственные функции: в дальнейшем на них можно ссылаться в выражениях SQL, как если бы они являлись встроенными функциями этого языка);

   • поддерживает динамический SQL;

   • позволяет ограничивать ресурсы, доступные пользователю (для каждого конкретного пользователя администратор может контролировать время доступа, операции ввода/вывода, потребление процессорного времени и т.д.);

   • определяет привилегии и  права доступа на основе механизма «ролей» (роли-поименованные группы привилегий; на их основе можно группировать различные привилегии доступа и затем назначать их конкретным пользователям/группам пользователей;

   • полностью поддерживает другие языки, включая русский, сортирует слова по алфавиту, реализует национальные форматы представления данных (числовых, календарных, денежных), преобразует символьные данные из верхнего регистра в нижний и наоборот, выдает системные сообщения и подсказки на национальном языке. В случае неоднородной языковой среды (использования разных кодировок в различных узлах) преобразование данных выполняется автоматически.

     В Oracle RDBMS поддерживаются два основных варианта репликации данных: асимметричная асинхронная и симметричная асинхронная.

     Асимметричная асинхронная репликация, или, как ее еще называют, «моментальная копия таблиц» (Tables Snapshot), подразумевает выделение одного узла системы в качестве владельца основной «мастер-копии» некоторой таблицы. При этом автоматически может поддерживаться неограниченное число ее копий в других узлах системы, однако все они доступны только для чтения, а все изменения могут вноситься лишь в первичную «мастер-копию».

     Высокая надежность является  одним из самых общих требований, предъявляемых к любой реально работающей информационной системе. Заметим, что обеспечение повышенной надежности не является исключительной функцией только аппаратных или только программных средств – она достигается ими совместно. При этом Oracle RDBMS поддерживает практически весь спектр таких решений:

   • использование реализуемых  на аппаратном или системном  уровне зеркальных дисков;

   • создание действующей копии  базы данных на резервном сервере;

   • работу в архитектуре с параллельными серверами (многомашинные кластеры);

   • применение в качестве серверов  баз данных отказоустойчивых компьютеров.

     Любая информационная система,  реализованная средствами Oracle RDBMS, легко масштабируется, причем это может быть достигнуто несколькими различными способами:

   • добавлением к системе новых  серверов и переносом на них  части приложений;

   • заменой существующего сервера  на более мощный, причем, так как  Oracle RDBMS работает практически на всех существующих платформах, новый сервер может иметь принципиально другие архитектуру и операционную систему;

   • переходом на кластерную  многомашинную архитектуру или,  если она уже используется, простым  добавлением в кластер еще  одного узла;

   • увеличением числа процессоров  при использовании компьютеров с SMP- или MPP-архитектурой.

     Oracle RDBMS автоматически осуществляет декомпозицию простых и сложных SQL-запросов на параллельно выполняемые процедуры. Операции по распараллеливанию запросов являются прозрачными для квалифицированных разработчиков, а специальные опции и подсказки SQL допускают контроль над декомпозицией запроса. 

      

СУБД  компании Informix

     СУБД компании Informix (Informix-OnLine Dynamic Server) – модель сервера СУБД, имеющая многопотоковую архитектуру и обладающая мощными средствами параллельной обработки запросов.

     Informix базируется на UNIX, но поддерживает, помимо нее, операционные системы Windows NT и NetWare. СУБД компании Informix традиционно использовалась для создания информационных систем малого или среднего масштаба, работающих в режиме оперативной обработки транзакций. Компьютеры, работающие под управлением UNIX, обладают высокой производительностью, что потребовало пересмотра архитектуры сервера. Сервер баз данных Informix-OnLine Dynamic Server имеет многопоточную динамическую архитектуру (DSA), которая была разработана в содружестве с компанией Sequent. Эта архитектура призвана обеспечить максимальную поддержку систем SMP с масштабируемость в соответствии с числом процессоров и других ресурсов.

     СУБД, претендующие на роль информационной  основы современных предприятий, должны удовлетворять наиболее важным требованиям:

   • иметь высокую производительность;

   • обеспечивать смешанную загрузку  сервера разными типами задач;

   • обеспечивать непрерывную доступность данных;

   • гарантировать целостность  данных, в том числе распределенных;

   • осуществлять распределенные  вычисления;

   • обеспечивать масштабируемость  реализуемых на основе сервера  ИС.

     Архитектура сервера Informix-OnLine DS получила название «динамическая масштабируемая архитектура» (DSA). Суть ее заключается в том, что одновременно может выполняться относительно небольшое число серверных процессов, которые разделяют между собой работу по обслуживанию множества клиентов. По сравнению с более ранними моделями сервера Informix, где для каждого клиента создавался индивидуальный серверный процесс, новая модель обладает рядом преимуществ: