8. Системы управления базами данных

Berkeley DB (BDB) - высокопроизводительная встраиваемая база данных, реализованная в виде библиотеки. BDB является нереляционной базой данных - она хранит пары ключ/значение как массивы байтов и поддерживает множество значений для одного ключа. BDB может обслуживать тысячи процессов или потоков, одновременно манипулирующих базами данных размером в 256 терабайт, на разнообразном оборудовании под различными операционными системами, включая большинство UNIX-подобных систем и Windows, а также на операционных системах реального времени. Berkeley DB примечательна своей простой архитектурой в сравнении с другими системами баз данных, такими как, например Microsoft SQL Server и Oracle Database. Например, в ней отсутствует сетевой доступ - программы используют базу данных через вызовы внутрипроцессного API. Она поддерживает SQL в качестве одного из интерфейсов, начиная с версии 5.0, хотя и не поддерживает столбцы в таблицах в традиционном понимании на уровне внутренней архитектуры. Berkeley DB предполагает работу с парами ключ-значение, где ключ и значение могут иметь фиксированную или переменную длину, а функция сравнения ключей может быть написана и назначена прикладным программистом. Программа, которая использует БД, сама решает, как данные сохраняются в записи; БД не налагает ограничений на данные, хранимые в записях. Запись и её ключ оба могут иметь размер до четырёх гигабайт.

Berkeley DB поддерживает необходимые возможности баз данных, такие как ACID-транзакции, детальные блокировки, интерфейс распределённых транзакций XA, горячее резервное копирование и репликацию. Berkeley DB может использоваться как средство для построения хранимых индексов, так и в качестве хранилища данных.

Caché - промышленная объектно-реляционная СУБД, производимая компанией InterSystems.

Наиболее известными клиентами СУБД являются американские больницы, использующие её для медицинских информационных систем. Также Caché используют некоторые финансовые организации, например Sungard, Axis PATS Clinical software и некоторые телекоммуникационные вендоры, например BT, Vodacom.

По оценкам австрийской консалтинговой компании solid IT, Caché является наиболее популярной объектно-ориентированной СУБД.

Встроенный язык программирования COS (Caché Object Script), являющийся ядром системы, основан на языке программирования MUMPS. Помимо COS, Caché предоставляет разработчикам API для использования объектного и SQL-доступа к одним и тем же данным.

Сaché поддерживает платформы Microsoft Windows, UNIX, Linux, OpenVMS и Mac OS X.

dBase - семейство широко распространённых систем управления базами данных, а также язык программирования, используемый в них. Самая первая СУБД этого семейства называлась dBase II и была выпущена в 1980 году компанией Ashton-Tate под CP/M, позже появились версии для Apple II, Apple Macintosh, UNIX, VMS и IBM PC под DOS. Версия для PC вместе с пришедшими ей на смену dBase III и dBase IV были несколько лет одной из самых распродаваемых программ. Долгое время dBase не портировали под Microsoft Windows, в результате чего в этой нише у программы оказались сильные конкуренты - Paradox, Clipper, FoxPro и Microsoft Access.

В 1991 году компания Borland купила Ashton-Tate. В 1999 все права на dBase перешли к новообразованной dBase Inc, которая в 2004 году сменила своё название на «dataBased Intelligence Inc».

Поскольку формат данных dBase не был закрытым, с середины 80-х множество компаний стали производить свои диалекты языка и версии системы. В результате появилось множество похожих на dBase программ - FoxPro (современная Visual FoxPro), Arago, Force, dbFast, Clipper, Xbase++, FlagShip, Recital, CodeBase, MultiBase, Harbour/xHarbour. Собирательно их всех именуют xBase.

DB2 - семейство систем управления реляционными базами данных, выпускаемых корпорацией IBM. Чаще всего, ссылаясь на DB2, имеют в виду реляционную систему управления базами данных DB2 Universal Database (DB2 UDB).

Истоки DB2 проистекают из начала 1970-х годов, когда Эдгар Кодд, работавший на IBM, разработал теорию реляционных баз данных и в июне 1970 года опубликовал модель манипуляции данными. Для воплощения этой модели он разработал язык реляционных баз данных и назвал его Alpha. IBM предпочла передать дальнейшую разработку группе программистов, неподконтрольной Кодду. Нарушив некоторые принципы реляционной модели, они реализовали её как «структурированный английский язык запросов», сокращённо SEQUEL. Поскольку акроним SEQUEL был на тот момент сторонней зарегистрированной торговой маркой, название сократили до SQL - «структурированный язык запросов».

Firebird (FirebirdSQL) - компактная, кроссплатформенная, свободная система управления базами данных (СУБД), работающая на Linux, Microsoft Windows и разнообразных Unix платформах.

В качестве преимуществ Firebird можно отметить многоверсионную архитектуру, обеспечивающую параллельную обработку оперативных и аналитических запросов (это возможно потому, что читающие пользователи не блокируют пишущих), компактность (дистрибутив 5Mb), высокую эффективность и мощную языковую поддержку для хранимых процедур и триггеров.

Firebird используется в различных промышленных системах (складские и хозяйственные, финансовый и государственный сектора) с 2001 г. Это коммерчески независимый проект C и C++ программистов, технических советников и разработчиков мультиплатформенных систем управления базами данных, основанный на исходном коде, выпущенном корпорацией Borland 25 июля 2000 года в виде свободной версии Interbase 6.0.

Firebird является сервером баз данных. Один сервер Firebird может обрабатывать несколько сотен независимых баз данных, каждую с множеством пользовательских соединений.

Среди недостатков: отсутствие кэша результатов запросов, полнотекстовых индексов.

FoxPro - один из диалектов языка программирования xBase, применяемый в одноименном программном пакете. Как язык программирования, в основном применяется для разработки файл-серверных реляционных СУБД, хотя существует, за счет гибких и богатых средств языка, возможность разработки и других классов программ.

В настоящее время используется в среде разработки Microsoft Visual FoxPro.

Visual FoxPro (VFP) - объектно-ориентированный и процедурный язык программирования систем управления реляционными базами данных, разработанный корпорацией Microsoft. Основой для данного программного продукта послужил язык программирования FoxPro. Относится к семейству языков xBase, разработанных на базе синтаксиса языка программирования dBase. Другими членами данного семейства являются Clipper и Recital.

Informix - семейство систем управления реляционными базами данных (СУБД), выпускаемых компанией IBM. Informix позиционируется как флагман среди СУБД IBM, предназначенный для онлайновой обработки транзакций (OLTP), а также как СУБД для интегрированных решений.

Interbase - реляционная система управления базами данных, разрабатывающаяся компанией Embarcadero, появилась в середине 1980-х годов, принадлежала самостоятельной одноимённой компании, Ashton-Tate, Borland. Код Interbase стал основой свободно распространяемой системы управления базами данных Firebird.

Microsoft Office Access или просто Microsoft Access - реляционная СУБД корпорации Microsoft. Имеет широкий спектр функций, включая связанные запросы, связь с внешними таблицами и базами данных. Благодаря встроенному языку VBA, в самом Access можно писать приложения, работающие с базами данных.

Основные компоненты MS Access:

- построитель таблиц;

- построитель экранных форм;

- построитель SQL-запросов (язык SQL в MS Access не соответствует стандарту ANSI);

- построитель отчётов, выводимых на печать.

Они могут вызывать скрипты на языке VBA, поэтому MS Access позволяет разрабатывать приложения и БД практически «с нуля» или написать оболочку для внешней БД.

Microsoft Jet Database Engine, которая используется в качестве движка базы данных MS Access является файл-серверной СУБД и потому применима лишь к приложениям, работающим с небольшими объёмами данных и при небольшом числе пользователей, одновременно работающих с этим данными. Непосредственно в Access отсутствует ряд механизмов, необходимых в многопользовательских БД, таких, например, как триггеры.

Встроенные средства взаимодействия MS Access со внешними СУБД с использованием интерфейса ODBC снимают ограничения, присущие Microsoft Jet Database Engine. Инструменты MS Access, которые позволяют реализовать такое взаимодействие, называются «связанные таблицы» (связь с таблицей СУБД) и «запросы к серверу» (запрос на диалекте SQL, который «понимает» СУБД).

Корпорация Microsoft для построения полноценных клиент-серверных приложений на базе MS Access рекомендует использовать в качестве движка базы данных СУБД MS SQL Server. При этом имеется возможность совместить с присущей MS Access простотой инструменты для управления БД и средства разработки.

Microsoft SQL Server - система управления реляционными базами данных (СУРБД), 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 базами данных размером от персональных до крупных баз данных масштаба предприятия; конкурирует с другими СУБД в этом сегменте рынка.

MySQL - свободная реляционная система управления базами данных. Разработку и поддержку MySQL осуществляет корпорация Oracle, получившая права на торговую марку вместе с поглощённой Sun Microsystems, которая ранее приобрела шведскую компанию MySQL AB. Продукт распространяется как под GNU General Public License, так и под собственной коммерческой лицензией. Помимо этого, разработчики создают функциональность по заказу лицензионных пользователей, именно благодаря такому заказу почти в самых ранних версиях появился механизм репликации.

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

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

Oracle Database или Oracle RDBMS - объектно-реляционная система управления базами данных компании Oracle.

Paradox - реляционная СУБД, ныне выпускаемая компанией Corel. Входит в пакет WordPerfect Office. СУБД Paradox для DOS первоначально разрабатывалась компанией Ansa-Software, которая была поглощена фирмой Borland в сентябре 1987 года. Наиболее распространены были версии 3.5 и 4.5. Версии до 3.5 включительно основывались на исходной 1.0; версии 4.0 и 4.5 были созданы заново с использованием Borland C++, и включали новую схему использования памяти. Paradox для Windows, несмотря на то, что использует часть кода DOS-версии - другой продукт, разрабатываемый другой командой программистов. По легенде названием БД обязана тому, что работала гораздо быстрее, чем должна была по расчётам создателей.

PostgreSQL - свободная объектно-реляционная система управления базами данных (СУБД).

Существует в реализациях для множества UNIX-like платформ, включая AIX, различные BSD-системы, HP-UX, IRIX, Linux, Mac OS X, Solaris/OpenSolaris, Tru64, QNX, а также для Microsoft Windows.

SQLite - компактная встраиваемая реляционная база данных. Исходный код библиотеки передан в общественное достояние. В 2005 году проект получил награду Google-O’Reilly Open Source Awards. Слово «встраиваемый» означает, что SQLite не использует парадигму клиент-сервер, то есть движок SQLite не является отдельно работающим процессом, с которым взаимодействует программа, а предоставляет библиотеку, с которой программа компонуется и движок становится составной частью программы. Таким образом, в качестве протокола обмена используются вызовы функций (API) библиотеки SQLite. Такой подход уменьшает накладные расходы, время отклика и упрощает программу. SQLite хранит всю базу данных (включая определения, таблицы, индексы и данные) в единственном стандартном файле на том компьютере, на котором исполняется программа. Простота реализации достигается за счёт того, что перед началом исполнения транзакции записи весь файл, хранящий базу данных, блокируется; ACID-функции достигаются, в том числе за счёт создания файла журнала.

Несколько процессов или потоков могут одновременно без каких-либо проблем читать данные из одной базы. Запись в базу можно осуществить только в том случае, если никаких других запросов в данный момент не обслуживается; в противном случае попытка записи оканчивается неудачей, и в программу возвращается код ошибки. Другим вариантом развития событий является автоматическое повторение попыток записи в течение заданного интервала времени.

В комплекте поставки идёт также функциональная клиентская часть в виде исполняемого файла sqlite3, с помощью которого демонстрируется реализация функций основной библиотеки. Клиентская часть работает из командной строки, позволяет обращаться к файлу БД на основе типовых функций ОС.

Благодаря архитектуре движка, возможно использовать SQLite как на встраиваемых системах, так и на выделенных машинах с гигабайтными массивами данных.

Сама библиотека SQLite написана на C; существует большое количество привязок к другим языкам программирования, в том числе Delphi, C++, Java, C#, VB.NET, Python, Perl, PHP, PureBasic, Tcl (средства для работы с Tcl включены в комплект поставки SQLite), Ruby, Haskell, Scheme, Smalltalk, Lua и Parser, а также ко многим другим.

Простота и удобство встраивания SQLite привели к тому, что библиотека используется в браузерах, музыкальных плеерах и многих других программах.

Sybase Adaptive Server Enteprise (сокращённо ASE или Sybase ASE, ранее известная как Sybase SQL Server) - реляционная система управления базами данных компании SAP, одна из СУБД, использующая в качестве основного процедурного SQL-расширения язык Transact-SQL. Изначально создана компанией Sybase в 1987 году и долгое время разрабатывавшаяся совместно с Microsoft SQL Server.

Будучи самым известным продуктом компании Sybase, в русскоязычной литературе иногда именовалась как СУБД Sybase.

ЛИНТЕР - российская СУБД, реализующая стандарт SQL-92 и поддерживающая большинство операционных систем, в том числе семейство Windows (включая Windows CE), различные версии UNIX, ОС реального времени (включая QNX).

История СУБД ЛИНТЕР начинается в 1980 году. У системы были свои отечественные предшественники, в разработке которых принимали непосредственное участие создатели СУБД ЛИНТЕР. К 1983 году в Воронежском СКТБ «Системпрограмм», в рамках государственного заказа, был разработан и успешно завершен проект реляционной СУБД БАРС под управлением операционной системы реального времени РАФОС (прототип RT-11) для машин семейства СМ ЭВМ.

С 1985 года разработчиками системы была принята концепция мобильности, совместимости и открытости, результатом реализации которой стало создание СУБД ИНТЕРЕАЛ. Данная система охватывала широкий спектр программно-аппаратных платформ: от ЭВМ Электроника-85 и управляющих модулей на базе Intel 8086 до вычислительных комплексов на базе СМ1702, Электроника 82, и их прототипов семейства VAX.

В 1990 году коллективом разработчиков СУБД было основано научно-производственное предприятие РЕЛЭКС (Реляционные экспертные системы). Именно тогда и появилась собственно СУБД ЛИНТЕР.

Основные направления применения СУБД ЛИНТЕР: государственные проекты, системы реального времени (real time system), встроенные системы (embeded system) и т.д. Для СУБД ЛИНТЕР существуют программные интерфейсы для большинства популярных средств разработки. СУБД ЛИНТЕР - единственная в своем классе, имеющая сертификаты на соответствие 2 классу защиты информации от несанкционированного доступа и 2 уровню контроля отсутствия недекларированных возможностей для СВТ. СУБД ЛИНТЕР - многократный участник различных международных выставок программного обеспечения (CeBIT, SofTool, COMDEX и других).