Базы данных SQL, NoSQL и различия в моделях баз данных. Обоснование выбора технических средств

И Azure SQL Database .

По словам экспертов, выручка Microsoft от продаж OPDBMS растет быстрее рынка. Компания получила самую высокую оценку от клиентов за общий опыт, удовлетворение потребностей заказчиков, соотношение цены и качества, опыт в ведении переговоров, интеграции и развертывании проектов, обслуживании и поддержки.

Microsoft повысила свой конкурентоспособный уровень, запустив бесплатные инструменты Developer Edition of SQL Server и Database Migration Service для миграции баз данных SQL Server и Oracle в среду Azure SQL Database.

Несмотря на эти сильные стороны SQL Server многие корпоративные заказчики по-прежнему не считают эту СУБД подходящей для критически важных приложений, а ряд клиентов Microsoft недовольны схемой лицензирования этого продукта корпорации. Microsoft все сложнее удерживать и привлекать клиентов на фоне того, как конкурирующие Google и Amazon предлагают более привлекательные цены на свои продукты.

К достоинствам Oracle на рынке аналитики отнесли правильную стратегию обновления портфеля облачных продуктов, поддержку совместимости со старыми решениями (три четверти клиентов Oracle работают с Oracle Database более 10 лет) и высокие показатели удовлетворенности продуктами.

Минусами Oracle эксперты сочли сложности лицензирования и проблемы, связанные с поддержкой клиентов и выпуском обновлений. Чтобы упростить установку исправлений, вендор начал выпускать их один раз в квартал.

Чтобы привлечь клиентов к своим облачным сервисам, Oracle увеличила количество процессорных лицензий, необходимых для запуска программного обеспечения компании в конкурирующих облачных инфраструктурах. Такой подход фактически привел к удвоению стоимости использования продуктов Oracle. Кроме того, компания ограничила работу некоторых функций для Oracle Cloud и локальных инженерных систем.

Говоря об IBM, аналитики Gartner указали на богатую функциональность (в том числе облачные и гибридные возможности), которой обладают продукты OPDBMS компании, а также активное использование популярных решений с (Hadoop , Kafka , Parquet, Spark и др.) и функций резервного копирования и восстановления данных в/из Swift и AWS S3 . На пользу IBM играет и глобальное присутствие корпорации.

Однако, согласно исследованию, выручка и доля IBM на рынке операционных СУБД сокращается уже несколько лет. Ряд заказчиков, опрошенных Gartner, указали на трудности с ценообразованием и лицензированием.

Кроме того, как отмечают специалисты, база данных DB2 проигрывает большинству конкурентов по скорости обработки транзакций, загрузки данных (ingestion) и их автоматического распределения. IBM проделала большую работу в том, чтобы упростить восприятие бренда на рынке (в частности, DB2 переименовала в Db2), однако клиенты, по всей видимости, не увидели эти изменения или безразлично отнеслись к ним.

Расстановка сил на рынке СУБД может кардинально измениться - IDG

Опрос показал, что подавляющее большинство ИТ-руководителей пытаются уменьшить значительные расходы на управление базами данных, и многие из них не ограничивают поиск традиционными решениями. В результате, как отметил разработчик инновационного программного обеспечения для предприятий TmaxSoft, расстановка сил на рынке корпоративных баз данных может в ближайшее время сильно измениться из-за вендоров, предлагающих принципиально иной подход к технологиям баз данных, ценообразованию и лицензированию.

У компании 30-летняя история на рынке поставок хранилищ данных в сочетании с подготовленным оборудованием и специализированным ПО базы данных аналитики. Teradata имеет более 1 тыс. организаций-заказчиков по всему миру.

Продукты Teradata включают решения для интеллектуального анализа данных, ведомственные решения, ориентированные на поиск данных и корпоративные решения. Её портфолио содержит облачные решения и продукты для работы с большими данными. Aster Data добавила новые возможности в линейку продуктов Teradata (такие как MapReduce, неструктурированные данные и графический анализ).

В 2010 году Sybase была приобретена компанией SAP. В квадранте Gartner рассматривается СУБД SAP Sybase IQ , ставшая первой колоночной СУБД. Она же является основным хранилищем данных СУБД SAP/Sybase. У Sybase тысячи клиентов Sybase IQ во всём мире.

Oracle предлагает широкий спектр продуктов, позволяющий клиентам сделать выбор при разработке хранилища, использовать сертифицированную конфигурацию или приобрести устройство, готовое к настройке хранилища и нагрузке. В дополнение к СУБД и сертифицированным конфигурациям Oracle предлагает три фирменных продукта Exadata : Oracle Exadata X2-2 для хранилищ данных и смешанных рабочих нагрузок, Oracle Exadata X2-8 для облачных решений и Oracle Exadata Storage Expansion Rack X2-2 для увеличения ёмкости хранилища. Oracle сообщает о наличии более 300 тыс. клиентов по всему миру.

Корпорация IBM предлагает как автономные решения СУБД, так и устройства для хранилищ данных. В настоящее время на рынке представлено семейство IBM Smart Analytics System (ISAS) и бренд Netezza . ПО хранилищ данных IBM - InfoSphere Warehouse доступно для Unix , Linux , Windows и z/OS. IBM имеет тысячи клиентов баз данных по всему миру и более 500 клиентов на устройства (комбинация Netezza и ISAS).

Greenplum является частью подразделения компании EMC - Data Products, разрабатывающего хранилища данных СУБД массово-параллельной архитектуры (MPP), работающих на Linux и Unix. Продукт реализуется в виде устройства или автономной СУБД. Компания имеет в мире более 400 клиентов.

Microsoft продолжает продажу своих решений SQL Server 2008 DBMS (Release 2) Business Data Warehouse и Fast Track Data Warehouse для обеспечения хранилища данных клиентов, которым не требуется СУБД массово-параллельной архитектуры. Microsoft выпустила собственное ​​устройство хранилища данных массово-параллельной архитектуры - SQL Server 2008 R2 Parallel Data Warehouse (Microsoft) в ноябре 2010 года.

В состав претендентов в этом квадранте вошла лишь компания 1010data.

Компания 1010data создана 11 лет назад как провайдер управляемого сервиса хранилища данных с интегрированной СУБД и решением бизнес-аналитики () для финансового сектора. В последнее время её решения применяются и в секторе розничных/потребительских упакованных товаров (CPG). 1010data может разместить свои решения с использованием модели программного обеспечения как услуги (SaaS) или поддерживать управляемое решение на площадке клиента. У 1010data около 200 заказчиков.

Сектор дальновидных игроков представлен компанией Vertica

База данных (БД) – именованная совокупность данных, отражающая состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области.

Для манипулирования БД разработаны системы управления базами данных (СУБД). Система управления базами данных (СУБД) - совокупность языковых и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Использование СУБД обеспечивает:

минимизацию избыточности данных – в предельном случае любые данные могут храниться в одном экземпляре;

совместное использование данных многими пользователями;

независимость данных от программ;

эффективность доступа к данным, как удовлетворение требований по своевременности, достоверности и др.;

простоту работы с базой и т.д.

Обычно на СУБД возлагается выполнение следующих функций :

описание данных;

манипулирование данными;

заведение базы данных;

выполнение запросов;

выдача отчетов;

сервис (поддержание целостности, справочные функции, восстановление базы).

По характеру своего размещения БД могут быть централизованными или распределенными.

Централизованная БД – это БД, размещенная на одном единственном сервере.

Обзор субд ведущих производителей

Поскольку СУБД работает не сама по себе, а поверх определенной программно-аппаратной платформы, стоимость этой платформы играет важную роль для заказчика. Поэтому неудивительно, что крупные компании предпочитают СУБД для Unix, а средние и малые - для Windows и Linux. Чтобы удовлетворить все запросы, вендоры предлагают СУБД для всех платформ. На мировом рынке наиболее быстро растет спрос на СУБД для Linux. Однако по объему продаж у Oracle лидируют Unix-системы, на втором месте - СУБД для Windows и на третьем - для Linux, но разрыв между двумя последними платформами с каждым годом уменьшается.

Лидерами рынка субд на данный момент являются компании ibm, Oracle, Microsoft и Sybase.

СУБД

Компании	СУБД	Краткая характеристика
Зарубежные продукты
	DB2 Universal Database	Мультимедийная, Web-совместимая СУБД, работает с основными версиями Unix, Linux и Windows на аппаратных платформах zSeries, iSeries, VSE и VM. СУБД для систем масштаба предприятия и рабочей группы, обеспечивает работу с очень крупными БД в условиях дефицита ресурсов.
		Реляционная СУБД для управления данными в масштабе предприятия, поддерживает технологии XML и Интернет, обладает встроенным средством анализа и извлечения данных, интегрированным с Microsoft Office, работает на платформе Windows.
		СУБД для масштабной обработки транзакций (OLTP), хранилищ данных с высокой интенсивностью потока запросов и ресурсоемких Интернет-, приложений. Совместима с основными версиями Unix, Windows и Linux. Последняя версия поддерживает Grid-вычисления.
	Sybase Adaptive Server Enterprise (ASE) Sybase Adaptive Server Anywhere (ASA)	СУБД масштаба предприятия для централизованной обработки критически важной информации, работает на платформах Unix и Linux. Компактная, полноценная реляционная СУБД для рабочих групп, мобильных и встроенных вычислений.
Отечественные продукты
		Реляционная СУБД, имеющая сертификат Гостехкомиссии при Президенте РФ на соответствие 2 классу защиты информации от несанкционированного доступа, совместима с основными версиями Unix, Linux, QNX, VAX/VMS, OpenVMS, DOS, Windows, NetWare, OS/2.
СУБД с открытым исходным кодом
		Компактная, быстродействующая реляционная СУБД для малых и средних предприятий, совместима с Linux, Mac OS X, Unix и Windows.
Сообщество PostgreSQL		Реляционная СУБД, имеет многие возможности, которые реализованы в крупных коммерческих продуктах, совместима с Unix, Windows и NetWare.

Однако некоторые задачи являются настолько требовательными к вычислительным мощностям, что даже мощнейшие из современных суперкомпьютеров не справляются. Немаловажным фактором является и стоимость оборудования (если требуется создать новую суперсистему) или стоимость машинного времени (в случае использования какого-либо суперкомпьютера). В первом случае стоимость исчисляется сотнями, во втором – десятками... миллионов долларов (евро и.т.п.).

Выходом из данной ситуации является использование распределенных баз данных.

Распределённые базы данных (РБД) - совокупность логически взаимосвязанных баз данных, распределённых в компьютерной сети.

Система управления распределенной базой данных - это программная система, которая обеспечивает управление распределенной базой данных и прозрачность ее распределения для пользователей.

РБД состоит из набора узлов, связанных коммуникационной сетью, в которой: а) каждый узел - это полноценная СУБД сама по себе;

б) узлы взаимодействуют между собой таким образом, что пользователь любого из них может получить доступ к любым данным в сети так, как будто они находятся на его собственном узле.

Фундаментальный принцип создания распределённых баз данных («правило 0»): для пользователя распределённая система должна выглядеть так же, как нераспределённая система.

Фундаментальный принцип имеет следствием определённые дополнительные цели. Таких целей всего двенадцать:

1. Локальная автономность. Локальные данные должны находиться под локальным владением и управлением, включая функции безопасности, целостности, представления данных в памяти.

2. Никакой конкретный сервис не должен возлагаться на какой-либо специально выделенный центральный узел. Соблюдение этого правила, т.е. принципа децентрализации функций РаСУБД, позволяет избежать узких мест.

3. Непрерывность функционирования. Система не должна останавливаться в случае необходимости добавления нового узла или удаления в распределенной среде некоторых данных, изменения определения метаданных и даже (что довольно сложно) осуществления перехода к новой версии СУБД на отдельном узле.

4. Независимость от местоположения. Пользователи и приложения не обязаны знать о том, где физически располагаются данные.

5. Независимость от фрагментации. Фрагменты (называемые также разделами) данных должны поддерживаться и обрабатываться средствами РаСУБД таким образом, чтобы пользователи или приложения могли бы вообще ничего не знать об этом. Более того, РаСУБД должна уметь обходить при обработке запросов фрагменты, не имеющие к ним отношения (например, РаСУБД должна быть достаточно интеллектуальной, для того чтобы определять, можно ли исключить при обработке запроса тот или иной фрагмент в силу того, что запрос не содержит ссылок на хранящиеся в этом фрагменте столбцы).

6. Независимость от тиражирования. Те же принципы независимости и прозрачности относятся и к механизму тиражирования, который обсуждается ниже.

7. Распределенная обработка запросов. Обработка запросов должна производиться распределенным образом. В следующем разделе мы рассмотрим некоторые архитектурные принципы реализации РаСУБД и различные модели, в рамках которых возможна распределенная обработка запросов.

8. Управление распределенными транзакциями. На распределенные базы данных необходимо распространить механизмы управления транзакциями и управления одновременным доступом. Эта проблема включает выявление и разрешение тупиковых ситуаций, прерывания по истечении временных интервалов, фиксацию и откат распределенных транзакций, а также ряд других вопросов.

9. Независимость от оборудования. Одно и то же программное обеспечение РаСУБД должно выполняться на различных аппаратных платформах и функционировать в системе в качестве равноправного партнера. Как уже обсуждалось выше, на практике достичь этого исключительно сложно, поскольку многие поставщики поддерживают множество платформ. Это ограничение преодолевается с помощью модели многопродуктовых сред.

10. Независимость от операционных систем. Эта проблема тесно связана с предыдущей, и она также решается аналогичным образом.

11. Независимость от сети. Узлы могут быть связаны между собой с помощью множества разнообразных сетевых и коммуникационных средств. Многоуровневая модель, присущая многим современным информационным системам (например, семиуровневая модель OSI, модель TCP/IP, уровни SNA и DECnet), обеспечивает решение этой проблемы не только в среде РаБД, но и для информационных систем вообще.

12. Независимость от СУБД. Локальные СУБД должны иметь возможность участвовать в функционировании РаСУБД.

Очевидно, что, хотя крайне желательно было бы иметь системы, удовлетворяющие всем 12 правилам, нереально ожидать реализации этих требований в рамках хотя бы одного продукта даже в ближайшие годы.

Ниже определены четыре шага, необходимых для перехода к управлению распределенными базами данных и призванных обеспечить следующие возможности:

1. Удаленный запрос. Выполняется подключение к удаленному узлу и производится чтение или изменение данных на этом узле. Результат поступает на исходный узел, после чего транзакция завершается. Практически любая коммерческая СУБД в настоящее время поддерживает удаленные запросы, и такая возможность предоставляется уже в течение некоторого времени.

2. Удаленная единица работы. Это означает, что на удаленном узле можно выполнить группу запросов как атомарную единицу (транзакцию). Приложение, вообще говоря, может получать и модифицировать данные многих узлов, но каждая транзакция затрагивает данные только одного узла.

3. Распределённая единица работы при этом каждый запрос относится только к одному узлу, но запросы, составляющие распределенную единицу работы (транзакцию), могут выполняться совместно на нескольких узлах. Вся группа запросов при этом фиксируется или откатывается как одно целое.

4. Распределенный запрос. Этот шаг предусматривает возможность выполнения запросов, охватывающих множество баз данных на разных узлах. Несколько таких распределенных запросов может быть далее сгруппировано в качестве транзакции.

Реляционные базы данных уже давно используются в программировании. В своё время они обрели популярность благодаря простоте и удобству реляционной модели работы с данными.

Данная статья анализирует различия между наиболее популярными реляционными системами управления базами данных (СУБД): SQLite, MySQL и PostgreSQL.

Системы управления базами данных

Базы данных – это логически смоделированные хранилища различной информации (данных) всех видов. Каждая база данных SQL основана модели, которая предоставляет структуру для хранящихся в ней данных. Системы управления базами данных — это приложения (или библиотеки), которые управляют базами данных различных форм, размеров и видов.

Реляционные системы управления базами данных

Реляционные СУБД для работы с данными используют реляционную модель. Эта модель хранит любую информацию в таблицах в виде связанных записей с атрибутами.

Этот тип СУБД требует наличия структур-таблиц. Столбцы (атрибуты) такой таблицы содержат различные типы данных. Каждая запись БД воспринимается как строка в таблице, атрибуты которой представлены в виде столбцов.

Отношения и типы данных

Отношения можно рассматривать как математические наборы, содержащие ряд атрибутов, которые в совокупности представляют собой базы данных и хранимую в ней информацию.

Добавляя запись в таблицу, нужно распределить все её компоненты (атрибуты) по типам данных. Разные реляционные СУБД используют разные типы данных, и они не всегда взаимозаменяемы.

Подобные ограничения (как, например, с типами данных) типичны для реляционных СУБД, ведь, по сути, отношения между данными и строятся на основе ограничений.

Примечание : Базы данных NoSQL не имеют таких строгих ограничений, поскольку они не выстраивают таких отношений между данными. Чтобы узнать больше о NoSQL, читайте .

Популярные реляционные базы данных

В данной статье мы рассмотрим три наиболее важные и популярные СУБД с открытым исходным кодом.

• SQLite: встроенная мощная система управления базами данных.
• MySQL: самая популярная и широко распространённая БД.
• PostgreSQL: продвинутая SQL-совместимая объектная СУБД с открытым исходным кодом.

Примечание : Приложения с открытым исходным кодом почти всегда дают пользователям право на свободное использование и изменение кода. Ответвляя код, вы можете создать совершенно новое приложение. Одним из ответвлений MySQL, например, является MariaDB .

SQLite

SQLite – это производительная библиотека, которую можно встраивать в приложения. Полноценная БД на основе файлов SQLite предлагает широкий набор инструментов для обработки всех видов данных и накладывает намного меньше ограничений, чем другие реляционные базы данных.

Приложения, использующие SQLite, не взаимодействуют с помощью интерфейса (портов, сокетов), а отправляют прямые запросы в файл, в котором хранятся данные (например БД SQLite). Благодаря этому приложение SQLite очень быстрое и производительное.

Типы данных SQLite

• NULL: пустое значение.
• INTEGER: целочисленное значение (зависимо от объёма значение хранится в 1, 2, 3, 4, 6 или 8 байтах).
• REAL: число с плавающей точкой, хранится в виде 8-байтного IEEE.
• TEXT: текстовая строка, хранится в зашифрованном виде (UTF-8, UTF-16BE или UTF-16LE).
• BLOB: бинарные данные, хранятся в том виде, в котором были введены.

Преимущества SQLite

• Простое строение на основе файлов: вся база данных состоит всего из одного файла, что увеличивает её портативность.
• Стандарты: несмотря на простоту, система SQLite основана на SQL. Некоторые функции опущены (RIGHT OUTER JOIN или FOR EACH STATEMENT), однако вместо них добавлены другие.
• SQLite отлично подходит для разработки или тестирования. На этих этапах почти всегда необходимо простое, но масштабируемое решение.

Недостатки SQLite

• Нет управления пользователями. Более сложные СУБД поддерживают управление пользователями (их взаимосвязями, привилегиями и т.п.). Простая СУБД SQLite такой функции не предоставляет.
• Невозможно повысить производительность. Библиотека SQLite проста в настройке и в использовании. Однако она разработана таким образом, что не позволяет путём тонкой настройки получить дополнительную производительность. То есть сделать SQLite более производительной технически невозможно.

Когда лучше использовать SQLite

• Простые встроенные приложения, которым нужна портативность, например, однопользовательские локальные приложения, мобильные приложения, игры.
• Замена диска. Обычно приложения, которым необходимо читать или записывать файлы на диск, могут использовать SQLite для получения дополнительных функций.
• Тестирование.

Когда лучше не использовать SQLite

• Многопользовательские приложения. Если приложение построено таким образом, что большое количество клиентов одновременно использует одну БД, то в такое приложение лучше внедрить полнофункциональную реляционную СУБД (например, MySQL).
• Приложения, записывающие большое количество данных. операция записи является одним из ограничений SQLite. Эта СУБД позволяет выполнять только одну операцию записи за один момент времени, следовательно, она ограничивает пропускную способность.

MySQL

MySQL – самая популярная СУБД. Это многофункциональное открытое приложение, поддерживающее работу огромного количества сайтов. Система MySQL довольно проста в работе и может хранить большие массивы данных.

Примечание : Учитывая популярность MySQL, для этой системы было разработано большое количество сторонних приложений, инструментов и библиотек.

MySQL не реализует полный стандарт SQL. Несмотря на это, MySQL предлагает множество функциональных возможностей для пользователей: автономный сервер баз данных, взаимодействие с приложениями и сайтами и т.п.

Типы данных MySQL

• TINYINT: целое число в диапазоне от -128 до 127 (1 байт).
• SMALLINT: целое число от -32768 до 32767 (2 байта).
• MEDIUMINT: число от -8388608 до 8388608 (3 байта).
• INT или INTEGER: число в диапазоне от -2147683648 до 2147683648 (4 байта).
• BIGINT: число от -2 63 до 2 63 -1 (8 байт).
• FLOAT: число с плавающей точкой (4 байта).
• DOUBLE, DOUBLE PRECISION, REAL: число с двойной точностью и плавающей точкой.
• DECIMAL, NUMERIC: величины повышенной точности.
• DATE: дата.
• DATETIME: дата и время.
• TIMESTAMP: временная метка.
• TIME: время в формате hh:mm:ss.
• YEAR: год (по умолчанию хранится в виде 4 цифр, но можно настроить и 2).
• CHAR: строка фиксированной длины.
• VARCHAR: строки переменных.
• TINYBLOB, TINYTEXT: Тип TEXT позволяет хранить текст, а BLOB — изображения, звук, электронные документы и т.п. Максимальная длина – 225 символов.
• BLOB, TEXT: большие объемы текста, максимум 65535 символов.
• MEDIUMBLOB, MEDIUMTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 16777215 символов.
• LONGBLOB, LONGTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 4294967295 символов.
• ENUM: принимает только одно из значений заданного множества.
• SET: принимает любой или все элементы из значений заданного множества.

Преимущества MySQL

• Простота в работе: MySQL очень просто установить и настроить. Сторонние инструменты, в том числе визуализаторы (интерфейсы) значительно упрощают работу с данными.
• Функциональность: MySQL поддерживает огромное количество функций SQL.
• Безопасность: MySQL предоставляет много встроенных продвинутых функций для защиты данных.
• Масштабируемость и производительность: MySQL может работать с большими объёмами данных.

Недостатки MySQL

• Ограничения: структура MySQL накладывает некоторые ограничения, из-за которых не смогут работать продвинутые приложения.
• Уязвимости: метод обработки данных, применяемый в MySQL, делает эту СУБД немного менее надёжной по сравнению с другими СУБД.
• Медленное развитие: хотя MySQL является продуктом с открытым исходным кодом, он очень медленно развивается. Однако тут следует заметить, что на MySQL основано несколько полноценных баз данных (например, MariaDB).

Когда использовать MySQL

• Распределенные операции: автономный сервер баз данных MySQL поддерживает множество операций и предоставляет несколько дополнительных функций.
• Высокая безопасность данных: MySQL предлагает высокую защиту данных.
• Веб-сайты и веб-приложения: несмотря на ограничения MySQL может поддерживать работу почти любого сайта и веб-приложения. Этот гибкий и масштабируемый инструмент прост в использовании.
• Пользовательские решения: MySQL можно подогнать под строгие требования сайта или приложения.

Когда лучше не использовать MySQL

• Конфликты с SQL: поскольку MySQL всё же полностью не реализует стандартов SQL, он не полностью совместим с SQL. Потому MySQL не всегда можно интегрировать с другой СУБД.
• Слабая поддержка параллелизма: несмотря на то, что MySQL хорошо выполняет операции чтения, одновременные операции чтения и записи могут вызвать проблемы.
• Отсутствие некоторых функций (например, полнотекстового поиска).

PostgreSQL

PostgreSQL – это продвинутая открытая объектно-ориентированная СУБД. PostgreSQL реализует SQL-стандарты ANSI/ISO.

В отличие от других СУБД, PostgreSQL поддерживает очень важные объектно-ориентированные и реляционные функции баз данных: надежные транзакции ACID (атомарность, согласованность, изолированность, долговечность) и т.п.

Основанная на надёжной технологии СУБД PostgreSQL может одновременно обрабатывать большое количество задач. Поддержка согласованности достигается без блокирования операций чтения благодаря MVCC.

Хотя СУБД PostgreSQL не так популярна, как MySQL, для неё тоже разработано большое количество дополнительных инструментов и библиотек, которые упрощают работу с данными и увеличивают производительность СУБД.

Типы данных PostgreSQL

• bigint: знаковое восьмибайтное целое число.
• bigserial: восьмибайтное целое число с автоинкрементом.
• bit [(n)]: битовая строка фиксированной длины.
• bit varying [(n)]: битовая строка с переменной длиной.
• boolean: логическое значение (true/false).
• box: четырёхугольник на плоскости.
• bytea: бинарные данные.
• character varying [(n)]: строка символов с переменной длиной.
• character [(n)]: строка символов с фиксированной длиной
• cidr: адрес сети IPv4 или IPv6.
• circle: круг на плоскости.
• date: дата (год, месяц, день).
• double precision: число с плавающей точкой двойной точности (8 байт).
• inet: адрес хоста IPv4 или IPv6.
• integer: знаковое четырёхбайтовое целое число.
• interval [(p)]: промежуток времени.
• line: бесконечная линия на плоскости.
• lseg: сегмент линии на плоскости.
• macaddr: MAC (Media Access Control) адрес.
• money: валюта.
• numeric [(p, s)]: точное числовое значение с выбранной точностью.
• path: геометрический путь на плоскости.
• point: геометрическая точка на плоскости.
• polygon: закрытый геометрический путь на плоскости (полигон)
• real: число с плавающей точкой одинарной точности (4 байта).
• smallint: знаковое двухбайтное целое число.
• serial: четырёхбайтное целое число с автоинкрементом.
• text: строка символов с переменной длиной.
• time [(p)] : время дня (без часового пояса).
• time [(p)] with time zone: время дня и часовой пояс.
• timestamp [(p)] : временная метка (дата и время) без часового пояса.
• timestamp [(p)] with time zone: временная метка с часовым поясом.
• tsquery: запрос текстового поиска.
• tsvector: документ текстового поиска.
• txid_snapshot: снапшот ID-транзакции уровня пользователя.
• uuid: универсальный уникальный идентификатор.
• xml: данные XML.

Преимущества PostgreSQL

• Система управления базами данных PostgreSQL открытая, SQL-совместимая, свободная.
• Активное сообщество PostgreSQL поможет найти решение любой проблемы, связанной с СУБД, в любое время суток.
• Поддержка сторонних инструментов: помимо встроенных продвинутых функций, PostgreSQL поддерживает множество открытых сторонних инструментов для проектирования, управления данными и т.п.
• Масштабируемость и расширяемость.
• Объектно-ориентированность.

Недостатки PostgreSQL

• Производительность: в некоторых ситуациях производительность PostgreSQL ниже, чем у MySQL.
• Невысокая популярность.
• В связи с вышеперечисленными недостатками не все хостинг-провайдеры поддерживают PostgreSQL.

Когда использовать PostgreSQL

• Если приложению необходима целостность данных.
• Для выполнения сложных пользовательских задач.
• Если в будущем приложению понадобится более надёжная платная БД, с PostgreSQL легче будет перейти.
• Для поддержки приложений со сложной структурой PostgreSQL предлагает специальный набор функций.

Когда лучше не использовать PostgreSQL

• Если приложению нужны быстрые операции чтения.
• Если приложению не нужна абсолютная целостность данных, ACID или сложная структура, PostgreSQL может стать слишком сложным решением.
• Репликация данных сложнее, чем в MySQL, потому в кластерах PostgreSQL лучше не использовать.

Tags:

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

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

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

3.5.2. Серверные СУБД

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

Основными производителями таких систем обработки и хранения данных являются 3 корпорации: Oracle, Microsoft и IBM. Диаграмма соотношения объемов продаж соответствующих систем (источник: IDC Report, Май 2006) приводится на рис. 3.4 .

Рис. 3.4.

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

Дадим краткую характеристику этим системам.

MS SQL Server

К настоящему времени разработано несколько версий систем: MS SQL Server-2000, MS SQL Server -2005, MS SQL Server-2008. Приведем информацию о системе MS SQL Server-2008 с сервера Microsoft (http://www.microsoft.com/rus/SQL/2008/default.mspx)

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

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

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

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

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

Отдельные аспекты MS SQL Server – 2008 будут описаны в лекциях "Структура современной СУБД на примере Microsoft SQL Server 2008" и "Направления развития баз данных" 14.

Oracle

К настоящему времени разработано несколько версий систем, каждая из которых включает целую линейку продуктов, например Oracle 8, Oracle 9i, Oracle 10g.

Соответствующие линейки продуктов включают как собственно СУБД (например Oracle Database 10g, Oracle Database 11g) , так и средства разработки и анализа данных.

Приведем информацию о системе с сервера Oracle http://www.oracle.com/global/ru/mid/oracle_products/database.html).

Oracle предлагает комплексные, открытые, доступные и удобные в использовании технологические решения. Готовые пакетируемые решения автоматически включают в свою стоимость базу данных, сервер приложений, интеграционную платформу, инструменты аналитики и управления неструктурированными данными. Масштабируемые бизнес-приложения Oracle могут быть легко интегрированы с ИТ-инфраструктурой предприятия без потери уже вложенных в IT инвестиций.

СУБД Oracle Database 11g обеспечивает улучшенные характеристики за счет автоматизации задач администрирования и обеспечения лучших в отрасли возможностей по безопасности и соответствию нормативно-правовым актам в области защиты информации. Появилось больше функций автоматизации, самодиагностики и управления. Среди характеристик системы можно отметить управление большими объемами данных с использованием распределенных таблиц и компрессии, эффективную защиту данных, возможность полного восстановления, возможность интеграции геофизических данных медиа-контента в бизнес-процеcc и т.д.

Серверы баз данных компании IBM

К настоящему времени разработаны линейки продуктов DB2 и Informix , включающие как собственно СУБД так и средства разработки и анализа данных (DB2 Universal Database DB2 Personal Edition, DB2 Enterprise 9 и др., а также Informix Dynamic Server, Informix Dynamic Server Express, Informix Extended Parallel Server и др.

Приведем информацию о части таких систем с сервера (

Сегодня довольно сложно представить себе какое-либо приложение, которое не использовало бы базы данных, будь то сервера, персональные компьютеры или мобильные устройства. От простых игр до серьезных бизнес приложений. Все они обрабатывают, читают и записывают определенный набор данных.

Система управления базами данных (DBMS/СУБД) - программное обеспечение, предназначенное для хранения и управления данными. Для решения различных задач разрабатывалось всё больше и больше различных СУБД (Реляционные и NoSQL) и программ для работы с ними (MySQL, PostgreSQL, MongoDB, Redis и т.д.)

1. Модели БД
   1. Реляционная модель
   2. Безсхемный подход (NoSQL)
2. Популярные СУБД
   1. Реляционные СУБД
   2. NoSQL (NewSQL) СУБД
3. Сравнение SQL и NoSQL БД

Системы управления базами данных

Термин СУБД включает в себя довольно большое количество сильно отличающихся друг от друга инструментов для работы с базами данных (отдельные программы и подключаемые библиотеки). Так как данные бывают различных видов и типов, начиная со второй половины 20 века было разработано огромное количество разных СУБД и других приложений для работы с БД.

Сравнение SQL и NoSQL систем управления базами данных

Для представления общей картины давайте сравним эти два типа СУБД:

• Стуруктуры данных и их типы - реляционные БД используют строгие схемы данных, NoSQL БД допускают любой тип данных
• Запросы - вне зависимости от типа лицензии, реляционные базы данных в той или иной мере соответствуют стандартам SQL, поэтому данные из них можно получать при помощи языка SQL. NoSQL БД используют специфические способы запросов к данным.
• Масштабируемость - оба эти типа СУБД довольно легко поддаются вертикальному масштабированию (т.е. увеличение системных ресурсов). Тем не менее, так как NoSQL это более современный продукт, именно такие СУБД предлагают более простые способы горизонтального масштабирования (т.е. создание кластера из нескольких машин).
• Надежность - когда дело доходит до сохранности данных и гарантии выполнения транзакций SQL БД по прежнему занимают лидирующие позиции.
• Поддержка - Реляционные СУБД имеют не малую историю за плечами. Они очень популярны и предлагают как платные, так и бесплатные решения. При возникновении проблем, все же гораздо проще найти ответ, если дело касается реляционных систем, чем NoSQL, особенно если решение довольно сложное по своей природе (например MongoDB).
• Хранение и доступ к сложным структурам данных - изначально реляционные системы предполагали работу со сложными структурами, именно поэтому они превосходят остальные решения по производительности.