СУБД предполагает работу пользователя с базой в различных режимах :
Ø режим «ассистента» - используется разветвленное меню, не требуется специальной подготовки пользователя;
Ø командный режим – взаимодействие с системой посредством ввода команд, требуется подготовка пользователя (должен знать язык команд СУБД);
Ø программный режим – для взаимодействия используется язык СУБД, позволяющий создавать программы, имеющие «дружественный» пользовательский интерфейс.
На сегодняшний день известно более двух десятков серверных СУБД, однако наиболее популярными, исходя из числа продаж и установленных копий, следует признать Oracle, Microsoft SQL Server, Informix, Sybase, DB2.
СУБД фирмы Oracle очень популярны и престижны. Выпущенная в 1979 году СУБД фирмы Oracle была первой коммерческой реляционной СУБД, поддерживающей ставший индустриальным стандартом язык SQL, Фактически все эти годы Oracle является бессменным лидером на рынке производителей коммерческих СУБД и второй (после Microsoft) по величине компанией, производящей программное обеспечение.
Ранние версии этой СУБД были предназначены для мэйнфреймов, а в качестве рабочих мест использовались «неинтеллектуальные» терминалы. Однако со временем появились версии Oracle, предназначенные для использования в архитектуре «клиент-сервер».
Первоначально эти версии были предназначены для различных серверных платформ — разнообразных версий UNIX, VMS и др. Позже были выпущены версии сервера Oracle для Novell NetWare. Первые версии этого сервера для персональных компьютеров появились в середине 90-х (Personal Oracle 7 for Windows 3.1, Personal Oracle 7 for Windows 95, Personal Oracle Lite, Oracle Workgroup Server 7 for Windows NT). До появления этих версий персональные компьютеры могли использоваться исключительно в качестве клиентских рабочих станций — в состав Oracle для серверных платформ обычно входила клиентская часть для DOS.
Отметим, что Oracle была первой компанией, создавшей СУБД, использовавшую предоставляемые некоторыми серверными платформами средства параллельных вычислений — Oracle Parallel Server (до его появления параллельные вычисления использовались только для решения научных задач). При использовании параллельных вычислений Oracle Parallel Server дает возможность нескольким процессорам обращаться к одной базе данных, что позволяет обеспечить высокую скорость обработки транзакций, а более поздние его версии дают возможность осуществить декомпозицию операций с большими объемами данных с целью параллельного выполнения их на нескольких процессорах.
Отличительными свойствами последних версий Oracle являются:
• наличие объектных расширений и соответствующих типов данных, таких как вложенные таблицы, массивы, объекты и др. Иными словами, Oracle являются объектно-ориентированными СУБД;
• наличие функций аналитической обработки данных (например, вычисления процентных соотношений, ранжирования, сравнения временных периодов);
• возможность создания таблиц, содержащих агрегатные данные, и частичного их обновления при изменении данных, на основании которых они вычислены;
• поддержка Java, XML, HTML- и XML-страниц с включенным в них кодом PL/SQL;
• поддержка хранения мультимедиа-данных с возможностью индексации, построения контекстных запросов, поддержки разных языков для хранимых документов;
• набор процедур и функций для обработки пространственной информации;
• дополнительные возможности обеспечения безопасности, например шифрование данных, поддержка SSL, использование ролей уровня базы данных и уровня предприятия;
• возможность создания систем, устойчивых к сбоям, с использованием нескольких параллельных процессов;
• поддержка кластеров на основе Microsoft Cluster Server,
• наличие OLE DB-провайдера для доступа к данным сервера.
Помимо различных версий сервера баз данных среди продуктов Oracle имеется также Designer/2000 — ориентированное на эту СУБД CASE-средство для анализа бизнес-процессов и проектирования данных, а также средства разработки клиентских приложений. Одно из них — Developer/2000 (называвшееся ранее Oracle Forms) — весьма популярно среди пользователей Oracle. Следует отметить, что приложения, созданные с помощью Developer/2000, могут выполняться на различных платформах. Язык PL/SQL, используемый в этом средстве разработки, является интерпретируемым и представляет собой тот же самый язык, что используется в Oracle для написания серверного кода. Это позволяет отлаживать с помощью Developer/2000 серверный код.
Многие другие компании производят ОDBС-драйверы и OLE DB-провайдеры для доступа к Oracle. Компании, производящие средства разработки, использующие собственные библиотеки доступа к данным (Borland), также включают библиотеки доступа к Oracle в состав наиболее полных версий своих продуктов.
Из готовых информационных систем на базе Oracle следует особо отметить несколько крупных систем управления предприятием, в частности SAP/R3. На Западе также нередко используются готовые решения, производимые самой Oracle Corporation, объединенные под общим названием Oracle Applications. К ним, в частности, относятся Oracle Financials, Oracle Human Resources, Oracle Market Management, Oracle Project Systems и ряд других.
Microsoft SQL Server.Первая версия Microsoft SQL Server, совместно разработанная в 1988 году компаниями Microsoft и Sybase, предназначалась для платформы OS/2. Последующие версии этого сервера баз данных предназначались для платформы Windows NT и со временем стали тесно интегрированы с этой операционной системой. Для других платформ версии этого сервера не выпускались и не выпускаются.
Удобный пользовательский интерфейс утилит администрирования в сочетании с достаточно высокой производительностью и относительно невысокой стоимостью эксплуатации сделал эту серверную СУБД второй по популярности после Oracle. Наибольший рост популярности этой СУБД пришелся на конец 90-х годов, когда были выпущены Microsoft SQL Server 6.0(1995 г.), обладавший централизованными функциями администрирования и встроенными возможностями репликации данных, Microsoft SQL Server 6.5 (1996 г.) и Microsoft SQL Server 6.5 Enterprise Edition, поддерживающий параллельные вычисления в многопроцессорных системах.
На сегодняшний день наиболее широко используемыми являются выпущенная в 1998 году версия Microsoft SQL Server 7.0 и вышедшая ранее версия 6.5. Версия 7.0 Microsoft SQL Server отличается от предыдущих тем, что она была полностью переписана фирмой Microsoft исключительно под платформу Windows NT. В состав Microsoft SQL Server 7.0 входят еще более простые утилиты администрирования (Enterprise Manager), преобразования данных (Data Transformation Services), облегчающие перенос данных в SQL Server из других типов СУБД, поддержка распределенных запросов и транзакций, OLAP-сервер и утилиты для создания хранилищ данных (в том числе данных из других серверных СУБД), расширенная поддержка функций для создания Web-приложений.
Помимо собственно Microsoft SQL Server 7.0 в качестве встроенной СУБД для настольных приложений и приложений для небольших рабочих групп можно использовать Microsoft Data Engine (MSDE) - настольный сервер баз данных, совместимый с Microsoft SQL Server и предназначенный для использования в настольных системах или в сетевых приложениях с небольшим (до 2 Гбайт) объемом данных и небольшим количеством пользователей.
СУБД фирмы Sybase. Начиная с 1994 года Microsoft и Sybase разрабатывают свои серверные продукты независимо друг от друга. Sybase разработала продукт под названием Adaptive Server Enterprise (в настоящее время наиболее часто используются его версии 11 и 12). Этот продукт существует для платформы Windows NT и некоторых версий UNIX (включая Linux) и предназначен для обслуживания крупных предприятий. В настоящее время этот сервер баз данных поддерживает:
• упреждающее асинхронное чтение, повышающее скорость выполнения сложных запросов;
• использование кластерных систем;
• распределенную обработку запросов, в том числе к базам данных на СУБД других производителей;
• расширенные хранимые процедуры, позволяющие осуществить легкий доступ к не-SQL функциям (Java, 3GL-системы, функции операционной системы и т.д.);
• параллельную обработку запросов в многопроцессорных системах;
• параллельную работу утилит администрирования;
• интеграцию с популярными системами безопасности (Kerberos).
Еще одна линия серверных продуктов Sybase ведет свое начало от сервера баз данных Watcom SQL Anywhere, отличавшегося компактностью и простотой администрирования. Последняя версия этого продукта называется Adaptive Server Anywhere 6.03, Этот сервер предназначен для обслуживания небольших рабочих групп, для применения в портативных компьютерах в качестве персонального сервера с периодической репликацией, а также в мобильных устройствах — существуют версии этого сервера для Windows СЕ 2.1 и версия UltraLite для разнообразных мобильных устройств.
Для управления распределенными транзакциями компания Sybase выпускает монитор транзакций — Jaguar CTS. Для создания многомерных хранилищ данных у Sybase существует еще один серверный продукт — Adaptive Server 1Q, позволяющий создавать хранилища на основе данных не только из СУБД производства Sybase, но и из СУБД других производителей. Особенностью этого продукта является необычный способ хранения данных — в таблицах этой СУБД рядом находятся данные не из одной и той же записи, как это принято в большинстве СУБД, а из одного и того же поля разных записей. Такой способ хранения данных позволяет выполнять запросы на выборку данных с более высокой скоростью, чем в СУБД с традиционными способами хранения данных.
Отметим также, что существует ряд продуктов под общим названием Sybase Industry Warehouse Studio, ориентированных на обслуживание конкретных предметных областей: торговли (Retail Warehouse Studio), здравоохранения (Healthcare Warehouse Studio), страхования (Life Insurance Warehouse Studio) и ряда других.
Помимо серверных продуктов фирма Sybase производит средства разработки, ориентированные на создание клиентских приложений для них (PowerBuilder, PowerJ, PowerSite (для создания Web-приложений), а также средства проектирования данных и генерации кода приложений, Последние можно отнести к универсальным средствам - CASE-средство DataArchitect поддерживает широкий спектр СУБД различных производителей, а генератор приложений AppModeler способен генерировать код не только для PowerBuilder и Optima-H-, но и для Delphi, Visual Basic, Web-приложений с использованием технологии Active Server Pages.
СУБД фирмы Informix.Ведущий продукт фирмы Informix - Informix Dynamic Server (1999 г.). Данный продукт поддерживает платформы UNIX и Microsoft Windows NT и обеспечивает эффективную работу как на одно-, так и на многопроцессорных системах, а также в кластерах. Сервер построен по архитектуре Dynamic Scalable Architecture (DSA), обеспечивающей мощные средства для параллельной обработки данных. В числе основных характеристик Informix Dynamic Server следует отметить:
• использование для управления дисковым пространством как средств операционной системы (UNIX или Мicrosoft Windows NT), так и собственных функций, позволяющих обойти ограничения операционной системы и добиться более высокой производительности, - такое управление дисковым пространством называется Raw Disk Management;
• управление разделением памяти — поддержку одновременного доступа к данным, находящимся в памяти, несколькими приложениями;
• динамическое управление потоками;
· поддержку фрагментации таблиц и индексов на нескольких дисках;
• распараллеливание запросов (parallel database query,PDQ);
• зеркалирование данных.
Сервер поддерживаетдвухфазное завершение транзакции, гетерогенные транзакции. Расширения функциональности сервера реализуются на базе DataBIade - коллекций объектов баз данных и подпрограмм на языке С, подключаемых к базе данных.
Входящие в состав Informix Dynamic Server клиентские утилиты предназначены для подключения к серверу и обработки информации (DB-Access), а также для выполнения функций администрирования (DB/Cockpit).
Клиентские приложения могут создаваться с использованием языков Informix ESQL (средство для разработки на языке С, позволяющее включать в приложения запросы к данным на языке SQL), а также С, C++, Java, Visual Basic и Delphi. Помимо этого существует собственное средство разработки — Informix-4GL и Informix Client Software Developer's Kit
Для поддержки универсальных механизмов доступа к данным фирма Informix выпускает Informix ODBC Driver, OLE DB Provider для Informix Dynamic Server и Informix ODBC Driver.
Для генерации отчетов предлагается Informix-ViewPoint—визуальное средство, рассчитанное на пользователей. Версия Pro также содержит средства администрирования.
Поддержка ОLAP: продукт Informix MetaCube поставляется как часть Informix Decision Frontie -комплексного решения для создания хранилищ данных.
Среди других продуктов фирмы Informix следует отметить:
• Informix Internet Foundation.2000 — специально разработанный для Internet вариант Informix Dynamic Server;
• i.Reach — корпоративный репозитарий для хранения данных различного типа, интеллектуального управления информацией и извлечения данных. Основное назначение данного продукта - поддержка включения в содержимое корпоративных сайтов электронных документов и их последующее обслуживание;
• i.Sell — комплексное решение для электронной коммерции па базе Informix Dynamic Server.
IBMDB2.Семейство серверных СУБД фирмы IBM, известное под названием DB2 Universal Database, представляет собой стратегию IBM по объединению в единую линию продуктов DB2 для различных платформ. Впервые появившееся в 1996 году семейство DB2 Universal Database объединяло в себе функциональные возможности таких продуктов фирмы, как DB2 Common Server, DB2 Parallel Edition (DB2 РЕ), NetData, Data Propagator и технологии DataHub, и предназначалось для платформ UNIX, OS/2 и Microsoft Windows NT.
Отметим, что при переносе DB2 на не-IBМ-платформы фирма старается максимально использовать уникальные функциональные возможности конкретной платформы. Помимо этого DB2 for Windows 2000 поддерживает Microsoft Transaction Services {MTS) в качестве координатора при создании приложений, использующих распределенные транзакции. Для разработчиков, использующих Microsoft Visual Studio, становятся доступными дополнительные модули, например Stored ProcedureBuilder, включаемый непосредственно в среду Visual Studio. IBМ также предлагает собственные средства разработки, например IBM VisualAge for Java, позволяющие создавать приложения, работающие с данными в DB2. Продукт также поддерживает создание хранимых процедур на языке Java (Java Stored Procedure Builder).
Помимо этого IBM предлагает бесплатное средство для миграции данных из Microsoft Access в DB2, а также средства для миграции данных из СУБД фирм Oracle, Microsoft, Sybase и Informix.
К основным характеристикам СУБД можно отнести поддержку реляционных и комплексных данных через объектные расширения, возможность работы на мультипроцессорных платформах, поддержку кластеров, 64-битную архитектуру памяти и распараллеливание запросов, возможность создания Web-приложений (поддерживаются такие технологии, как Java, ODBC, SQL, XML) и наличие средства для гетерогенного администрирования и обработки данных.
Семейство DB2 функционирует на системах AS/400 и RISC System/6000, мэйнфреймах IBM, машинах от Hewlett-Packard и Sun Microsystems и на таких операционных системах, как Windows NT/2000 и т.д., OS/2, AIX, HP-UX, SCO UnixWare, Linux, Sun Solaris, и сейчас поддерживает портативные устройства под управлением Windows СЕ и Palm OS. DB2 Universal Database выпускается в редакциях DB2 Universal Database Enterprise — Extended Edition (платформы ADC, Solaris и Windows NT), DB2 Universal Database Enterprise Edition (платформы AIX, HP-UX, Linux, OS/2, Solaris и Windows NT), DB2 Universal Database Workgroup Edition (платформы Linux, OS/2 и Windows NT) и DB2 Universal Database Personal Edition (платформы OS/2, Linux, Windows 9x и Windows NT). К дополнительным продуктам можно отнести:
· DB2 OLAP Server — средство для онлайновой аналитической обработки данных и реализации хранилищ данных, интегрирующее ядро OLAP-сервера Hyperion Essbasc с семейством DB2 Universal Database. (Business Objects), Lotus 1-2-3 (Lotus), Excel, Internet Explorer, Visual Basic (Microsoft);
· DB2 Connect - средство для управления соединениями различных клиентов с DB2 на AS/400; DB2 Universal Developer's Edition — рассчитанное на разработчиков средство для создания и тестирования приложений в архитектуре «клиент-сервер», работающих с данными DB2; DB2 DataJoiner — средство для доступа к реляционным и нереляционным данным, расположенным на различных платформах как к единому «образу» данных;
· DB2 Data Links Manager — средство для управления дополнительными файлами, подключаемыми к СУБД; DB2 Query Patrolier — набор средств для создания запросов и управления ресурсами для систем принятия решений. DB2 Query Patrolier получает ODBC-запросы от клиента, анализирует их и динамически распределяет запросы по различным узлам DB2 UDB Enterprise — Extended Edition;
· DB2 Net.Data — приложение, позволяющее Web-разработчикам создавать динамические Internet-приложения» используя Web Macros; DB2 Universal Database Satellite Edition — средство для внедрения масштабируемых мобильных решений, для управления удаленными пользователями. Поддерживает функции репликации, централизованное администрирование и средства управления через Web DB2 Web Control Center,
· DB2 Everywhere — СУБД для Palm OS и Windows СЕ, обеспечивающее SQL-функции и синхронизацию данных с другими реляционными базами данных, с данными Lotus Notes/Domino.
Таким образом, системы, основанные на серверных СУБД, обладают более высокой производительностью, генерируют меньший сетевой трафик по сравнению с системами, основанными на настольных СУБД. Такие СУБД имеют общие характеристики: Реализованы для нескольких платформ; Включают утилиты администрирования; Осуществляют резервное копирование данных; Поддерживают репликацию данных; Поддерживают параллельную обработку данных в многопроцессорных системах; Поддерживают OLAP и создание хранилищ данных; Поддерживают различные средства проектирования данных; Поддерживают публикацию данных в Интернете.
Следовательно, в настоящее время существуют тенденции развития СУБД:
· Расширение множества типов обрабатываемых данных – простые типы данных (текст, числа) дополняются мультимедийными данными, графическими образами, хронологическими рядами.
· Использование технологий Интернет (Интеграция технологий баз данных и WеЬ-технологий) – современные информационные системы базируются на взаимодействии информационных ресурсов разных форматов и моделей представления. В среде Интернет данные распределены и не упорядочены как в базах данных.
Большинство существующих информационных систем используют простые СУБД, функционирующие на персональных компьютерах. Базой систем нового поколения являются профессиональные СУБД, расширяющие сервисные возможности (Oracle, SyBase, Informix, Ingres). Эти СУБД имеют средства обработки распределенной информации, они поддерживают технологию клиент-сервер. Современные СУБД поддерживают средства, значительно ускоряющие разработку приложений. Это языки, интегрирующие средства высокого уровня для создания интерфейса с элементами CASE-технологии, средства для создания сложных запросов, возможности для подключения фрагментов на языках низкого уровня, поддерживают SQL-интерфейс. Все это ускоряет разработку приложений. Таким образом, выделяется еще несколько тенденций развития СУБД:
· распределенная обработка данных;
· применение средств быстрой разработки приложений.
Поскольку одной из современных тенденций развития баз данных является превращение их в базы знаний, необходимо Превращение СУБДв системы управления базами знаний.