XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

ВВЕДЕНИЕ

База данных, говоря коротко – это средство для реляционного и эффективного хранения информации. Иными словами, такая база обеспечивает надежную защиту данных от случайной потери или порчи, экономно использует ресурсы (как людские, так и технические) и снабжена механизмами поиска информации, удовлетворяющим разумным требованиям к производительности. Само понятие база данных может означать как отдельный набор данных (например, список телефонов), так и гораздо более сложную систему (например, SQL Server). Базы данных – это один из самых сложных типов коммерческих приложений. Все остальные типы системы, как правило, имеют более – менее близкие аналогии в реальном мире. С точки зрения практического использования текстовые процессоры – это усовершенствованная пишущая машинка. Электронную базу данных, несомненно, освоит не только бухгалтер, но и другой любой пользователь.

В настоящее время разработаны и используются на персональных компьютерах около двадцати систем управления базами данных. Они предоставляют пользователю удобные средства интерактивного взаимодействия с БД и имеют развитый язык программирования.

Актуальность выбранной темы заключается в том, что на данный момент в современных системах управления базами данных имеется возможность не только хранить данные в своих структурах, но и хранить программный код, т.е. методы, с помощью которых происходит взаимодействие с потребителем или другим программно–аппаратным комплексом.

От прошлого к настоящему базы данных

Мало кто будет спорить, что IT будущего неразрывно связано с использованием огромных баз данных. Уже сейчас мир придумывает новые языки, новые алгоритмы, лишь бы упростить и ускорить использование огромных потоков информации. Даже привычный многим современным пользователям реляционный подход медленно, но верно уходит в прошлое. Почему и что будет дальше? Впрочем, давайте обо всём по порядку.

Нет смысла охватывать историю баз данных, цепляясь за любое сходство, поэтому моментом появления баз данных будет не античное время, а 60-е годы 20 века. Именно тогда компьютеры стали эффективным инструментом для коммерческих компаний, а организация COBASYL (COnference on DAta SYstems Language), создавшая в 1959 году язык COBOL и впоследствии наделив его возможностями для управления БД, помогла им управлять резко возросшими потоками информации.

К концу 60-х появилась первая сетевая модель данных, возникло понятие СУБД, а в 1974 году компания IBM стала работать над языком для System R. Так на свет появился SEQUEL (Structured English QUEry Language). Однако позже, когда стало известно, что такое название используется британской авиастроительной компанией, было решено немного сократить до привычного SQL.

С увеличением доступности компьютеров стали появляться ориентированные на простых пользователей БД (Paradox, RBASE 5000, RIM, Dbase III), API (ODBC, Excel, Access) и средства разработки (VB, Oracle Developer, PowerBuilder). Само-собой, тенденция охватила и интернет, на сегодняшний день эффективное взаимодействие с БД – негласное требование к любому ресурсу с более-менее динамической информацией.

Если говорить о компаниях, то на рынке установилось троевластие: практически вся власть в области баз данных распределена между IBM, Microsoft и Oracle.

2. Настоящее и будущее базы данных

До старта нового тысячелетия в IT доминировал реляционный подход к базам данных, однако необходимость повышать быстродействие неизбежно привела к развитию идеи NoSQL (not only SQL). Если вы с трудом представляете, что это и в чём разница, то перейдя по ссылке вы получите исчерпывающие ответы на все свои вопросы [1].

Если упрощённо, то реляционный подход описывает данные в формате таблиц, то есть вся информация неразрывно связана отношениями и структурой (вспомните Excel со столбцами и строками, где каждый новый объект записывается по тому же шаблону). Это неизбежно приводит к ограничениям по производительности и масштабированию, но с точки зрения создания и управления – это просто и удобно.

NoSQL подход позволяет избежать этих проблем за счёт отсутствия строгих информационных связей. Но тут возникает другая проблема – организация доступа. Решается она 4 основными способами: с помощью документной ориентации, расширяемых записей (разреженных матриц), ключей доступа и теории графов. Естественно, что подход NoSQL требует от разработчика больше знаний и умений, но результаты куда эффективнее. Именно поэтому считается, что SQL уже сейчас уходит в историю, а NoSQL – будущее всех БД [1].

Впрочем, данное предсказание упирается в тот факт, что использование реляционного подхода для небольших баз куда эффективнее. Поэтому вместо бессмысленного спора поговорим о более практических вещах, а именно непосредственно о наиболее популярных БД.

3. Рейтинг баз данных

Итак, рейтинг 10 наиболее популярных баз данных, согласно ресурсу DB-Engines, выглядит следующим образом:

Oracle;

MySQL;

Microsoft SQL Server;

PostgreSQL;

MongoDB;

DB2;

Cassandra;

Microsoft Access;

Redis;

SQLite.

Оценки в рейтинге выставляются согласно 6 параметрам, среди которых популярность в поисковых системах, социальных сетях и на форумах, частота упоминание в резюме, количество вакансий [2].

Итого, 7 из 10 представителей рейтинга – реляционные базы данных, а также по одному экземпляру документно-ориентированной БД (MongoDB), с распределёнными значениями (Cassandra) и использующей подход «ключ-значение» (Redis). Таким образом, на сегодняшний день доминирование реляционных баз данных неоспоримо, но что будет завтра?

Для ответа на этот вопрос обратимся на этом же ресурсе к разделу тренды. Если брать отметки времени в более чем в 2 или 4 года, то наибольший рост демонстрирует подход с использованием теории графов. В то же время за последний год максимальный рост популярности продемонстрировали БД на основе временных данных. Это относительно новый подход, он также считается NoSQL, преимущество сводится к созданию структуры на основе дат или временных диапазонов. На данный момент наиболее популярным представителем Time Series БД является InfluxDB.

4. Описание самых популярных баз данных.

4.1 MySQL

MySQL является самой популярной СУБД. Она обладает широким функционалом, способна хранить гигантские объемы информации и сравнительно быстро записывает и извлекает данные из таблиц. Чаще всего ее применяют в веб-проектах. Подавляющее большинство сайтов, присутствующих в Интернете, используют именно MySQL для хранения данных. C MySQL сравнительно легко работать, и взаимодействию с этой СУБД можно научиться за короткое время. В виду ее популярности, в Сети присутствует множество материалов на различных языках и книг, которые обучают работе с MySQL. Кроме того, в виду ее широкого распространения, для этой СУБД написано множество плагинов, расширяющих функционал. Есть у этой системы и недостатки. Один из них – трудность использования в очень масштабных проектах, так как у нее есть проблемы с мультипоточностью.

4.2 SQLite

SQLite – СУБД, которую многие разработчики используют в своих приложениях. В отличие от многих других систем, в этой данные хранятся в отдельных файлах, и обращение к ним происходит напрямую, а не посредством сокетов и портов. Из-за этого на чтение она работает очень быстро.

У SQLite отсутствует система пользователей, поэтому ее невозможно использовать в многопользовательских приложениях. Кроме того, она сравнительно медленно работает на запись. В виду этого ее практически невозможно нормально использовать в веб-проектах. Однако, например, для хранения данных однопользовательских игр она подходит очень хорошо. Эта СУБД сейчас активно применяется, например, в играх для Android.

4.3 PostgreSQL

СУБД PostgreSQL позиционируется в качестве профессионального решения. В отличие от многих других аналогичных современных систем, эта максимально полно поддерживает синтаксис SQL. Она имеет множество функций, которые необходимы приложениям, предъявляющим очень высокие требования к надежности и безопасности.

Эта СУБД сравнительно медленная, но надежная. Из-за этого ее используют, например, банки, которым нужно максимально сократить риски потери данных или их несанкционированного изменения.

4.4 Oracle

Надежность, безопасность, высокая производительность, удобство в работе. Это главное, что характеризует продукты Oracle на протяжении уже многих лет. Наиболее важным - это является для СУБД, ставшей на сегодняшний день практически обязательной частью любой серьезной информационной системы. Но не только эти характеристики позволяют продуктам Oracle удерживать лидерство на рынке СУБД. Стремительно развивающиеся информационные технологии требуют от современных СУБД расширения классической функциональности лишь по хранению и обработке данных. Двигаясь в ногу со временем, корпорация Oracle по сути ломает сложившиеся взгляды на СУБД, наделяя ее все новыми и новыми возможностями.

Современная СУБД Oracle это мощный программный комплекс, позволяющий создавать приложения любой степени сложности. Ядром этого комплекса является база данных, хранящая информацию, количество которой за счет предоставляемых средств масштабирования практически безгранично. C высокой эффективностью работать с этой информацией одновременно может практически любое количество пользователей (при наличии достаточных аппаратных ресурсов), не проявляя тенденции к снижению производительности системы при резком увеличении их числа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом получается, что почти во всех крупных и уважающих себя организациях появились отдельные сектора или функционально занятые подразделения, занимающиеся администрированием и обеспечением безопасности данных, а также администрированием баз данных.

База данных стала неотъемлемым элементом современного общества, а ее разработка и использование необходима для самой амбициозной компании. Из этого можно сделать вывод, что жизненный цикл информационной системы организации неотъемлемым образом связан с жизненным циклом системы базы данных, поддерживающей ее функционирование.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

Сравнение современных СУБД [Электронный ресурс] /. — Электрон. текстовые дан. — Режим доступа: http://drach.pro/blog/hi-tech/item/145-db-comparison, свободный

DB-Engines Ranking [Электронный ресурс] /. — Электрон. текстовые дан. — Режим доступа: https://db-engines.com/en/ranking, свободный

Код для цитирования: Скопировать