XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

В настоящее время нашу жизнь нельзя представить без базы данных, в которых хранится большое количество информации, начиная от личных сведений, таких как переписка, музыкальные треки, видеофайлы и др., и, заканчивая базами данных предприятий о клиентах, покупателях, товарах и т.д. Для поддержки баз данных в актуальном состоянии применяется специальный класс программного обеспечения – системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) — это набор инструментов, которые позволяют удобно управлять базами данных: удалять, добавлять, фильтровать и находить элементы, менять их структуру и создавать резервные копии [1].

Система управления базами данных, или СУБД – является совокупностью сведений, программных и лингвистических средств, которые обеспечивают управление созданием и использованием баз данных с целью обеспечения удобного представления сведений.

СУБД делят на разные типы и по разным параметрам. В основном их распределяют на четыре классифицированные группы: по расположению баз данных, по хранению и обработке данных, по языку запросов, по структуре и организации данных.

В зависимости от расположения баз данных выделяют: локальные – всё содержимое располагается на одном компьютере, примером является сервер компании; распределённые – база данных частично находится на разных компьютерах, примером служит облако. Однако в настоящее время более современные системы управления базами данных могут легко сочетать в себе локальные и распределённые.

По хранению и обработке данных делятся на следующие виды:

- клиент-серверные – СУБД с базой данных располагается на одном рабочем компьютере, к которому пользователи обращаются с запросами;

- файл-серверные – база данных находится на другом сервере, в то время как СУБД на различных устройствах, с которых отправляют многочисленные запросы. Файл-серверные используются для локальных сервисов компаний, где находятся определённые данные о клиентах и документообороте;

- встраиваемые – локальные СУБД представляют отдельный модуль для управления данными внутри приложений.

По языку запросов существуют: SQL – язык, создающий структурированные запросы к базам данных. NoSQL – язык для запросов, который основан на другом языке программирования.

В зависимости от структуры и организации данных выделяют:

1. Реляционные – данные, существующие в виде таблиц, которые связаны друг с другом через определенные параметры. Данная архитектура обеспечивает построчное хранение и нужна для создания строгой структуры. Ключ-значение – любой элемент базы данных используется для хранения идентификатора, который состоит из ключа и значения. Приведённый способ хранения похож на некий «словарь» в языках программирования.

2. Документные – в отличие от ранее представленных реляционных баз данных, документоориентированно хранят информацию в виде специальных «документов».

3. Графовые – имеющиеся элементы имеют взаимосвязи в виде графа, где у каждого собственного узла имеется множество связей с остальными узлами. Данный вид данных является подобием паутины.

4. Колоночные – данные хранятся последовательно друг за другом в виде одной целой колонки, и предполагается, что на одном месте в каждой колонке хранятся элементы, относящиеся к одной строке.

Основными функциями системы управления базами данных является: создание баз данных, изменение, удаление и объединение их по определенным признакам; хранение данных, в том числе больших массивов, в структурированном виде и нужном формате; защита данных от взлома и нежелательных изменений при помощи распределённого доступа; выгрузка и сортировка данных по заданным фильтрам при помощи SQL-запросов; поддержка целостности баз данных, резервное копирование и восстановление после определенных ошибок.

В связи ухода вендоров (поставщик, который продает и продвигает свои товары совместно с услугами под собственным брендом или торговой маркой) из рынка России, выпускающих различные функциональные СУБД, было принято решение по внедрению альтернативы.

В настоящее время на отечественном рынке программного обеспечения представлен обширный перечень СУБД: от решений на базе открытого исходного кода до полностью отечественных разработок. К наиболее распространенным и известным можно отнести Tantor, Postgres Pro и Ред БД; каждая из которых уже зарекомендовала себя в различных отраслях.

Рассмотрим функционал указанных СУБД.

СУБД Tantor – универсальная российская высокопроизводительная система управления базами данных. Tantor SE 15 — текущая версия, c пятилетним циклом сопровождения, обеспечивающая высочайший уровень стабильности, вендорской поддержки и кратчайшие сроки исправления ошибок. Специально оптимизирована и доработана для высоконагруженных корпоративных систем, где, кроме высокой производительности, важны надежность, отказоустойчивость и наличие современных средств администрирования, профилирования и мониторинга нагрузки на БД. Изменения, добавленные в СУБД Tantor SE, разработаны с учетом многолетней практики эксплуатации систем на PostgreSQL. Некоторые улучшения добавляются в СУБД Tantor SE раньше, чем они появляются в PostgreSQL, таким образом, заказчики получают функционал, который еще не доступен в открытой версии Postgres.

Ядром СУБД Tantor является собственная сборка на базе открытой СУБД PostgreSQL. По сравнению с «ванильной» версией PostgreSQL она содержит дополнительные расширения и доработки: например, улучшения для повышения производительности БД, оптимизации хранения и инкрементального резервного копирования. Добавлены подключаемые «движки» на основе Table Access Methods и набор расширений, улучшающих характеристики и возможности мониторинга СУБД (в том числе для 1С).

Важным компонентом СУБД является полнофункциональная модульная платформа администрирования и мониторинга кластеров PostgreSQL «Тантор». Она предназначена для грамотной и оптимальной эксплуатации внедренной у заказчика СУБД PostgreSQL. Для пользователя она представляет собой графический интерфейс, через который администратор баз данных может производить мониторинг, анализ и управление большим количеством кластеров [3].

Функциональные возможности: управление данными во внешней памяти и в оперативной памяти; выполнение запросов и манипулирования данными (DML/DDL); поддержка символьных кодировок; управление транзакциями; журнализация изменений; резервное копирование и восстановление базы данных после сбоев; репликация; работа в составе отказоустойчивого кластера с механизмом переключения нагрузки на основной узел кластера. Следует отметить, что СУБД Tantor предоставляет достаточной широкий функционал удовлетворяющий большинство требований.

Ред База Данных – российская промышленная СУБД с открытым кодом. Ядро СУБД Ред База Данных построено на основе Firebird — популярной СУБД с открытым кодом. Firebird используется в решениях различного масштаба: от встроенных аппаратных систем и решений для небольших компаний до IT-систем крупнейших корпораций с размерами БД до десятков ТБ и десятками миллионов транзакций в день. К основным возможностям данной СУБД можно отнести: поддержка любых версий Ред Базы Данных и Firebird «из коробки»; поддержка всех типов аутентификации; разработка и выполнение SQL команд; форматирование и автодополнения SQL команд; визуальное проектирование диаграммы БД с возможностями Reverse Engineering; создание и редактирование объектов баз данных с помощью графических инструментов; трейс менеджер; управление пользователями и правами [4].

Функциональные возможности: инструменты администрирования; скрытие кода хранимых процедур и функций; планировщик заданий; встроенная архитектура без выделенного сервера; поддержка всех видов резервного копирования; поддержка уведомлений о событиях в БД.

Подводя итоги, данная СУБД довольно интересна в использовании, но является недостаточно мощной для крупных проектов.

Postgre – свободно распространяемая объектно-реляционная система управления базами данных с открытым исходным кодом, написанном на языке C. «Объектно-реляционная» означает, что PostgreSQL поддерживает концепции, присущие как реляционным базам данных, так и объектно-ориентированным языкам программирования. Приобрела заслуженную популярность. Но у нее есть определенный нюанс. Эта СУБД не предназначена для высоконагруженных систем, работы с большими базами данных. Вопросы могут возникнуть и к масштабируемости, и к безопасности этой системы. Использовать ее «напрямую» в качестве импортонезависимого решения могут, однако, далеко не все компании.

В основе PostgreSQL — серверный процесс базы данных, выполняемый на одном сервере. Также стоит сказать, что в Postgres пока не реализована технология высокой готовности, как это сделано в ряде других коммерческих систем управления базами данных уровня предприятия (они способны распределять нагрузку между некоторым количеством серверов, достигая дополнительной масштабируемости и повышенной устойчивости к внешним воздействиям).

Доступ из приложений к данным базы PostgreSQL производится с помощью специального процесса базы данных. То есть клиентские программы не могут получать самостоятельный доступ к данным даже в том случае, если они функционируют на том же ПК, на котором осуществляется серверный процесс. Таким образом, мы получаем разделение клиентов и сервера, что даёт возможность создавать распределённые системы [2].

Основные функциональные возможности: гибкий доступ к базам данных, их организация и хранение; управление записями в базах данных; просмотр нужной информации из базы по запросу, например для ее отправки на сайт или в интерфейс приложения; отправка транзакций, последовательных запросов, собранных в подобие скрипта; настройка и контроль доступа к той или иной информации, группировка пользователей по уровню прав; контроль версий и организация одновременного доступа к базе из разных источников так, чтобы предотвратить сбои; защита информации от возможных утечек и потерь; контроль состояния базы в целом.

Подводя итоги, Postgre мощная, гибкая, подходящая для любого объема работы, правда довольно сложная в использовании.

Таким образом, решений СУБД на рынке сейчас достаточное количество, чтобы обеспечить и здоровую конкуренцию между производителями и предоставить возможность выбора заказчикам. Есть решения с акцентом на производительность, отказоустойчивость, безопасность данных или гибкость и простоту в использовании. Кроме того, многие отечественные СУБД активно разрабатываются и улучшаются с течением времени, подстраиваясь под новые требования рынка.

Список литературы:

1. Система управления базами данных: что это такое и зачем она нужна [Электронный ресурс] / URL: https://skillbox.ru/media/code/sistema-upravleniya-bazami-dannykh-chto-eto-takoe-i-zachem-ona-nuzhna/?ysclid=ls3m8bvcoe205156828 (дата обращения: 29.01.2024).

2. СУБД PostgreSQL. Особенности и архитектура Postgres [Электронный ресурс] / URL: https://otus.ru/nest/post/1584/ (дата обращения: 29.01.2024).

3. СУБД Tantor – новый продукт экосистемы «Астра» [Электронный ресурс] / URL: https://spbit.ru/it_class/subd-tantor-novyy-produkt-ekosistemy-astra-269084?ysclid=ls3mj6qz7p65647994 (дата обращения: 28.01.2024).

4. СУБД Ред База Данных [Электронный ресурс] / URL: https://reddatabase.ru/ru/products/ (дата обращения: 28.01.2024).