СУБД Caché

 

ГБОУ ВПО «БАШКИРСКАЯ  АКАДЕМИЯ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СЛУЖБЫ И  УПРАВЛЕНИЯ ПРИ ПРЕЗИДЕНТЕ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН»

 

Кафедра информационных технологий в управлении

Специальность 080504 «Государственно  и муниципальное управление» 

(на базе высшего профессионального  образования, бюджет)

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Информационные  технологии в управлении»

на тему: «СУБД Caché»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УФА 2012

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................3

1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ СУБД........................................................4

2. Постреляционная СУБД Caché................................................................6

3. ПРИМЕР ВНЕДРЕНИЯ СУБД Caché     В РКБ ИМ. КУВАТОВА

    ГОРОДЫ УФЫ......................................................................................................11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..........................................................................................................15

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.......................................................16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Наряду с реляционным  подходом к разработке информационных приложений для баз данных все большее распространение получает объектный подход. Это связано с ограниченностью самой реляционной модели, например, при описании и манипулировании сложными структурами данных, усложнением запросов при выборках данных из нескольких таблиц, снижением производительности при соединениях больших таблиц и др.

Объектный подход дает такие  преимущества как:

‒ естественное представление данных;

‒ возможность разработки структур любого уровня сложности;

‒ высокую производительность процесса разработки;

‒ использование объектно-ориентированных CASE-средств проектирования и разработки приложений.

В последнее время появляется все больше объектных и объектно-ориентированных СУБД таких как Versant, Jasmine, ODB-Jupiter, Caché и др., которые приобретают все большую популярность и признание. Некоторые эксперты полагают, что, несмотря на доминирование на рынке реляционных СУБД, за объектными СУБД будущее.

Высокоэффективная постреляционная система управления базами данных Caché разработана в русле новых технологий, объединяющих сервер многомерных данных и многофункциональный сервер приложений. Главные свойства Caché – развитая объектная технология, быстрота разработки Web-приложений, усовершенствованная база SQL и уникальная технология получения данных – позволяют достичь такого высокого уровня производительности и масштабируемости, который был недоступен в рамках реляционной технологии [3].

 

 

 

1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЕ  СУБД

 

Направление объектно-ориентированных  баз данных появлялось в середине 1980-х гг. Наиболее активно это направление развивается в последние годы.

Возникновение направления  ООБД определяется прежде всего потребностями практики – необходимостью разработки сложных информационных прикладных систем, для которых технология предшествующих систем БД не была вполне удовлетворительной.

В наиболее общей постановке объектно-ориентированный подход базируется на концепциях:

‒ объекта и идентификатора объекта;

‒ атрибутов и методов;

‒ классов;

‒ иерархии и наследования классов.

Любая сущность реального  мира в объектно-ориентированных  языках и системах моделируется в  виде объекта. Любой объект при своем  создании получает генерируемый системой уникальный идентификатор, который  связан с объектом все время его  существования и не меняется при  изменении состояния объекта.

Каждый объект имеет состояние  и поведение. Состояние объекта  – набор значений его атрибутов. Поведение объекта – набор методов (программный код), оперирующих над состоянием объекта. Значение атрибута объекта – это тоже некоторый объект или множество объектов. Состояние и поведение объекта инкапсулированы в объекте; взаимодействуют объекты на основе передачи сообщений и выполнения соответствующих методов.

Множество объектов с одним  и тем же набором атрибутов  и методов образует класс объектов. Объект должен принадлежать только одному классу (если не учитывать возможности наследования). Допускается наличие примитивных предопределенных классов, объекты-экземпляры которых не имеют атрибутов: целые строки и т.д. Класс, объекты которого могут служить значениями атрибута объектов другого класса, называется доменом этого атрибута.

Наиболее важным новым  качеством ООБД, которое позволяет  достичь объектно-ориентированного подхода, является поведенческий аспект объектов. В прикладных информационных системах, основывавшихся на БД с традиционной организацией, существовал принципиальный разрыв между структурной и поведенческой частями. Структурная часть системы поддерживалась всем аппаратом БД, ее можно было моделировать, верифицировать, а поведенческая часть создавалась изолированно. В частности, отсутствовали формальный аппарат и системная поддержка совместного моделирования и гарантирования согласованности этих структурной (статической) и поведенческой (динамической) частей. В среде ООБД проектирование, разработка и сопровождение прикладной системы становятся процессом, в котором интегрируются структурный и поведенческий аспекты.

Выделяют три аспекта, отсутствующих в традиционной парадигме, но требующихся в ООБД.

Первый аспект касается потребности  в средствах спецификации знаний при определении класса (ограничений  целостности, правил дедукции и т.п.)

Второй аспект – потребность  в механизме определения разного  рода семантических связей между  объектами разных классов. Фактически это означает требование полного  распространения на ООБД средств  семантического моделирования данных.

Третий аспект связан с  пересмотром понятия класса. В  контексте ООБД оказывается более удобным рассматривать класс как множество объектов данного типа, т.е. одновременно поддерживать понятия и типа, и класса объектов [5, 257-260].

 

 

 

2. Постреляционная СУБД Caché 

 

Высокопроизводительная  постреляционная СУБД Caché появилась в 1997 году, фирмой разработчиком является компания InterSystems. По данным независимого исследования, проведенного компанией IDC, InterSystems входит в десятку ведущих поставщиков СУБД и в сотню ведущих независимых разработчиков программного обеспечения. В России продукты InterSystems получили наибольшее распространение в телекоммуникационной и банковской сферах [6].

В соответствии с изложенными  ранее принципами проектирования объектно-ориентированных  баз данных система Caché имеет следующие возможности:

‒ наличие объектов –  элементов БД, в которых хранятся не только данные, но и методы их обработки;

‒ система позволяет обрабатывать мультимедийные данные и представляет пользователям возможность создавать собственные структуры данных любой сложности;

‒ ООБД допускают работу на высоком уровне абстракции.

Отличительной особенностью СУБД является независимость хранения данных от способа  их представления, что реализуется  с помощью так называемой единой архитектуры данных. В рамках данной архитектуры существует единое описание объектов и таблиц, отражаемых непосредственно в многомерные структуры ядра базы данных, ориентированных на работу транзакций. Как только определяется класс объектов, автоматически генерируется реляционное описание данных этого класса в формате SQL. Подобным же образом, как только в Словарь данных поступает язык определения данных (ЯОД) – описание в формате реляционной базы данных, автоматически генерируется реляционное и объектное описание данных, тем самым устанавливается доступ в формате объектов. При этом все описания ведутся согласованно, все операции по редактированию проводятся только с одним описанием данных. Это позволяет сократить время разработки, сэкономить вычислительные ресурсы. Приложения будут работать значительно быстрее [2, 24].

Рисунок 1. Архитектура постреляционной СУБД Caché

 

На рисунке 1 представлены основные элементы архитектуры СУБД:

‒ платформы, на которых  работает система;

‒ многомерный сервер данных;

‒ три способа доступа  к данным;

‒ язык описания бизнес-логики Caché Object Scri pt;

‒ интерфейсы к средствам  проектирования и разработки приложений и Web-технология Caché Server Pages.

Caché - кроссплатформенная система. Caché поддерживает следующие операционные системы: всю линейку Windows, Linux, основные реализации Unix и Open VMS. Большое внимание уделяется новой платформе Itanium.

Данные в Caché хранятся под управлением многомерного сервера данных. В основе Caché лежит транзакционная многомерная модель данных, которая позволяет хранить и представлять данные так, как они чаще всего используются. Многомерный сервер данных снимает многие ограничения, накладываемые реляционными СУБД, которые хранят данные в двумерных таблицах. Caché хранит данные в виде многомерных разреженных массивов - глобалей. Уникальная транзакционная многомерная модель данных позволяет избежать проблем, присущих реляционным СУБД, оптимизируя данные на уровне хранения.

Многомерный сервер данных Caché предназначен для обработки транзакций в системах с большими и сверхбольшими БД и большим количеством одновременно работающих пользователей. Многомерный сервер данных Caché позволяет разработчикам получить великолепную производительность, отказавшись от хранения избыточных данных и таблиц. Транзакционная модель данных Caché позволяет оптимизировать данные на уровне хранения, поддерживать объектную модель и сложные типы данных. Все эти возможности значительно упрощают создание сложных систем.

В Caché реализована концепция единой архитектуры данных. К одним и тем же данным, хранящимся под управлением многомерного сервера данных Caché есть три способа доступа: прямой, объектный и реляционный (рис. 2):

 

Рисунок 2. Концепция единой архитектуры данных Caché.

 

1. Caché Direct Access - прямой доступ к данным, обеспечивает максимальную производительность и полный контроль со стороны программиста. Разработчики приложений получают возможность работать напрямую со структурами хранения. Использование этого типа доступа накладывает определенные требования на квалификацию разработчиков, позволяет оптимизировать хранение данных приложения и создавать сверхбыстрые алгоритмы обработки данных.

2. Caché SQL - реляционный доступ, обеспечивающий максимальную производительность реляционных приложений с использованием встроенного SQL.

3. Caché Objects - объектный доступ, для максимальной продуктивности разработки при использовании Java, Visual C++, VB и других ActiveX-совместимых средств разработки, таких как PowerBuilder и Delphi. В Caché реализована объектная модель управления базами данных, в которой полностью поддерживаются наследование, инкапсуляция и полиморфизм. При создании информационной системы разработчик получает возможность использовать объектно-ориентированный подход к разработке, моделируя предметную область в виде совокупности классов объектов, в которых хранятся данные (свойства классов) и поведение классов (методы классов). Как только определяется класс объектов, Caché автоматически генерирует реляционное описание этих данных так, что к ним можно обращаться, используя SQL.

Caché позволяет комбинировать три типа доступа, оставляя разработчику свободу выбора [4].

СУБД Caché - открытый продукт, который имеет множество интерфейсов, позволяющих разработчику использовать вместе с Caché любые современные технологии. Одними из поддерживаемых интерфейсов являются Native C++, Java, EJB, ActiveX, XML, интерфейсы CallIn и CallOut .

В Caché реализована полноценная поддержка XML. Полная поддержка Caché объектной модели позволяет автоматически трансформировать сложные XML-документы в классы объектов Caché. Из описания классов объектов Caché можно получить DTD, а сами объекты Caché проецируются в XML-документы. С помощью Caché Server Pages, Web-технологии компании InterSystems, можно генерировать не только HTML страницы, но и страницы с XML-содержанием.

Caché Server Pages - объектная Web-технология Caché, позволяющая использовать производительность и масштабируемость СУБД Caché для быстрого создания сложных Intranet- и Internet-приложений, взаимодействующих с БД. При разработке Web-приложений, Caché является не только СУБД, но и Сервером Приложений. В Caché хранятся классы, соответствующие CSP-страницам, и при обращении к CSP-странице выполняются методы, генерирующие HTML или XML. Технология Caché Server Pages - обеспечивает обмен данными между постреляционной СУБД Caché и Web-сервером, используя стандартные интерфейсы. Такая архитектура позволяет создавать высокопроизводительные, масштабируемые Internet- или Intranet-приложения, так как, во-первых, данные хранятся очень близко к Web-приложению, и, во-вторых, относительно небольшая нагрузка на Web-сервер и высокая производительность СУБД Caché позволяет обрабатывать запросы большого количества пользователей [1, 302].

Еще один важный показатель как для производителя, так и для потребителя системы на базе СУБД - стоимость решения. Решения на базе постреляционной СУБД Cache' выигрывают по стоимости у конкурентов по всем показателям. Разработчик может быстро и качественно создать систему на базе Cache' за счет поддержки объектно-ориентированного подхода и интеграции со средствами проектирования и разработки, СУБД менее требовательна к аппаратному обеспечению: нужной производительности можно добиться на более дешевом сервере, гибкая лицензионная политика позволит снизить стоимость самой СУБД. Решения на базе СУБД легче сопровождать - система очень надежна и не требует сложного администрирования, кроме этого прекрасно работают и мировой, и российский центр технической поддержки. СУБД Cache' становится все более популярной России. На продуктах InterSystems Corp. реализованы банковские системы, системы здравоохранения, автоматизированные системы расчетов для предприятий электросвязи и операторов сотовой связи, системы управления предприятиями, тарификационные системы, Web-порталы и другие интересные приложения. Сегодня есть все предпосылки для роста популярности постреляционной СУБД Cache' в России [2, 26].