Структура СУБД Cache

СУБД Cache относится к постреляционным объектно-ориен­тированным системам. Термин постреляционная СУБД означает при­надлежность к системам нового поколения. Имеется в виду не столько аспект времени (СУБД появилась после своих основных реляционных конкурентов), сколько ряд технологических нов­шеств, таких как единая архитектура данных и полная поддержка объектно-ориентированных технологий.

В соответствии с принципами проектирования объектно-ори­ентированных баз данных система Cache:

• содержит объект — элемент БД, в котором хранятся не толь­ко данные, но и методы их обработки;

• позволяет обрабатывать мультимедийные данные и предос­тавляет пользователям возможность создавать собственные струк­туры данных любой сложности;

• 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, отображаемых непосредственно в многомерные структуры ядра базы данных, ориентированных на обработку транзакций. Как только определяется класс объектов, автоматически генерируется реля­ционное описание данных этого класса в формате SQL; как толь­ко в Словарь данных поступает язык определения данных (ЯОД) — описание в формате реляционной базы данных, автоматически генерируется реляционное и объектное описание данных, т. е. ус­танавливается доступ к ним в формате объектов. При этом все описания ведутся согласованно и все операции по редактирова­нию проводятся только с одним описанием данных. Это позволя­ет сократить время разработки и сэкономить вычислительные ре­сурсы. Приложения будут работать значительно быстрее.

Cache — многоплатформенная система, которая поддерживает следующие операционные системы: всю гамму ОС Windows, Linux, основные реализации Unix и Open VMS. Планируется также под­держка новых реализаций Unix. Большое внимание уделяется но­вой платформе Itanium.

Данные в Cache хранятся под управлением многомерного сер­вера данных (MDS). В основе Cache лежит транзакционная много­мерная модель данных, которая позволяет хранить и представлять данные в таком виде, в котором они чаще всего используются. Многомерный сервер данных снимает многие ограничения, на­кладываемые реляционными СУБД, хранящими данные в двух­мерных таблицах. Как известно, реляционная модель БД состоит из большого числа таблиц, что необходимо при работе со слож­ными структурами данных. Это, в свою очередь, существенно ус­ложняет и замедляет выполнение сложных транзакций и ведет к хранению излишней информации. Система Cache хранит данные в виде многомерных разреженных массивов.

Уникальная транзакционная многомерная модель данных по­зволяет избежать проблем, присущих реляционным СУБД, опти­мизируя данные уже на уровне хранения.

Многомерный сервер данных Cache предназначен для обра­ботки транзакций в системах с большими и сверхбольшими ба­зами данных (сотни гигабайт, терабайты) и большим числом одновременно работающих пользователей. Многомерный сер­вер данных Cache обеспечивает высокую производительность системы за счет отказа от хранения избыточных данных и таб­лиц.

Транзакционная модель данных Cache позволяет оптимизиро­вать данные на уровне хранения, поддерживать объектную модель и сложные типы данных. Все эти возможности значительно упро­щают создание сложных систем.

В Cache реализована концепция единой архитектуры данных, т. е. к одним и тем же данным, хранящимся под управлением мно­гомерного сервера данных Cache, есть три способа доступа: пря­мой, реляционный и объектный.

Прямой доступ к данным (Cache Direct Access) обеспечивает мак­симальную производительность СУБД и полный контроль рабо­ты системы 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.

Реляционный доступ к данным (Cache SQL) обеспечивает мак­симальную производительность реляционных приложений с ис­пользованием встроенного языка SQL. Cache SQL соответствует стандарту SQL. Кроме того, разработчик может использовать раз­ные типы триггеров и хранимых процедур.

Даже без использования прямого и объектного доступа к дан­ным приложения в Cache работают быстрее за счет высокой про­изводительности многомерного сервера данных.

Объектный доступ к данным (Cache Objects) осуществляется при использовании объектно-ориентированных языков программиро­вания Java, Visual С++, VB и других ActiveX-совместимых средств разработки, таких как PowerBuilder и Delphi. Для этого в Cache реализована объектная модель управления базами данных, в ко­торой полностью поддерживаются наследование признаков (в том числе и множественное), 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).

Система Cache, поддерживая объектную модель данных, по­зволяет естественным образом использовать объектно-ориенти­рованный подход как при проектировании предметной области, так и при реализации приложений средствами разработки (Java, С++, Delphi, VB).

Как только определяется класс объектов, Cache автоматиче­ски генерирует реляционное описание этих объектов таким обра­зом, чтобы к ним можно было обращаться, используя SQL.

Аналогично при импорте в Словарь данных (описаний реляци­онной базы данных) Cache автоматически генерирует реляцион­ное и объектное описания данных, открывая тем самым доступ к ним, как к объектам. При этом все описания данных ведутся со­гласованно, а все операции по редактированию проводятся толь­ко с одним экземпляром данных. Кроме того, возможен прямой доступ программиста к этим данным.

Система Cache позволяет комбинировать три типа доступа к данным, т.е. оставляет разработчику свободу выбора. Например, при реализации системы объектный доступ может использоваться при описании бизнес-логики приложения и создании пользова­тельского интерфейса с помощью объектно-ориентированных средств разработки (VB, Delphi, С++).

Реляционный доступ может применяться для обеспечения со­вместимости с другими системами, интеграции с инструментами построения отчетов и аналитической обработки данных (Seagate Info, Cognos, Business Objects).

Прямой доступ к данным может быть использован при реали­зации таких операций, в которых применение обычных хранимых процедур, основанных на SQL, не может обеспечить необходи­мую производительность. Использование прямого доступа для ре­ализации сложных операций позволяет увеличить производитель­ность системы на один-два порядка.

Для реализации бизнес-логики в СУБД используется специаль­ный язык Cache Object Script (COS) — полнофункциональный язык, который имеет все необходимые механизмы для работы с данны­ми при любом способе доступа. С помощью COS разработчик со­здает методы классов, триггеры, хранимые процедуры, различ­ные служебные программы. Стоит отметить интерфейсы со сред­ствами проектирования и разработки приложений. Специальные компоненты Cache позволяют проектировать приложения как для объектного, так и для реляционного методов обработки данных.

Кроме того, поддерживаются следующие интерфейсы: Native С++, Java, EJB, ActiveX, XML, а также интерфейсы Callln и CallOut.

Для обеспечения надежности в Cache предусмотрены такие ме­ханизмы, как журналы до и после записи, теневой сервер, реп­ликация, «горячее» резервное копирование и т.д.

Протокол распределенного кэша (Cache Distibuted Cache Protocol) — уникальная сетевая технология фирмы InterSystems, которая распределяет базу данных по сети, оптимизируя ее про­изводительность и пропускную способность в зависимости от ра­боты приложений.

Cache — открытая система, в которой поддерживается множе­ство интерфейсов к средствам проектирования и разработки при­ложений.

Cache работает практически на всех популярных платформах с наиболее распространенными Web-серверами. При этом обеспе­чивается полная переносимость приложений с платформы на плат­форму.

При всех достоинствах современной объектно-ориентрованной технологии разработки баз данных имеется несколько препятствий, которые удерживают разработчиков от принятия решения о пере­ходе на нее с реляционной технологии. Основным препятствием является значительный объем имеющихся разработок, опира­ющихся на реляционные СУБД. При переходе на новую техноло­гию обработки данных необходимо многое начинать с нуля, по­этому возникает вопрос целесообразности такого перехода.

Кроме того, объектная технология, поддерживаемая в ряде пост­реляционных СУБД, не имеет развитого и стандартизированного языка генерации отчетов и анализа данных, каким является струк­турированный язык запросов SQL.

В системе Cache данные проблемы были решены за счет проце­дур, обеспечивающих возможность перехода с реляционной тех­нологии на объектную.

Дата добавления: 2014-01-07