Систе́ма управле́ния ба́зами да́нных субд. Система управления базами данных SQL Server

Одной из самых распространенных СУБД, используемых в крупных организациях, является Microsoft SQL server, СУБД от компании Microsoft. Она использует реляционную модель данных. Microsoft SQL server является клиент-серверной СУБД, что делает ее хорошей для использования в крупных организациях, имеющих мощный сервер. Платформа данных MS SQL Server 2005 включает следующие инструменты для работы с базой данных:

· Поддержка структурированных и неструктурированных (XML) данных.
· Replication Services: репликация данных для распределённых и мобильных приложений обработки данных, высокая доступность систем, масштабируемый параллелизм со вторичными хранилищами данных для отчётных решений предприятия и интеграция с разнородными системами, включая существующие базы данных Oracle.
· Notification Services: развитые возможности уведомлений для разработки и внедрения масштабируемых приложений, способных доставлять персонализированные, своевременные обновления информации множеству соединённых и мобильных устройств.
· Integration Services: возможности извлечения, преобразования и загрузки для хранилищ данных и интеграции данных в масштабе предприятия.
· Analysis Services: аналитическая обработка в реальном времени (OLAP) для быстрого, сложного анализа больших и смешанных наборов данных, использующая многомерное хранение.
· Reporting Services: исчерпывающее решение для создания, управления и доставки как традиционных бумажных отчётов, так и интерактивных, основанных на технологии WWW отчётов.
· Инструменты управления: SQL Server включает средства управления для развитого управления и настройки баз данных, также как и тесную интеграцию с такими инструментами, как Microsoft Operations Manager (MOM) и Microsoft Systems Management Server (SMS). Стандартные протоколы доступа к данным существенно уменьшают время, необходимое для интеграции данных SQL Server с существующими системами. В дополнение, поддержка Web служб встроена для обеспечения взаимодействия с другими приложениями и платформами.
· Инструменты разработки: SQL Server предлагает интегрированные инструменты разработки для ядра базы данных, извлечения, трансформации и загрузки данных, извлечения информации, OLAP и отчётности, которые тесно интегрированы с Microsoft Visual Studio® для предоставления сквозных возможностей разработки приложений. Каждая главная подсистема SQL Server поставляется со своей собственной объектной моделью и набором API для расширения системы данных в любом направлении, которое уникально для вашего бизнеса.

Особенностью данной СУБД являются следующие средства:

SQL Server Management Studio. SQL Server упрощает управление путём предоставления единой интегрированной консоли управления для мониторинга и управления реляционной базой данных SQL Server, Integration Services, Analysis Services, Reporting Services, Notification Services и SQL Mobile на большом числе распределённых серверов и баз данных. Администраторы баз данных могут выполнять несколько задач одновременно, включая следующие: создание и выполнение запроса, просмотр серверных объектов, управление объектом, отслеживание активности системы и просмотр оперативной справки. SQL Server Management Studio содержит среду разработки для создания, редактирования и управления сценариев и хранимых процедур, используя Transact-SQL, многомерные выражения (MDX), XMLA и SQL Server Mobile Edition. Management Studio легко интегрируется с системой контроля версий. Management Studio также содержит инструменты для планирования задач Агента SQL Server и управления Планами Технического Обслуживания для автоматизации ежедневных задач обслуживания. Объединение задач управления и создания в одном инструменте в соединении со способностью управлять всеми типами серверов обеспечивает улучшенную производительность для администраторов баз данных.

Упреждающий мониторинг и настройка производительности SQL Server предоставляет более 70 новых мер внутренней производительности базы данных и использования ресурсов от памяти, блокировок и планирования до транзакций и операций сетевого и дискового ввода-вывода. Эти Динамические Представления Управления (Dynamic Management Views - DMV) обеспечивают большую прозрачность и видимость состояния базы данных и мощную инфраструктуру для упреждающего мониторинга жизнеспособности и производительности базы данных.

Объекты Управления SQL (SQL Management Objects) Объекты Управления SQL (SMO) являются новым набором объектов для программирования, которые предоставляет полную функциональность для управления базой данных SQL Server. Фактически, Management Studio построена на Объектах Управления SQL. SMO реализована в виде сборки Microsoft .NET Framework. SMO можно использовать для автоматизации распространённых задач администрирования SQL Server, таких как программное получение конфигурационных настроек, создание баз данных, выполнение сценариев Transact-SQL, создание заданий Агента SQL Server и планирование резервного копирования. Объектная модель SMO является более безопасной, надёжной и масштабируемой заменой Распределённым Объектам Управления (DMO), которые входят в состав предыдущих версий SQL Server.

Выделенное административное соединение SQL Server привносит выделенное административное соединение для доступа к серверу даже если он не отвечает или недоступен по иной причине. Это позволяет вам выполнять диагностические функции или операторы Transact-SQL для разрешения проблем на сервере. Административное соединение активируется членами фиксированной серверной роли sysadmin и доступно только через утилиту командной строки SQLCMD либо локально, либо с удалённой машины.

Поддержка Web служб В SQL Server можно разрабатывать Web службы XML в уровне базы данных, используя SQL Server в качестве слушателя HTTP. Это даёт новый способ доступа к данным приложениям, которые сосредоточены вокруг Web служб. В SQL Server 2005 можно использовать HTTP для прямого доступа к SQL Server, без применения слушателя промежуточного уровня, такого как Microsoft Internet Information Services (IIS). SQL Server предоставляет интерфейс Web службы для выполнения SQL выражений и вызова функций и процедур. Результаты запросов возвращаются в XML формате и здесь можно воспользоваться преимуществами инфраструктуры Web служб Visual Studio.

Важно отметить, что MS SQL Server рассчитана на работу именно на платформе Windows. Это ограничивает ее использование в различных сферах деятельности. Кроме того, компания Microsoft ориентируется на снижение стоимости СУБД, что приводит к уменьшению эффективности средств обеспечения надежности и безопасности. Это является важным фактором при выборе СУБД для организации.

Системы управления базами данных

Система управления базами данных как составная часть автоматизированного банка данных

В современных информационных системах информация обычно хранится с использованием автоматизированных банков данных. Банки данных могут быть очень большими и могут содержать разную информацию, используемую организацией.

Банк данных - это информационная система коллективного пользования, обеспечивающая централизованное хранение данных, их обновление и выдачу по запросам пользователей. Это комплекс аппаратного и программного обеспечения банка данных и персонала, обслуживающего его. Банк данных включает:

одну или несколько баз данных;

систему управления базами данных (СУБД);

персонал, обеспечивающий работу банка данных.

База данных – это совокупность определенным образом организованных данных, хранящихся в запоминающих устройствах ЭВМ. Обычно данные хранятся на жестком диске сервера организации.

В общем случае данные в базе данных (по крайней мере, в больших системах) являются интегрированными и разделяемыми. Эти два аспекта, интеграция и разделение данных, представляют собой наиболее важные преимущества использования банков данных на "большом" оборудовании и, по меньшей мере, один из них- интеграция - является преимуществом их применения и на "малом" оборудовании.

Под понятием интеграции данных подразумевается возможность представить базу данных как объединение нескольких отдельных файлов данных, полностью или частично исключающее избыточность хранения информации.

Под понятием разделяемости данных подразумевается возможность использования несколькими различными пользователями отдельных элементов, хранимых в базе данных. Имеется в виду, что каждый из пользователей сможет получить доступ к одним и тем же данным, возможно, даже одновременно (параллельный доступ). Такое разделение данных, с параллельным или последовательным доступом, частично является следствием того факта, что база данных имеет интегрированную структуру.

Одним из следствий упомянутых выше характеристик базы данных (интеграции и разделяемости) является то, что каждый конкретный пользователь обычно имеет дело лишь с небольшой частью всей базы данных, причем обрабатываемые различными пользователями части могут произвольным образом перекрываться. Иначе говоря, каждая база данных воспринимается ее различными пользователями по-разному. Фактически, даже те два пользователя базы данных, которые работают с одними и теми же частями базы данных, могут иметь значительно отличающиеся представления о них.

База данных характеризуется моделью данных, т. е. формой организации данных в ней. По типу модели данных БД делятся на сетевые, иерархические и реляционные. В настоящее время практически применяется только реляционная структура, в которой база данных состоит из одной или нескольких двумерных таблиц. Каждая реляционная таблица представляет собой двумерный массив и обладает следующими свойствами:

каждый элемент таблицы - один элемент данных

все ячейки в столбце таблицы однородные, то есть все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т. д.)

каждый столбец имеет уникальное имя

одинаковые строки в таблице отсутствуют

порядок следования строк и столбцов может быть произвольным

Такая модель хранения данных обеспечивает удобство использования базы данных на ЭВМ. Учитывая, что таблицы базы данных могут быть связаны определенными отношениями, такая модель обеспечивает целостность данных и отсутствие избыточности хранения. Поэтому она и используется в большинстве современных баз данных.

Система управления базами данных (СУБД) - специализированная программа или комплекс программ, предназначенная для организации и ведения базы данных. Она обеспечивает хранение данных и взаимодействие пользователя с БД, позволяя пользователям производить поиск, сортировку и выборку информации в базе данных, а некоторым пользователям - добавлять, удалять и изменять записи в БД. В зависимости от того, с какой базой данных работает СУБД, она может быть:

иерархической

реляционной

объектно-реляционной

объектно-ориентированной

Мы будем рассматривать реляционные системы управления базами данных.

Персонал, обеспечивающий работу банка данных, это администратор банка данных, а также инженеры и техники, обеспечивающие работу аппаратного обеспечения банка данных.

Таким образом, система управления базами данных является необходимой составной частью банка данных.

СУБД Microsoft SQL server

Поддержка структурированных и неструктурированных (XML) данных.

Replication Services: репликация данных для распределённых и мобильных приложений обработки данных, высокая доступность систем, масштабируемый параллелизм со вторичными хранилищами данных для отчётных решений предприятия и интеграция с разнородными системами, включая существующие базы данных Oracle.

Notification Services: развитые возможности уведомлений для разработки и внедрения масштабируемых приложений, способных доставлять персонализированные, своевременные обновления информации множеству соединённых и мобильных устройств.

Integration Services: возможности извлечения, преобразования и загрузки для хранилищ данных и интеграции данных в масштабе предприятия.

Analysis Services: аналитическая обработка в реальном времени (OLAP) для быстрого, сложного анализа больших и смешанных наборов данных, использующая многомерное хранение.

Reporting Services: исчерпывающее решение для создания, управления и доставки как традиционных бумажных отчётов, так и интерактивных, основанных на технологии WWW отчётов.

Инструменты управления: SQL Server включает средства управления для развитого управления и настройки баз данных, также как и тесную интеграцию с такими инструментами, как Microsoft Operations Manager (MOM) и Microsoft Systems Management Server (SMS). Стандартные протоколы доступа к данным существенно уменьшают время, необходимое для интеграции данных SQL Server с существующими системами. В дополнение, поддержка Web служб встроена для обеспечения взаимодействия с другими приложениями и платформами.

Инструменты разработки: SQL Server предлагает интегрированные инструменты разработки для ядра базы данных, извлечения, трансформации и загрузки данных, извлечения информации, OLAP и отчётности, которые тесно интегрированы с Microsoft Visual Studio® для предоставления сквозных возможностей разработки приложений. Каждая главная подсистема SQL Server поставляется со своей собственной объектной моделью и набором API для расширения системы данных в любом направлении, которое уникально для вашего бизнеса.

Особенностью данной СУБД являются следующие средства:

СУБД Oracle

Другой распространенной СУБД является система от компании Oracle. Данная СУБД также является клиент-серверной, следовательно она предназначена для компаний, имеющих информационную сеть с мощным сервером. Эта СУБД использует тоже реляционную модель данных, но содержит элементы объектно-ориентированной модели данных. На 2009 год самой новой является версия Oracle 11g Release 2. Рассмотрим особенности этой программы.

Масштабируемость приложений. Модуль Oracle Real Application Clusters, следующее поколение продукта Oracle Parallel Server, обеспечивает прозрачную масштабируемость приложений за счет быстрого и эффективного совместного использования кластерного кэша для согласованного доступа к данным. Oracle Real Application Clusters предоставляет следующие возможности:

Коробочные приложения, которые можно масштабировать практически линейно и совершенно прозрачно

Совместимость со всеми приложениями без необходимости их перестройки

Быстрое увеличение кластеров, возможность быстрого добавления узлов и дисков

Аварийное восстановление Oracle Data Guard обеспечивает клиентов системой быстрого восстановления из аварийных ситуаций. Операции восстановления в Data Guard предусматривают возможные случаи, просты в использовании и полностью автоматизированы.

Физическая резервная база данных Физическое резервирование базы данных осуществляется путем передачи журналов операций с основного сервера на резервный. Операции из этих журналов затем физически выполняются средствами восстановления (этот процесс называется «довыполнением»), чтобы согласовать содержимое резервного и основного серверов. Резервная база данных идентична основной по физической структуре и даже может быть использована при операциях чтения.

Логическая резервная база данных В Oracle Data Guard появился новый механизм резервирования базы данных – логическая резервная база данных (Logical Standby Database), отличающаяся от физической способом реализации. Материалом для обеих резервных баз данных служат журналы операций, но вместо прямого их применения логическая база данных экстраполирует из них операторы SQL и выполняет их на резервном сервере, как обычные SQL-команды. В итоге резервная база данных доступна для нормальных операций чтения и записи.

Передача журналов без потери данных Oracle Data Guard обладает способностью синхронно или асинхронно переписывать обновления журналов операций напрямую из основной базы данных в резервную. Это позволяет предложить всеобъемлющее решение аварийного восстановления без опоры на сторонние продукты для хранения оперативных копий журналов восстановления. Таким образом, в любой ситуации клиенты могут быть уверены, что их резервная база данных сохранит все операции, сделанные вплоть до момента сбоя.

Data Guard Broker Модуль Oracle выполняет функции контроля, управления и автоматизации, необходимые для поддержки логической и физической резервных баз данных. Например, он может восстановить основную базу данных в любую из резервных за одну операцию.

Восстановление после системных сбоев

Система Cache Fusion, обеспечивает быстрое восстановление после сбоя, что приводит к непрерывной доступности данных и приложений.

Real Application Clusters Кластерная архитектура обеспечивает более высокий уровень доступности, чем одноузловая конфигурация, поскольку устраняется единый источник сбоев – сервер. В кластерной конфигурации с двумя узлами при аварии системы на одном узле приложение продолжит работу на оставшемся.

Oracle Fail Safe – четырехузловая отказоустойчивая конфигурация для Windows Oracle Fail Safe обеспечивает необходимую для электронного бизнеса непрерывную доступность и защиту от системных сбоев в кластерной архитектуре на базе Windows NT и 2000. Oracle Fail Safe выполняет аварийное восстановление для базы данных и серверов приложений как в двухузловых, так и в четырехузловых кластерах Windows NT и 2000.

Быстрое восстановление через заданный интервал времени В Oracle применяется технология быстрого восстановления Fast-Start Time-Based Recovery, позволяющая администраторам баз данных задавать требуемый верхний предел для времени восстановления (в секундах). При перезагрузке после сбоя или аварии системы пользователи будут вновь подключены к их приложению не позднее этого времени.

Снимок состояния системы и возобновление работы Часто у администраторов баз данных возникает проблема выбора: разобраться в причине сбоя или быстрее восстановить работу системы. С помощью Flash Freeze администратор может сделать «снимок» состояния системы в момент сбоя, быстро перезапустить базу данных, а затем в автономном режиме проанализировать полученные данные.

Восстановление после ошибок пользователей. В Oracle облегчены операции восстановления после ошибок, совершенных пользователями, в том числе последствия неправильных или введенных не в той последовательности команд.

Oracle Flashback Query Oracle Flashback Query позволяет пользователям и приложениям обращаться к состоянию данных на некоторый момент времени в прошлом. С помощью этого параметра "обратного хода" можно задать дату и время, а затем формировать обычные запросы к данным, которые будут выглядеть так, как они выглядели в указанное время. После обнаружения ошибок можно произвести относительно простые отменяющие действия, которые могут быть выполнены без вмешательства администратора базы данных. Еще более важно, что восстановление не вызывает задержки в работе приложения.

Подробный анализ журналов операций Установить причину ошибок можно, также проанализировав журналы операций базы данных. Реляционная утилита Oracle LogMiner позволяет читать, анализировать и интерпретировать с помощью стандартного интерфейса SQL как действующие, так и архивные журналы. С помощью Oracle LogMiner администраторы баз данных теперь смогут анализировать все изменения в базах данных, включая операции с данными, определения и команды администрирования.

Возобновляемые операции Для выполнения некоторых длительных операций, таких, как загрузка данных или сложные изменения, может не хватить ресурсов (например, дискового пространства). Неудачное завершение длительных операций может потребовать много времени для их возобновления. Oracle решает эту проблему, позволяя администраторам баз данных откладывать операции, которые не могут завершиться в данный момент. Отложив операцию, администратор может устранить проблему с нехваткой ресурсов и затем возобновить выполнение отложенной операции с момента, где она была остановлена.

Уменьшение запланированных задержек. Oracle позволяет все плановые операции по обслуживанию системы выполнять, не приостанавливая ее обычную работу.

Изменение схемы без закрытия доступа
В Oracle можно переопределять структуры таблиц, даже если они открыты для доступа пользователями и приложениями.

Реорганизация таблиц и индексов без закрытия доступа
Также Oracle обладает простым механизмом для реорганизации и переопределения самих таблиц, не прерывая доступа к ним. Это снижает запланированные задержки, увеличивает доступность приложений, уменьшает фрагментацию дисков и улучшает производительность.

Выполнение всех операций с индексом без закрытия доступа

В Oracle, все индексы таблиц можно создавать и перестраивать оперативно, не прерывая доступа к ним. Без этого пользователи не могут выполнять свои приложения во время таких операций.

Динамические параметры базы данных Параметры базы данных в Oracle, задающие объем используемой сервером базы данных памяти, можно менять оперативно, не прерывая доступ. Раньше для изменения таких параметров приходилось переводить базу данных в автономный режим и перезапускать ее, чтобы изменения вступили в силу

Снижение затрат на управление. Oracle упрощает управление обработкой данных с помощью следующих средств:

Автоматизированная конфигурация позволяет сохранять параметры после выключения системы. Новые функции автоматического архивирования и восстановления значительно снижают время, затрачиваемое администратором на повседневное обслуживание.

Система управления базами данных (СУБД) - это общий набор различных программных компонентов баз данных и собственно баз данных, содержащий следующие составляющие:

прикладные программы баз данных;

клиентские компоненты;

серверы баз данных;

собственно базы данных.

Прикладная программа баз данных представляет собой программное обеспечение специального назначения, разработанное и реализованное пользователями или сторонними компаниями-разработчиками ПО. В противоположность, клиентские компоненты - это программное обеспечение баз данных общего назначения, разработанное и реализованное компанией-разработчиком базы данных. С помощью клиентских компонентов пользователи могут получить доступ к данным, хранящимся на локальном или удаленном компьютере.

Сервер баз данных выполняет задачу управления данными, хранящимися в базе данных. Клиенты взаимодействуют с сервером баз данных, отправляя ему запросы. Сервер обрабатывает каждый полученный запрос и отправляет результаты соответствующему клиенту.

Возможности СУБД

В общих чертах, базу данных можно рассматривать с двух точек зрения - пользователя и системы базы данных. Пользователи видят базу данных как набор логически связанных данных, а для системы баз данных это просто последовательность байтов, которые обычно хранятся на диске. Хотя это два полностью разных взгляда, между ними есть что-то общее: система баз данных должна предоставлять не только интерфейс, позволяющий пользователям создавать базы данных и извлекать или модифицировать данные, но также системные компоненты для управления хранимыми данными. Поэтому система баз данных должна предоставлять следующие возможности:

разнообразные пользовательские интерфейсы;

физическую независимость данных;

логическую независимость данных;

оптимизацию запросов;

целостность данных;

управление параллелизмом;

резервное копирование и восстановление;

безопасность баз данных.

Все эти возможности вкратце описываются в следующих далее разделах.

Разнообразные пользовательские интерфейсы

Большинство баз данных проектируются и реализовываются для работы с ними разных типов пользователей, имеющих разные уровни знаний. По этой причине система баз данных должна предоставлять несколько отдельных пользовательских интерфейсов. Пользовательский интерфейс может быть графическим или текстовым.

В графических интерфейсах ввод осуществляется посредством клавиатуры или мыши, а вывод реализуется в графическом виде на монитор. Разновидностью текстового интерфейса, часто используемого в системах баз данных, является интерфейс командной строки, с помощью которого пользователь осуществляет ввод посредством набора команд на клавиатуре, а система отображает вывод в текстовом формате на мониторе.

Физическая независимость данных

Физическая независимость данных означает, что прикладные программы базы данных не зависят от физической структуры данных, хранимых в базе данных. Эта важная особенность позволяет изменять хранимые данные без необходимости вносить какие-либо изменения в прикладные программы баз данных.

Например, если данные были сначала упорядочены по одному критерию, а потом этот порядок был изменен по другому критерию, изменение физических данных не должно влиять на существующие приложения баз данных или ее схему (описание базы данных, созданное языком определения данных системы базы данных).

Логическая независимость данных

При обработке файлов, используя традиционные языки программирования, файлы объявляются прикладными программами, поэтому любые изменения в структуре файла обычно требуют внесения соответствующих изменений во все использующие его программы.

Системы баз данных предоставляют логическую независимость файлов, т.е., иными словами, логическую структуру базы данных можно изменять без необходимости внесения каких-либо изменений в прикладные программы базы данных. Например, добавление атрибута к уже существующей в системе баз данных структуре объекта с именем Person (например, адрес) вызывает необходимость модифицировать только логическую структуру базы данных, а не существующие прикладные программы. (Однако приложения потребуют модифицирования для использования нового столбца.)

Оптимизация запросов

Большинство систем баз данных содержат подкомпонент, называющийся оптимизатором , который рассматривает несколько возможных стратегий исполнения запроса данных и выбирает из них наиболее эффективную. Выбранная стратегия называется планом исполнения запроса . Оптимизатор принимает решение, принимая во внимание такие факторы, как размер таблиц, к которым направлен запрос, существующие индексы и логические операторы (AND, OR или NOT), используемые в предложении WHERE.

Целостность данных

Одной из стоящих перед системой баз данных задач является идентифицировать логически противоречивые данные и не допустить их помещения в базу данных. (Примером таких данных будет дата "30 февраля" или время "5:77:00".) Кроме этого, для большинства реальных задач, которые реализовываются с помощью систем баз данных, существуют ограничения для обеспечения целостности (integrity constraints) , которые должны выполняться для данных. (В качестве примера ограничения для обеспечения целостности можно назвать требование, чтобы табельный номер сотрудника был пятизначным целым числом.)

Обеспечение целостности данных может осуществляться пользователем в прикладной программе или же системой управления базами данных. До максимально возможной степени эта задача должна осуществляться посредством СУБД.

Управление параллелизмом

Система баз данных представляет собой многопользовательскую систему программного обеспечения, что означает одновременное обращение к базе данных множественных пользовательских приложений. Поэтому каждая система баз данных должна обладать каким-либо типом механизма, обеспечивающим управление попытками модифицировать данные несколькими приложениями одновременно. Далее приводится пример проблемы, которая может возникнуть, если система баз данных не оснащена таким механизмом управления:

На общем банковском счете № 3811 в банке X имеется $1500.

Владельцы этого счета, госпожа А и господин Б, идут в разные отделения банка и одновременно снимают со счета по $750 каждый.

Сумма, оставшаяся на счету № 3811 после этих транзакций, должна быть $0, и ни в коем случае не $750.

Все системы баз данных должны иметь необходимые механизмы для обработки подобных ситуаций, обеспечивая управление параллелизмом.

Резервное копирование и восстановление

Система баз данных должна быть оснащена подсистемой для восстановления после ошибок в программном и аппаратном обеспечении. Например, если в процессе обновления 100 строк таблицы базы данных происходит сбой, то подсистема восстановления должна выполнить откат всех выполненных обновлений, чтобы обеспечить непротиворечивость данных.

Безопасность баз данных

Наиболее важными понятиями безопасности баз данных являются аутентификация и авторизация. Аутентификация - это процесс проверки подлинности учетных данных пользователя, чтобы не допустить использования системы несанкционированными пользователями. Аутентификация наиболее часто реализуется, требуя, чтобы пользователь вводил свое имя пользователя и пароль. Система проверяет достоверность этой информации, чтобы решить, имеет ли данный пользователь право входа в систему или нет. Этот процесс можно усилить применением шифрования.

Авторизация - это процесс, применяемый к пользователям, уже получившим доступ к системе, чтобы определить их права на использование определенных ресурсов. Например, доступ к информации о структуре базы данных и системному каталогу определенной сущности могут получить только администраторы.

Системы реляционных баз данных

Компонент Database Engine сервера Microsoft SQL Server является системой реляционных баз данных. Понятие систем реляционных баз данных было впервые введено в 1970 г. Эдгаром Ф. Коддом в статье "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks". В отличие от предшествующих систем баз данных (сетевых и иерархических), реляционные системы баз данных основаны на реляционной модели данных, обладающей мощной математической теорией.

Модель данных - это набор концепций, взаимосвязей между ними и их ограничений, которые используются для представления данных в реальной задаче. Центральным понятием реляционной модели данных является таблица. Поэтому, с точки зрения пользователя, реляционная база данных содержит только таблицы и ничего больше. Таблицы состоят из столбцов (одного или нескольких) и строк (ни одной или нескольких). Каждое пресечение строки и столбца таблицы всегда содержит ровно одно значение данных.

Работа с демонстрационной базой данных в последующих статьях

Используемая в наших статьях база данных SampleDb представляет некую компанию, состоящую из отделов (department) и сотрудников (employee). Каждый сотрудник принадлежит только одному отделу, а отдел может содержать одного или нескольких сотрудников. Сотрудники работают над проектами (project): в любое время каждый сотрудник занят одновременно в одном или нескольких проектах, а над каждым проектом может работать один или несколько сотрудников.

Эта информация представлена в базе данных SampleDb (находится в исходниках) посредством четырех таблиц:

Department Employee Project Works_on

Организация этих таблиц показана на рисунках ниже. Таблица Department представляет все отделы компании. Каждый отдел обладает следующими атрибутами (столбцами):

Department (Number, DepartmentName, Location)

Атрибут Number представляет однозначный номер каждого отдела, атрибут DepartmentName - его название, а атрибут Location - расположение. Таблица Employee представляет всех работающих в компании сотрудников. Каждый сотрудник обладает следующими атрибутами (столбцами):

Employee (Id, FirstName, LastName, DepartmentNumber)

Атрибут Id представляет однозначный табельный номер каждого сотрудника, атрибуты FirstName и LastName - имя и фамилию сотрудника соответственно, а атрибут DepartmentNumber - номер отдела, в котором работает сотрудник.

Все проекты компании представлены в таблице проектов Project, состоящей из следующих столбцов (атрибутов):

Project (ProjectNumber, ProjectName, Budget)

В столбце ProjectNumber указывается однозначный номер проекта, а в столбцах ProjectName и Budget - название и бюджет проекта соответственно.

В таблице Works_on указывается связь между сотрудниками и проектами:

Works_on (EmpId, ProjectNumber, Job, EnterDate)

В столбце EmpId указывается табельный номер сотрудника, а в столбце ProjectNumber - номер проекта, в котором он принимает участие. Комбинация значений этих двух столбцов всегда однозначна. В столбцах Job и EnterDate указывается должность и начало работы сотрудника в данном проекте соответственно.

На примере базы данных SampleDb можно описать некоторые основные свойства реляционных систем баз данных:

Строки таблицы не организованы в каком-либо определенном порядке.

Также не организованы в каком-либо определенном порядке столбцы таблицы.

Каждый столбец таблицы должен иметь однозначное имя в любой данной таблице. Но разные таблицы могут содержать столбцы с одним и тем же именем. Например, таблица Department содержит столбец Number и столбец с таким же именем имеется в таблице Project.

Каждый элемент данных таблицы должен содержать одно значение. Это означает, что любая ячейка на пересечении строк и столбцов таблицы никогда не содержит какого-либо набора значений.

Каждая таблица содержит, по крайней мере, один столбец, значения которого определяют такое свойство, что никакие две строки не содержат одинаковой комбинации значений для всех столбцов таблицы. В реляционной модели данных такой столбец называться потенциальным ключом (candidate key) . Если таблица содержит несколько потенциальных ключей, разработчик указывает один из них, как первичный ключ (primary key) данной таблицы. Например, первичным ключом таблицы Department будет столбец Number, а первичными ключами таблиц Employee будет Id. Наконец, первичным ключом таблицы Works_on будет комбинация столбцов EmpId и ProjectNumber.

Таблица никогда не содержит одинаковых строк. Но это свойство существует только в теории, т.к. компонент Database Engine и все другие реляционные системы баз данных допускают существование в таблице одинаковых строк.

SQL - язык реляционной базы данных

Язык реляционной базы данных в системе SQL Server называется Transact-SQL . Это разновидность самого значимого на сегодняшний день языка базы данных - языка SQL (Structured Query Language - язык структурированных запросов) . Происхождение языка SQL тесно связано с проектом, называемым System R, разработанным и реализованным компанией IBM еще в начале 80-х годов прошлого столетия. Посредством этого проекта было продемонстрировано, что, используя теоретические основы работы Эдгара Ф. Кодда, возможно создание системы реляционных баз данных.

В отличие от традиционных языков программирования, таких как C#, C++ и Java, язык SQL является множество-ориентированным (set-oriented) . Разработчики языка также называют его запись-ориентированным (record-oriented) . Это означает, что в языке SQL можно запрашивать данные из нескольких строк одной или нескольких таблиц, используя всего лишь одну инструкцию. Это одно из наиболее важных преимуществ языка SQL, позволяющее использовать этот язык на логически более высоком уровне, чем традиционные языки программирования.

Другим важным свойством языка SQL является его непроцедурность. Любая программа, написанная на процедурном языке (C#, C++, Java), пошагово описывает, как выполнять определенную задачу. В противоположность этому, язык SQL, как и любой другой непроцедурный язык, описывает, что хочет пользователь. Таким образом, ответственность за нахождение подходящего способа для удовлетворения запроса пользователя лежит на системе.

Язык SQL содержит два подъязыка: язык описания данных DDL (Data Definition Language) и язык обработки данных DML (Data Manipulation Language) . Инструкции языка DDL также применяются для описания схем таблиц баз данных. Язык DDL содержит три общие инструкции SQL: CREATE, ALTER и DROP. Эти инструкции используются для создания, изменения и удаления, соответственно, объектов баз данных, таких как базы данных, таблицы, столбцы и индексы.

В отличие от языка DDL, язык DML охватывает все операции по манипулированию данными. Для манипулирования базами данных всегда применяются четыре общие операции: извлечение, вставка, удаление и модифицирование данных (SELECT, INSERT, DELETE, UPDATE).

Системы управлении базами данных (СУБД) в последнее время стали неотъемлемой частью ИТ-инфраструктуры практически любой компании. Сейчас достаточно сложно найти компанию, которая бы не пользовалась системой 1С:Предприятие или какой-либо мощной ERP системой, такой как SAP или Microsoft Dynamics (CRM), которые используют СУБД для хранения своих данных. Почти все WEB-приложения используют СУБД для хранения информации о клиентах, наименований товаров и т.п. Если раньше СУБД использовались в основном для хранения текстовых и числовых данных, то сейчас в СУБД хранятся такие данные, как изображения, видеозаписи и многие другие типы данных. Объёмы баз данных в некоторых отраслях выросли до нескольких терабайт. Поэтому сейчас, как никогда ранее, повысились требования к надёжности и производительности систем управления базами данных. Лидирующие позиции на рынке среди СУБД занимает Microsoft SQL Server. Доля рынка Microsoft SQL Server, по данным Gartner, составляет 46,8%, остальная часть рынка принадлежит Oracle и IBM DB2, относительно небольшую часть рынка занимают СУБД Open Source, такие как Postgre и Firebird.

Microsoft SQL Server 2012 является новейшей и мощнейшей системой управления базами данных. Помимо стандартных для СУБД функций, SQL Server 2012 содержит большой набор интегрированных служб по анализу данных. Доступ к данным, расположенным на SQL Server могут получить любые приложения, разработанные на.Net и VisualStudio, а также приложения пакета Microsoft Office 2007. SQL Server 2012 обеспечивает высочайшую в своём классе масштабируемость, производительность и безопасность.

Microsoft SQL Server 2012 поддерживают более 15000 поставщиков программного обеспечения, его используют более 74,7% крупнейших компаний мира. Microsoft SQL Server 2012 используют практически все ERP и CRMсистемы, как SAP, Microsoft Dynamics, 1C: Предприятие, Microsoft CRM.

Платформа данных SQL Server

SQL Server 2012 предоставляет средства по созданию и управлению реляционными базами данных. Также SQL Server 2012 поддерживает новые средства аналитической обработки данных (Analysis Services), средства отчётности (Reporting Services), а также множество средств, упрощающих разработку приложений.

Ввиду того, что на SQL Server работают критические бизнес-приложения, предприятия выдвигают очень жёсткие требования по производительности, отказоустойчивости и безопасности самой СУБД.

Безопасноcть SQL Server 2012:

Интерактивное шифрование баз данных. SQL Server 2012 поддерживает прозрачное шифрование баз данных и журналов транзакций. Данная функция позволяет заказчику быть уверенным в том, что неправомочный доступ к данным компании невозможно будет получить, даже завладев сервером или системой хранения данных.
Поддержка PKI. SQL Server 2012 поддерживает инфраструктуру сертификатов. Доступ к данным можно ограничивать и шифровать при помощи сертификатов и аппаратных модулей защиты (TPM).
Интеграция с доменом ActiveDirectory. Доступ к данным можно разрешать по доменным пользователям и группам.
Аудит. SQL Server 2012 поддерживает аудит доступа к данным и контроль за осуществляемыми с базой данных действиями.

Отказоустойчивость SQL Server 2012:

Зеркалирование БД (Database Mirroring). Технология зеркалирования предполагает наличие одного активного сервера, с которым работают все клиенты, и одного зеркального сервера, на который происходит передача всех журналов транзакций и их применение к зеркальной БД. При отказе активного сервера, происходит переключение на зеркальный сервер. Это делается либо вручную, либо автоматически, при использовании сервера-наблюдателя (Witness). Таким образом обеспечивается отказоустойчивость БД, и в случае сбоя максимум, что теряется - это одна транзакция. При этом не требуется никакого специализированного кластерного оборудования или SAN-устройств. Но нужно учитывать, что данный метод не обеспечивает непрерывность функционирования, ввиду того, что переключение длится несколько секунд и обращения происходят к другому серверу с другим именем, а также не обеспечивается распределение нагрузки и снижается производительность. В SQL Server 2012 появилась функция автоматического восстановления повреждённых страниц с зеркального сервера, а также добавлена функция прозрачного перенаправления клиентов на зеркальный сервер.

Database Mirroring в SQL Server 2012

Кластеры высокой доступности (High Availability Cluster). Крупные компании, которым требуется непрерывность функционирования, постоянная доступность БД и распределение нагрузки, используют SQL Server 2012 в режиме кластера. SQL Server 2012 поддерживает 16-ти узловую кластеризацию, причём кроме кластеризации ядра СУБД, поддерживается также кластеризация Analysis Services, Notification Services и Replication Services. Кластер SQL Server 2012 позволяет обеспечить режим функционирования 24/7 для критических бизнес-приложений.

Двух узловой кластер на базе SQL Server 2012

Масштабируемость SQL Server 2012:

Горячее добавление памяти и процессоров. SQL Server 2012 позволяет не выключая и не перезагружая сервер добавлять в него оперативную память и процессоры (эта функция должна также поддерживаться и оборудованием).
Репликация БД. SQL Server 2012 позволяет создавать копии БД в удалённых филиалах. Поддерживаются различные механизмы репликации с использованием транзакций, слияния и моментальных снимков. Репликация может быть как односторонней, когда например, изменения из центрального офиса реплицируются в филиалы, так и двусторонней. SQL Server 2012 поддерживает распределённые приложения и гео-распределённую кластеризацию.
Распределение ресурсов (Resource Governor). SQL Server 2012 позволяет распределять ресурсы и назначать приоритет для различных задач. Эта функция позволяет избежать случаев резкого падения производительности всего сервера, и прерывания работы всех пользователей при выполнении одной какой-либо сложной задачи.
Поддержка архитектуры Intel Itanium. Для сверхвысоких нагрузок выпущена версия SQL Server 2012, работающая на RISC-серверах, построенных на платформе Intel Itanium (IA-64). Данная редакция SQL Server 2012 применяется в крупных ЦОД для обработки больших объёмов информации. SQL Server 2012 в редакции Itanium поддерживает 64 процессорных ядер и 2 терабайта оперативной памяти. Поддерживаются технологии горячего добавления/отключения процессора и памяти, также поддерживается технология отказоустойчивого зеркалирования памяти и 8-ми узловая кластеризация.

Построение кластера является достаточно сложной задачей. При построении кластера проводится сложный анализ бизнес-приложения, использующего СУБД, рассчитывается нагрузочная способность и требуемые ресурсы, прогнозируется рост БД и рост нагрузочной способности, в соответствии с этим планируется инфраструктура кластеров и подбирается оборудование. Компания ЛанКей обладает опытом построения кластеров SQL Server в ряде крупных компаний. Планирование и развёртывание кластеров SQL Server производят сертифицированные инженеры MCSE, MCDBA, MCTS: SQL Server.

Первая версия Microsoft Servers SQL была представлена компанией в далеком 1988 году. СУБД сразу позиционировалась как реляционная имеющая, по заявлению производителя, три достоинства:

хранимые процедуры, благодаря которым ускорялась выборка данных и поддерживалась их целостность в многопользовательском режиме;
постоянный доступ к для администрирования без отключения пользователей;
открытая платформа сервера, позволяющая создавать сторонние приложения, использующие SQL Server.

2005 под кодовым наименованием Yukon с расширенными возможностями масштабирования стал первой версией, полностью поддерживающей технологию.NET. Улучшилась поддержка распределенных данных, появились первые инструменты отчетности и анализа информации.

Интеграция с Интернетом позволила использовать SQL Servers 2005 как основу для создания систем электронной коммерции с простым и защищенным доступом к данным через популярные браузеры с использованием встроенного Firewall Версия Enterprise поддерживала параллельные вычисления на неограниченном количестве процессоров.

На смену версии 2005 пришел Microsoft SQL Server 2008, который до сих пор является одним из самых популярных серверов баз данных, а немного позже появилась и следующая версия - SQL Servers 2012 года, с поддержкой совместимости с.NET Framework и другими передовыми технологиями обработки информации и среды разработки Visual Studio. Для доступа к был создан специальный модуль SQL Azure.

Transact-SQL

С 1992 года SQL является стандартом доступа к базам данных. Практически все языки программирования для доступа к БД используют именно его, даже если пользователю кажется, что он работает с информацией напрямую. Базовый синтаксис языка остается неизменным для обеспечения совместимости, но каждый производитель систем управления базами данных старался пополнить SQL дополнительными функциями. Компромисса найти не удалось, и после «войны стандартов» остались два лидера: PL/SQL компании Oracle и Transact-SQL в Microsoft Servers SQL.

T-SQL процедурно расширяет SQL для доступа к Microsoft Servers SQL. Но это не исключает разработку приложений на «стандартных» операторах.

Автоматизируйте бизнес с помощью SQL Server 2008 R2

Надежная работа бизнес-приложений чрезвычайно важна для современного бизнеса. Малейший простой базы данных может привести к огромным убыткам. Сервер баз данных Microsoft SQL Server 2008 R2 позволяет надежно и безопасно хранить информацию практически неограниченного объема, используя знакомые всем администраторам средства управления. Поддерживается вертикальное масштабирование до 256 процессоров.

Технология Hyper-V максимально эффективно использует мощность современных многоядерных систем. Поддержка на одном процессоре множества виртуальных систем снижает издержки и улучшает масштабируемость.

Анализируйте данные

Для быстрого анализа в режиме реального времени потоков данных используется компонент SQL Server StreamInsight, оптимизированный под данный тип задач. Возможна разработка собственных приложений на основе.NET.

Бесперебойная работа и безопасность данных

Поддержку оптимальной производительности в любой момент времени обеспечивает встроенный в сервер регулятор ресурсов. Администратор может управлять нагрузкой и системными средствами, устанавливать лимит для приложений на использование ресурсов процессора и памяти. Функции шифрования обеспечивают гибкую и прозрачную защиту информации и ведут журнал доступа к ней.

Неограниченный размер базы данных

Хранилище данных можно масштабировать быстро и безопасно. Пользователи могут использовать готовые шаблоны Fast Track Date Warehouse для поддержки дисковых массивов до 48 Тб. Базовая конфигурация поддерживает оборудование ведущих фирм, таких как HP, EMC и IBM. Функции сжатия информации по стандарту UCS 2 позволяют более экономно расходовать дисковое пространство.

Повышение эффективности работы разработчиков и администраторов

Новые программные мастера позволяют быстро устранить недогруженность серверов, улучшить контроль и оптимизировать производительность без необходимости привлечения внешних сторонних специалистов. Контролируйте параметры работы приложений и баз данных, находите возможности для улучшения работы на панелях мониторинга и ускоряйте обновление и установку.

Инструменты для персонального бизнес-анализа

В компаниях никогда не было единого мнения относительно того, кто должен заниматься аналитикой - IT-отделы или непосредственно пользователи. Система создания персональных отчетов решает эту проблему посредством современных инструментов безопасного и эффективного построения, анализа и моделирования бизнес-процессов. Поддерживается прямой доступ к базам данных в Microsoft Office и SharePoint Server. Корпоративная информация может интегрироваться с материалами других типов, таких как карты, графика и видео.

Удобная среда для совместной работы

Предоставьте своим сотрудникам доступ к информации, совместной разработке и анализу данных при помощи приложения PowerPivot для электронной таблицы Excel. Программа позволяет производить анализ информации и моделирование бизнес-процессов и публиковать отчеты для общего доступа в Интернете или системе SharePoint.

Для наглядного создания внутренних отчетов предлагается система Report Builder 3.0, поддерживающая множество форматов и широкий набор предустановленных шаблонов.

Работайте с базами данных бесплатно

Компания предоставляет небольшим проектам и начинающим разработчикам специальную бесплатную версию Microsoft SQL Server Express. Сюда включены те же технологии баз данных, что и у «полных» версий SQL Server.

Поддерживаются среды разработки Visual Studio и Web Developer. Создавайте сложные таблицы и запросы, разрабатывайте интернет-приложения с поддержкой баз данных, получайте прямой доступ к информации из PHP.

Пользуйтесь всеми возможностями Transact-SQL и самыми передовыми технологиями доступа к данным ADO.NET и LINQ. Поддерживаются хранимые процедуры, триггеры и функции.

Сконцентрируйтесь на элементах бизнес-логики, а оптимизацию структуры базы данных система сделает самостоятельно.

Создавайте насыщенные отчеты любой степени сложности. Пользуйтесь подсистемой поиска, интегрируйте отчеты с приложениями Microsoft Office и добавляйте в документы информацию о географическом положении.

Разрабатываемые приложения могут работать при отсутствии подключения к серверу БД. Синхронизация производится автоматически с использованием фирменной технологии транзакционной репликации Sync Framework.

Администрируйте свою инфраструктуру, используя политики управления для всех баз данных и приложений. Общие эксплуатационные сценарии сокращают время на оптимизацию запросов, создание и восстановление резервных копий масштаба предприятия.

SQL Server 2008 R2 Express Edition идеально подходит для быстрого развертывания сайтов и интернет-магазинов, программ для персонального использования, малого бизнеса. Это отличный вариант для начала работы и обучения.

Управляйте базами данных, используя SQL Server Management Studio

Microsoft SQL Server Management представляет собой специализированную среду для создания, доступа и управления базами данных и всеми элементами SQL Server, включая службы отчетов.

Система объединяет в одном интерфейсе все возможности программ администрирования из ранних версий, таких как Query Analyzer и Enterprise Manager. Администраторы получают софт с большим набором графических объектов разработки и управления, а также расширенный язык создания сценариев работы с БД.

Редактор кода Microsoft Server Management Studio заслуживает отдельного внимания. Он позволяет разрабатывать скриптовые сценарии на Transact-SQL, программировать многомерные запросы доступа к данным и проводить их анализ с поддержкой сохранения результатов в XML. Создание запросов и сценариев возможно без подключения к сети или серверу, с последующим выполнением и синхронизацией. Имеется широкий выбор предустановленных шаблонов и система управления версиями.

Модуль «Обозреватель объектов» позволяет просматривать и управлять любыми встроенными объектами Microsoft Servers SQL на всех серверах и экземплярах баз данных. Легкий доступ к нужной информации чрезвычайно важен для быстрой разработки приложений и контроля версий.

Система построена на базе системы Visual Studio Isolated Shell, которая поддерживает расширяемые настройки и расширения сторонних разработчиков. В сети Интернет имеется множество сообществ, на которых можно найти всю необходимую информацию и примеры кода для разработки собственных инструментов управления и обработки данных.

По данным исследовательской компании Forrester Research, сервер баз данных Microsoft SQL Server 2012 вошел в тройку лидеров рынка корпоративных информационных хранилищ по итогам 2013 года. Эксперты отмечают, что быстрый рост доли рынка Microsoft обусловлен комплексным подходом корпорации к автоматизации бизнес-процессов. Microsoft SQL Server является современной платформой для управления и хранения данных любых типов, дополненной инструментами аналитики и разработки. Отдельно стоит отметить простоту интеграции с другими продуктами компании, такими как Office и SharePoint.