Еволюція систем управління базами даних

Реляційна технологія повністю відбулася при повсякденному використанні в базах даних всіляких інформаційних систем. Але завжди існували та з розвитком апаратурних можливостей розширялося коло застосувань, для яких ця технологія не була адекватною. Прикладами можуть служити мультімедійні застосування, системи автоматизації проектування, CASE-системи і т.і. В реляційних СУБД відсутні, наприклад, потрібні для таких застосувань засоби визначення нових типів даних користувачем системи, моделювання поведінки сутностей предметної області, підтримки багатоверсійності екземплярів даних та схем.

Крім того, багато розробників інформаційних систем змушені відмовлятися від використання типових СУБД загального призначення в зв´язку з їхньою «ваговитістю». Ядро комерційних СУБД, що постачаються, часто виявляється монолітним та функціонально надлишковим в конкретних застосуваннях, таким, що потребує для свого функціонування великих ресурсів. Можливості вибору потрібної конфігурації ядра самим користувачем та конструювання «легковагої СУБД», спеціально орієнтованої на дане застосування та не вимагаючої додаткових ресурсів, як правило, не передбачаються.

З таких причин в цілом ряді наукових центрів у другій половині 80-х рр. були започатковані ряд дослідницьких проектів, головним завданням яких був пошук шляхів подолання вказаних недоліків. Головна увага в них приділялась питанням міграції в середовища, що засновані на об´єктній парадигмі, розширенню підтримуємої системи типів даних, а також гнучкої конфігурації СУБД. Надрукований в 1989 році широко відомий Маніфест об´єктно-орієнтованих систем баз даних визначив основні напрями їх розвитку. Були створені «чисто» об´єктні програмні продукти (Objectivity/DB, GemStone, ObjectStore, O₂, POET, Omniscience, Versant та інші), що в різній ступені відповідали вказаному стандарту. Крім того, розпочався еволюційний процес “об´єктивізації” ведучих реляційних СУБД.

В цей період почалися також інтенсивні розробки великих корпоративних інформаційних систем, що засновані на нових підходах та новому інструментарію. Так, з´явилися можливості ефективної інтеграції систем баз даних в середовище Інтернет, для корпоративних систем були запропоновані технології Інтранет. Отримали розвиток і почали широко використовуватися ідеї архітектури проміжного шару, а також компонентні підходи до формування інформаційних ресурсів та розробки програмного забезпечення. Розробники підійшли до розуміння декомпозиції крупних корпоративних інформаційних систем на дві взаємопов´язані частини – оперативну інформаційну систему та інформаційну систему керівника, що використовує першу як джерело інформації, але разом з тим, пред´являють нетрадиційні вимоги к управлінню даними. Тому були активізовані розробки нових технологій для подобних систем – технологій сховищ даних (data warehouse), складного аналізу даних (data mining), інтерактивної аналітичної обробки (OLAP). Застосування вказаного класу з розподіленою архітектурою зажадали також створення нових методів забезпечення безпеки даних.

Поява технології глобальної гіпертекстової системи World Wide Web, мови маркування текстів HTML, а потім і XML, не тільки принципово змінили обличчя інформаційного середовища суспільства ефективно утіливши гіпертекстові та мультімедійні технології, а також одночасно стала інтегратором неоднорідних інформаційних ресурсів, що підтримуються в інших середовищах (в частковості, в середовищах баз даних), забезпечуючи можливості нового етапу розвитку розподілених інформаційних систем.

В подальшому, зростаючі вимоги до технології Інтернет, переросли функціональні можливості мови розмітки гіпертексту HTML (Hyper-Next Markup Language). HTML досить проста мова розмітки з множиною дескрипторів, які визначають як конкретний текст повинен інтерпретуватись браузером. HTML є по суті специфікацією, яка передбачає використання фіксованого набору дескрипторів. Ця специфікація визначає замкнутий клас документів, який можна уявити як множину з подібними властивостями, які відповідають одній множині правил. Специфікація HTML визначає як документ буде відображений і не визначає змісту окремих елементів документу.

Зростаюче застосування в Інтернет баз даних і пошукових систем вимагає більш повного контролю за макетом документу і типом представлених даних, оскільки пошук в структурованих документах є більш ефективним ніж сканування всього тексту. Пошук і відображення документів стали критичнию точкою для організацій, які хочуть управляти змістом в інформаційних системах. Попередником мови HTML була мова SGML (Standart Generalized Markup Lahguage). SGML є мовою, яка допускає створення дескрипторів з описом типу даних, які можуть міститісь в цих дескрипторах і їх атрибутах. В SGML текст кодується за визначеними правилами, які надають документу певної структури і описують відношення між різними об’єктами структури. Компютерні програми краще маніпулюють структурованими документами в порівнянні з документами, які не мають структури. Мова SGML виявилась досить складною для того щоб застосовувати в середовищі World Wide Web.

Таким чином виникла потреба в мові, яка була б одночасно простою в застосуванні і в той же час дозволяла описувати структуру та визначати власні класи документів. Так з'явилася концепція інформації про інформацію, тобто дані описують частину інформації і надають цій інформації певного змісту. Зазначена концепція лежить в основі розширеної мови розмітки документів XML (eXtensible Markup Language). Мова XML уявляє собою спрощений варіант SGML, яка полегшує визначення нових типів документів і в порівнянні з SGML є більш дружньою по відношенню до користувача. XML є скоріше не мовою а специфікацією, що базується на інших мовах і дозволяє створювати власну мову, тобто множину дескрипторів, які описують дані. XML орієтований на відображення змісту інформації, а не на форму відображенні документа. Вид документа визначається іншими засобами. Концепція метаінформації використовується і в традиційних базах даних.

За останні роки на ринку програмних продуктів появились Системи Управління Базами Даних, які реалізують концепцію баз даних, природніх для документів представлених в XML форматі.

Software AG займає лідируючі позиції з виробництва XML орієнтованих баз даних. Продукт під загальною назвою Tamino уявляє собою комплексний набір програмного забезпечення для побудови XML застосувань масштабу підприємства. Об’єднання в одній платформі Tamino XML Database, Tamino X-Studio, Tamino X-Node, Tamino X-Bridge дає відчутню вигоду від бази даних, інструментальних засобів розробки і інтергації XML даних в застосуванні. Ядром платформи є Tamino XML Database, природня для XML формату система управління базами даних. База даних Tamino є найшвидшою в класі XML серверів і забезпечує управління такими типами даних як аудіо і відео потоки. Управління елементами XML даних, на відміну від традиційних реляційних базах даних з можливостями зберігання XML об’єктів, здійснюється безпосередньо в XML об’єктах без конвертації в інші структури. База даних забезпечує повнотекстовий пошук і швидку реакцію на запити за допомогою Xpath на основі структури документу і його змісту. Платформа Tamino створює середовище для розробки і інтеграції інформаційних джерел з існуючими на підприємстві системами. Tamino X-Node забезпечує інтеграцію даних із різних джерел, що дозволяє користувачам мати доступ і модифікувати інформацію в багатьох інформаційних джерелах (реляційних база даних, офісних системах, тощо) одночасно, як в частинах одного Tamino XML об’єкту. Tamino X-Bridge виступає посередником при здійсненні доставки і трансформації даних між інформаційними джерелами. Інструментальні засоби розробки Tamino X-Studio дають прекрасні можливості для створення і маніпулювання XML документами безпосередньо в базі даних та програмування прикладних застосувань на мові JAVA. Tamino X-Plorer відображає зміст Tamino XML Server у вигляді дерева, що дозволяє маніпулювати його вмістом. XML документи з бази даних можуть бути відображені в Інтернет без додаткового програмування. Дані в Інтернет можуть бути представлені в форматі Unicode.

База даних постачається в двох варіантах: Tamino Server Edition - для актуальних баз даних і Tamino Developer Edition - для розробників прикладних застосувань, які використовують Tamino XML Database. На сьогодні продукти Tamino представлені для платформ Windows NT і UNIX.

Компанія Ixiasoft випустила версію СУБД Texml. Спочатку Textml представляла вбудовувану ану СУБД для інтеграторів і виробників закінчених систем, тепер вона дозволяє зберігати XML-документи як дані визначеного типу. Продукт орієнтований на розробку Web-застосувань XML таких як електронні технічні настанови, системи управління змістом, бази даних записів про пацієнтів. Ключовими перевагами TEXTML сервера є комбінування повнотекстового пошуку з пошуков в метаданих, висока швидкість, незалежність від схеми документів, простота інтеграції в застосуванні, низька ціна (1000$ US без ліцензійних обмежень на кількість користувачів). На сьгодні TEXTML сервер має близько 1000 інсталяцій в Військово повітряних силах США, де застосовується для індексації і пошуку близько 1 млн. технічних документів. Для Textml сервера непотрібно представляти опис інформаційного наповнення, розміченого XML, сервер виконує цю роботу автоматично при надходженні документа в базу даних, тобто автоматично підтримуєтся зберігання XML-документів різної структури. Інформація в документах може бути представлена в UNICODE. Додатково підтримується індексація документів для таких типів даних як числа, дата і час. Для безпосередньої роботи з документами Textml оснащений інтерфейсами з редакторами XML-документів Xmetal і XML Spy інших виробників. Textml підтримує стандарт XPath, який описує використання XML для навігації в документах. Продукт оснащений спрощеним конструктором XML-документів, який базується на Web-технології і дозволяє користувачеві створювати і вводити документи безпосередньо в базу даних. Досягнута домовленістьпро інтеграцію Adobe FrameMaker 7.0 TEXTML сервером. FrameMaker широко використовується в аерокосмічній і оборонних галузях США як інструмент для написання технічних документів в форматах XML і SGML. Ця ініціатива направлена на аерокасмічну і оборонну галузі включаючи проведення семінарів, інформацію для покупців, торгівельніх шоу з використанням електронніх засобів. Інтеграція з Adobe FrameMaker 7.0 забезпечуватиме просту інтеграцію між обома продуктами і дозволить користувачам створювати XML документи в дружньому середовищі Adobe FrameMaker 7.0 з подальшим зберіганням і опублікуванням змісту використовуючи TEXTML сервер. Textml сервер інтегрований з Microsoft IIS сервером і підтримуються для платформ Windows NT4, Windows 2000, Windows XP. На платформі Windows NT4 не дивлячись на рекомендації по установці компанії Ixiasoft продукт інсталюється але працює не корректно через відсутнісь певних компонент. На платформі Windows 2000 ніяких проблем при установці не виникає і сервер Textml готовий для використання відразу після інсталяції.

X-Hive Corporation випустила XML базу даних X-Hive/DB 3.0 для платформ Linux, Sun, Wndows 2000. База даних підтримує такі можливості як управління версіями, BLOB, повнотекстовий пошук, DOM, XPath, XPointer, XLink а також інтерфейси для інструментальних засобів роботи з XML-документами інших виробників Xmetal, XML Spy. База даних забезпечує прямий доступ до елементів XML даних, API інтерфейс для розробників на Java включаючи методи для запитів, індексації, управління лінками до інших XML-докуметів, публікації і перевірки даних. Підтримується інтерфейс до реляційних баз даних. База даних може використовуватись у варіантах сервер, клієнт-сервер і Web сервісу. Постачається для платформ Sun Solaris, Linux RedHat, Windows 2000. З вересня 2002 р. X-Hive Corporation представляє ліцензії для академічних наукових закладів і для навчання за помірну ціну.

Компанія Turret Technologies використовуе X-Hive/DB в системі управління знаннями, яка базується на WWW технології, для організацій з багатьма відділеннями.

Лідер інформаційних технологій Кореї, компанія Hangang Systems, Inc. використовує X-Hive/DB для багатьох загальнонаціональних організацій включаючи такі як Міністерство захисту довкілля Кореї та корпорація кабельного телебачення.

Проект Apache Xindice. База даних спроектована для зберігання і пошуку XML документів невеликого розміру. Документи записуються в базу даних і повертаются в природньому XML форматі. Основне сховище документів може бути організоване як дерево каталогів. Документи зберігаються в каталогах як файли. Для розміщення документа в базі даних не потрібно описувати структуру документа. XML документ записаний в каталог відразу стає доступним для пошуку і відображення. В базі даних можуть зберігатись документи різної структури і які належать різним предметним областям. Для швидкого і еффективного пошуку документи можуть бути проіндексовані за елементами даних, але індексація не є обов’язковою. В даний час для навігації в Xindice використовується Xpath в якості мови запитів, і XML:DB XUpdate для коректування даних. Для розробників прикладних програм на Java забезпечується інтерфейс XML:DB API. Xindice написаний на мові Java і потребує попередньої установки J2SE SDK версії 1.3.1 і вище від компанії Sun. Продукт вільно розповсюджується на умовах GPL (General Public License).

Наступним кроком в еволюції баз даних є ускладнення самих систем управління БД – це поява досліджень по технології організації:

· мобільних (що кочують) баз даних,

· часових (що враховують фактор часу) баз даних,

· інтелектуальних (активних) баз даних,

· просторових баз даних тощо.

Ще одна тенденція пов´язана з необхідністю одночасної обробки різноманітних систем баз даних від різних постачальників, а також тих, що історично накопичені в тих чи інших великих корпораціях.

Бурхливий розвиток інформаційних технологій привело за останні 15 років до того, що на великих підприємствах одночасно працює безліч різних інформаційних систем, що складаються з розрізнених додатків, розроблених у різний час і різними компаніям, усе це виявилося дуже складно змусити працювати спільно. Однак для виживання в конкурентній боротьбі підприємства повинні вирішувати всі нові і нові задачі, безупинно удосконалювати існуючі бізнеси-процеси, що при використанні набору розрізнених додатків практично неможливо. Інтеграція корпоративних додатків (Enterprise Application Integration) саме і дозволяє вирішити задачі, що ставить бізнес перед ІТ.

Єдина альтернатива інтеграції – почати заново упроваджувати всі процеси автоматизації на підприємстві. При цьому заново виникають проблеми термінів розробки і впровадження, а також вартості нової системи, без єдиної гарантії, що через якийсь час не виникнуть нові інформаційні потреби, для якої створеної єдиної інформаційної системи буде недостатньо.

Інтеграція корпоративних додатків – це не просто обмін даними між існуючими системами, а можливість адаптуватися до вимог бізнесу, що змінюються. У рамках інтеграції корпоративних додатків у даний час зважуються не тільки власне проблеми інтеграції додатків, але і такі нові задачі, як керування бізнесами-процесами, розробка композитних додатків і моніторинг бізнесу-активності. Можна простежити як з часом змінювалося саме поняття інтеграції корпоративних додатків.

Основна задача інтеграції корпоративних додатків – координація транзакційних даних систем, що працюють на підприємстві, при збереженні цілісності як самих даних, так і бізнес-транзакцій.

Споконвічно для інтеграції додатків служили спеціалізовані інтерфейси, через які системи обмінювалися даними, однак чим більше систем, тим складніше застосовувати подібний підхід.

Поява інтеграційних брокерів, чи брокерів повідомлень, значно спростило обмін даними між системи, значно спростило обмін даними між системами, тому що зменшується кількість спеціалізованих інтерфейсів, який потрібно розробляти. Використання центрального сервера інтеграції значно спрощує супровід і розвиток системи.

Уже наприкінці 90-х рр. стало зрозуміло, що потрібно не тільки здійснювати обмін даними між системами, але і керувати тривалими за часом бізнесами-процесами, що можуть торкатися відразу кілька додатків на підприємств. Моделювання, автоматизація, оптимізація бізнесів-процесів у рамках всієї організації утворять ще одну задачу корпоративних додатків – керування бізнесами-процесами (Business Process Management, BPM).

Розробка композитних додатків дозволяє поєднувати функціональність існуючих додатків і даних з новою бізнесом-логікою і користувальницькими інтерфейсами (наприклад, портальним додатком). Розробка композитних додатків стала серйозною альтернативою створенню «цілком нових» додатків.

Моніторинг бізнесу-активності (Business Activity Monitoring) – результат конвергенції бізнеси-аналітики (Business Intelligence) і інтеграції додатків у режимі реального часу. Ціль моніторингу бізнесу-активності – надати оперативну інформацію в корпоративної ІС, що дозволяє знизити витрати і прискорити виконання найважливіших бізнесів-процесів.

Необхідність вирішувати всі ці задачі в рамках інтеграції корпоративних додатків змушує дуже уважно відноситися до вибору ПО для інтеграційних проектів. Для рішення окремих задач інтеграції можна використовувати системи гарантованої доставки повідомлень, інтеграційні брокери, засоби моделювання бізнес-процесів, сервери додатків, портальні системи, засоби бізнесу-аналітики. Але при такому підході зростає складність проекту – занадто багато різних інструментальних засобів приходиться використовувати при розробці, а після впровадження потрібно буде також підтримувати окремі компоненти інтеграційного рішення. Через цю складність безліч проектів інтеграції не були виконані чи не досягли усіх св цілей. Тому необхідна єдина універсальна платформа бізнесу-інтеграції, що об'єднала б усі ці розрізнені технології в єдиному продукті, що дозволяє вирішити всі задачі інтеграції корпоративних додатків.

Новий продукт Ensemble корпорації InterSystems, що представляє собою платформу інтеграції додатків, що поєднує функціональність сервера інтеграції, сервера додатків, високопродуктивну об'єктну базу даних і інтегроване середовище розробки і керування, пропонуючи все це у виді єдиного цілісного продукту. Об'єднання технологій забезпечує цій платформі потужність, необхідну для простої інтеграції самих складних систем і швидкої розробки композитних додатків, тобто таких систем, куди включені успадковані програмні розробки.

Система Ensemble складається з наступних ключових елементів: бібліотека і засоби розробки адаптерів, абстракція (універсальна архітектура сервісів), координація, оркестровка бізнесів-процесів, убудоване сховище, засоби інтеграції і розробки, утиліти моніторингу й адміністрування.

Запропонована технологія орієнтована на використання високорівневі мови опису бізнесів-процесів і дозволяє моделювати, розробляти, встановлювати і виконувати процедури взаємодії додатків. Основу Ensemble складають бізнеси-процеси, у даному випадку вони представляються правилами обробки повідомлень, записаними спеціальною мовою Business Process Language (BPL), що базується на одній зі специфікацій Web-сервісів — BPELWS. Опис мовою BPL являє собою клас, що включає XML-опис бізнесу-процесу, що компілюється в спеціалізований байт-код Ensemble. Надалі цей байт-код, поміщений у середовище виконання Ensemble, реєструється в системі і починає приймати, обробляти і породжувати повідомлення, реалізуючи закладену в нього бізнесу-логіку.

Утім, BPL-класи — лише один із трьох способів визначення бізнесів-процесів Два інших — XML-опис і діаграми — аналогічні йому, і користувач може вибрати найбільш зручний. Вибір конкретного способу опису залежить від використовуваних засобів розробки. До складу комплекту постачання входять усі необхідні засоби розробки бізнесів-процесів, так що користувачу не буде потрібно самостійно складати опис процедур у варіанті XML чи BPL. Проте компанія Pikos, партнер InterSystems, пропонує інструмент для моделювання системи бізнесів-процесів за назвою Bonapart. Це рішення класу Business Process Management (BPM), що дозволяє моделювати процеси за допомогою прийнятих у бізнесі-керуванні методик, потім генерувати по них BPL-опис і контролювати їхнє виконання на сервері Ensemble.

Середовище виконання Ensemble складаються з набору вхідних адаптерів, що перетворять зовнішні події у внутрішні повідомлення, передані для обробки в бізнес-службу. Вхідні повідомлення обробляються бізнесами-процесами й у свою чергу породжують нові повідомлення. Якщо яке-небудь з них спрямовано зовні, то воно передається на виконання в механізм бізнесів-операцій, що взаємодіє з зовнішніми додатками за допомогою вихідних адаптерів. Крім цього в системі передбачена федеративна база даних для збереження всієї сукупності об'єктів і повідомлень, а також внутрішні додатки, що, зокрема, займаються моніторингом стану системи. При цьому база даних об'єктів може знаходитися на окремому сервері. Середовище виконання може бути розподілена з дублюванням, балансуванням навантаження і всіх необхідних механізмів для координації і керування системою.

Платформа Ensemble використовує вже готові адаптери для зв'язку із широким спектром додатків, баз даних і технологій. Кожен адаптер має свої унікальні атрибути, обумовлені додатком, джерелом чи даних технологією, до яких він забезпечує підключення. Незважаючи на це все адаптери мають загальний набір можливостей, що гарантують просту, погоджену модель інтеграції і забезпечують надійні і керовані операції.

Шість класів адаптерів платформи Ensemble гарантують найширший діапазон взаємодії. Адаптери даних дозволяють підключити успадковані дореляційні і реляційні бази даних, а також об'єктні бази даних, такі як Cache. Адаптери додатків забезпечують прив'язку до популярних корпоративних додатків, таким як SAP, а також спеціалізованим продуктам, таким як I2. Транзакційні системні адаптери для таких систем, як Tuxedo і CICS, дозволяють новим додаткам взаємодіяти з успадкованими системами, у той же час зберігаючи транзакційну цілісність системи обробки транзакцій. Адаптери емуляції дозволяють прив'язати додатка, що працюють на хост-комп´ютерах, таких як системи IBM 3270, моделюючи серію натискань клавіш. Адаптери протоколів прив'язують спеціалізовані (часто специфічні для визначеної галузі) протоколи, такі як HL7 для охорони здоров'я чи SWIFT для банківської сфери. Технологічні адаптери забезпечують прив'язку до всього спектра технологій: від низькорівневих протоколів комунікації до систем електронної пошти.

Хоча вже готові адаптери можуть прискорити процес інтеграції, більшість проектів включають також підключення до унікальних додатків, для яких повинні бути створені замовлені адаптери. Платформа Ensemble забезпечує найшвидшу в галузі розробку адаптерів, використовуючи спадкування об'єктів і Веб-служби, щоб звести до мінімуму необхідні при цьому зусилля.

Поиск по сайту: