Создание клиентских частей SQL БД под ОС Windows'95 и WindowsNT

реализации нескольких мод изоляции операций чтения от выполняющихся

одновременно с ним транзакций. Они варьируются от самой "слабой" моды -

"незафиксированного" (часто называемого "грязного") чтения, при котором

допускается считывание данных незафиксированных транзакций, до самой

"сильной" - "повторяемого" чтения, при котором гарантируется повторяемость

результата при повторении операции в рамках транзакции. Беда в том, что

само наличие всех этих различных мод изоляции в стандарте SQL отражает

отнюдь не потребности пользователей, а различные степени компромисса с

возможностями разработчиков СУБД. Пользователей же волнует совсем другое:

как избежать тех неприятных эффектов, которые могут быть связаны с

использованием всех стандарных мод изоляции, кроме самой "сильной" из них.

Сущность моды изоляции "согласованное чтение", реализуемой сервером

Oracle состоит в том, что любая операция чтения в Oracle выдает

пользователю данные только тех транзакций, которые были завершены к моменту

начала операции. Oracle реализует "согласованное чтение" без использования

блокировок вообще. Операция чтения в Oracle никогда не блокируется и

никогда не блокирует других. Данный режим работы является среди

коммерческих СУБД уникальным. Мода "согласованного чтения" не совпадает ни

с одной из мод изоляции, принятых в стандарте SQL-92. Она "сильнее" (и

следовательно покрывает) все моды, кроме "повторяемого чтения", но она

"слабее" последней. Действительно, при повторе операции в моде

"согласованного чтения" можно получить совсем другой результат, ибо

изменится момент времени, по которому синхронизуется "срез" данных. Oracle,

правда, предоставляет возможность объединять несколько операций чтения в

read-only транзакцию, синхронизуя их при этом к одному моменту времени. В

версии 7.3 Oracle позволяет в явном виде установить моду изоляции

"repeatable read", причем опять без использования блокировок.

Функциональные новшества. В Oracle 7.3 появилась возможность читать и

писать поля таблиц типа Long по частям (на уровне Oracle Call Interface),

что безусловно полезно, ибо размер таких полей может доходить до 2 Гбайт.

Расширился набор типов представлений (views), для которых допускается их

непосредственная модификация. Появился ряд новшеств в языке PL/SQL

(процедурном расширении SQL), самое заметное из которых - поддержка таблиц,

хранимых в памяти сервера. Новые алгоритмы обработки запросов. Выполнение

SQL-запроса - особенно имеющего сложную структуру - обычно распадается на

несколько взаимосвязанных операций. Само это разбиение, а тем более выбор

методов выполнения операций, как правило, допускают множество

альтернативных решений. Выбор оптимальной их комбинации - задача

оптимизатора, который на основании как характера запроса, так и имеющейся

информации о задействованных таблицах и индексах, наличии тех или иных

системных ресурсов (в Oracle 7.3 расширен набор видов предоставляемой

оптимизатору информации: теперь он может учитывать частотные гистограммы

индексируемых полей) строит оценку стоимости разных вариантов решения.

Помимо "джентльменского" набора более или менее универсальных методов

существует также целый ряд более узкоспециализированных, т. е. таких,

которые очень хорошо работают в некоторых ситуациях, но могут быть совсем

неэффективными (или даже неприменимыми) в других. Несмотря на такой

недостаток, применение этих методов может дать очень заметный эффект,

особенно при выполнении сложных запросов над большими объемами данных, что

характерно для систем поддержки принятия решений (DSS) (хранилищ данных). В

Oracle 7.3 введен целый ряд таких специализированных алгоритмов.

• "Звездообразные запросы" (star queries). В DSS-системах довольно часто

применяются запросы, выполняющие соединение одной большой таблицы (таблицы

фактов) с несколькими маленькими (справочными таблицами). При выполнении

подобных запросов оказывается эффективным достаточно экзотический алгоритм,

выполняющий сначала вычисление декартова произведения справочных таблиц, а

затем слияние сортировкой полученного результата с таблицей фактов.

• "Слияние хэшированием". Альтернативный слиянию сортировкой метод

выполнения соединений таблиц (еще одна альтернатива - вложенные циклы).

• Применение битовых строк для индексирования. До версии 7.3 Oracle

применял для индексирования только B-деревья и хэш-функции (если таблица

помещалась в хэш-кластер). В версии 7.3 появилась возможность использования

индексов с битовыми строками (bit-map indexes). Их идея очень проста. Если

некоторое поле таблицы может принимать ограниченное число значений, то

каждому такому значению можно сопоставить битовую строку (количество бит

равно количеству записей в таблице), в которой единицы находятся в

позициях, соответствующих тем записям, которые имеют данное значение в

индексируемом поле. Ясно, что такой индекс позволяет очень быстро находить

нужные записи по значениям проиндексированного поля (и любым их логическим

комбинациям), а также выполнять операции агрегирования опять-таки по этому

полю. Метод эффективен лишь для полей с небольшим количеством допустимых

значений, неэффективны операции сравнения с предшествованием

(больше/меньше), неэффективны операции вставки, удаления и модификации

записей. В действительности "в чистом виде" битовые строки не применяются:

они размещаются в листьях B-дерева, что позволяет смягчить указанные

недостатки, но очевидно, что в целом они носят принципиальный характер, а

потому не устранимы полностью. Oracle позволяет применять bit-map

индексирование в сочетании с другими методами индексирования на одной и той

же таблице.

До версии Oracle 7.3 основным средством администратора являлся Server

Manager - программный продукт с графическим интерфейсом, но ориентированный

на управление одной БД (в случае нескольких БД приходилось использовать

несколько сессий), не имевший удобных средств графического мониторинга

системы и не позволявший непосредственно управлять удаленными заданиями,

требовавшими привлечения системных команд и ресурсов, не находящихся под

контролем СУБД Oracle. Пробел заполнялся достаточно многочисленными

программными продуктами третьих фирм, специализирующихся именно на

средствах администрирования. Однако обеспечение единообразного

администрирования распределенных систем стало настолько актуальной задачей,

что стимулировала развитие новой стратегии корпорации в области средств

администрирования сервера БД.

В комплекте с сервером версии 7.3 (в вариантах Workgroup и Enterprise)

поставляется Oracle Enterprise Manager. В состав этого программного

продукта входит набор утилит управления, интегрированных в единую консоль

администратора. Через специальный связной процесс - Communication Deamon -

эта консоль может взаимодействовать с интеллектуальными агентами -

специальными процессами, функционирующими на компьютерах-серверах,

обеспечивающими возможность удаленного управления (впрочем, агент требуется

только для выполнения удаленных заданий и контроля за событиями - все

основные административные функции реализуются через непосредственную связь

консоли с сервером БД). Все управляемые компоненты - БД, серверы (узлы),

процессы - отображаются на консоли в навигаторе объектов, позволяющем

быстро находить требуемый объект и детализировать представление его

структуры до нужного уровня. Непосредственно административные функции

выполняются с помощью явного или неявного вызова соответствующих утилит.

Для выполнения некоторых действий (перенос пользователя из одной БД в

другую, присвоение новой роли пользователю и др.) достаточно "буксировки"

мышкой.

Принципиально новой особенностью Enterprise Manager по сравнению с более

ранними аналогичными продуктами Oracle является возможность определения и

управления выполнением удаленных заданий, реализация которых выходит за

рамки возможностей самой СУБД (сбросы, команды ОС и т. п.), а также

возможность заставить систему саму извещать администратора о возникших (или

даже предполагаемых) проблемах с помощью механизма событий.

Задания могут выполняться по заданному расписанию, причем

непосредственный контроль за этим осуществляется локально интеллектуальным

агентом, так что в принципе постоянная поддержка связи консоли с сервером

не требуется (хотя для того, чтобы изменить задание или время его

выполнения, необходимо, чтобы "агент вышел на связь"). Помимо использования

набора стандартных типов заданий и их комбинаций администратор может

определять принципиально новые, исользуя системно-независимый язык TCL

(Task Control Language). Фактически и "стандартные" типы заданий строятся с

применением "шаблонов" на этом языке, тексты которых можно использовать в

качестве образцов. Интерпретация TCL в конкретной ОС того или иного сервера

осуществляется соответствующим интеллектуальным агентом, что делает

управление СУБД почти не зависящим от платформы сервера (а таких платформ

Oracle поддерживает более 80).

Набор возможных регистрируемых событий варьирует от самых простых типа

запуска и останова сервера БД до достаточно "тонких" типа превышения

частоты обращений к диску заданного администратором порога. События

регистрируются интеллектуальными агентами и передаются на консоль

администратора (точнее, на те из консолей, которые "интересуются" данным

событием), а если потребуется, сообщение о событии может быть послано

администратору по электронной почте или на пейджер.

Еще одной важной особенностью Oracle Enterprise Manager является то, что

он имеет открытые интерфейсы на всех своих уровнях, что открывает

возможность наращивания его функциональности за счет добавления новых

административных утилит, управляющих процессов и пр. Эта возможность прежде

всего ориентирована на фирмы, являющиеся поставщиками средств

администрирования, но ею могут воспользоваться и сами пользователи СУБД.

Отдельного упоминания заслуживают поставляемые Oracle утилиты, входящие в

Performance Package. В него входят: утилита мониторинга системы (несколько

десятков стандартных динамических диаграмм плюс возможность определять свои

собственные); утилита, показывающая в наглядной форме физическое

расположение объектов БД в файлах данных и позволяющая выполнять

оптимизирующие операции (дефрагментацию); утилита, показывающая информацию

о сессиях, потребляющих наибольшее количество ресурсов (есть возможность

сортировки сессий по различным параметрам, для любой из выбранных сессий

можно легко "спуститься" по лестнице детализации информации о ней вплоть до

используемых курсоров и планов выполнения соответствующих им запросов).

Наконец, есть еще две утилиты, стоящие несколько особняком. Это Oracle

Trace - управляемая событиями трассировка - и Oracle Expert - экспертная

система, проводящя анализ структуры, параметров и функционирования СУБД и

генерирующая рекомендации (а также готовые административные скрипты) для ее

оптимизирующей настройки.

Поддержка параллельных систем. Одно из общепризнанных достоинств сервера

Oracle - его высокая степень масштабируемости: как горизонтальной, так и

вертикальной. Oracle владеет в настоящий момент абсолютными рекордами

производительности как в OLTP-тестах TPC-C (причем этот рекорд держится с

апреля 1996 года), так и в DSS-тестах TPC-D (в варианте с объемом данных

300 Гбайт). Наиболее широко распространены симметрично-параллельные (SMP)

системы, т. е. такие, где процессоры равноправно используют все остальные

системные ресурсы (прежде всего оперативную память и диски), являющиеся

общими для них. Количество процессоров в таких системах, предлагаемых на

рынке, может доходить до 64. Для SMP-систем часто еще употребляют

определение "система с полным разделением ресурсов" (shared-everything

system). Следующий тип параллельной архитектуры - кластер: в нем узлы,

имеющие свою собственную оперативную память (а возможно и собственные

диски), через специальный контроллер имеют доступ к общим дискам ("система

с разделяемыми дисками" - shared-disks system). Как правило, каждый из

узлов кластера представляет собой SMP-систему, а количество узлов в

кластерах, предлагаемых на рынке, доходит до 8. Наконец, третий тип

архитектуры - массивно-параллельный (MPP). В ней узлы живут практически

независимой жизнью, но между ними каким-то образом реализуется очень

быстрая связь. Количество узлов в такой системе вполне может достигать ста

и больше. Безусловно система должна в той или иной степени обеспечивать

взаимодействие и совместное пользование ресурсами для своих узлов, тем не

менее к системам с данной архитектурой часто применяют определение "система

без разделения ресурсов" (shared-nothing system).

Сервер Oracle в любой конфигурации поддерживает параллелизм при

выполнении потока операций в SMP-архитектуре, для параллельного выполнения

отдельных запросов требуется установка Parallel Query Option. Для кластеров

и MPP-систем Oracle предлагает архитектуру, позволяющую всем узлам этих

систем параллельно осуществлять доступ к одной БД: чтобы добиться этого,

достаточно установить Parallel Server Option. Для обеспечения параллелизма

в SMP-системах Oracle предлагает возможность использования многопотоковых

разделяемых серверных процессов.

Опция Oracle Parallel Server позволяет нескольким узлам системы

(фактически всем, функционирующим в данный момент времени) параллельно

работать с одной БД, находящейся на общих дисках (в MPP-системе это будут

"виртуальные" общие диски, поддерживаемые ОС). Пользовательские сессии

взаимодействуют каждая со своим узлом, но при этом фактически работают с

одними и теми же данными (помимо возможности использования полной мощности

параллельной системы для работы с БД). Можно заметить, что в Oracle8 даже

эта операция не обязательна: новая версия сервера позволяет выполнять

автоматическое переключение сессий со сбойного узла, так что, например,

прерванные запросы попросту продолжают выполняться после небольшой

задержки.

Однако нельзя утверждать, что при применении OPS не возникает никаких

проблем. По сравнению с SMP-системами возникает одна проблема:

синхронизация кэшей в оперативной памяти узлов – каждый узел системы

кэширует данные БД в своей оперативной памяти и может держать их там

достаточно долгое время без переписывания на диск. Если один из узлов

модифицировал некую запись БД, но не переписал ее на диск, то при обращении

к той же записи другой узел не имеет права ни пользоваться ее копией в

своей памяти (она уже не актуальна), ни даже считать ее с диска. Для

разрешения этой проблемы вводятся блокировки параллельного кэша: при

модификации данных узел параллельной системы как бы вешает на них свой

"замок", так что любой другой узел при обращении к этим данным должен

сначала "снять замок", что включает в себя передачу ему актуальных данных.

Ясно, что если различные узлы будут часто модифицировать одни и те же

данные, то блокировки параллельного кэша могут заметно снизить

производительность сервера в целом.

К сожалению, от данной проблемы нельзя полностью избавиться ни с помощью

технических ухищрений, ни с помощью альтернативных решений. К счастью, если

пользователи, работающие с разными узлами, редко модифицируют одни и те же

записи, то и блокировки параллельного кэша возникают редко. Такой режим

легко обеспечивается, если на разные узлы сервера "назначаются"

пользователи, работающие с разными приложениями, или работающие с данными

различных отделов (филиалов) и пр. Приложения, осуществляющие "хаотичные"

обращения к большой БД, также имеют слабую тенденцию к порождению

блокировок параллельного кэша. Тем не менее, распределение пользователей

между узлами сервера должно осуществляться не наобум, а с учетом того, с

какими данными и в каком режиме они работают. Как бы то ни было, OPS уже

достаточно давно и успешно используется - особенно в инсталляциях,

требующих повышенной надежности системы. Нелишне заметить, что и рекорд в

тестах TPC-C поставлен с использованием OPS на кластере (Digital Alpha

8400). Надо сказать, что до последнего времени понятия "кластер" и

"параллельный сервер" ассоциировались только с весьма мощными и

дорогостоящими конфигурациями аппаратуры. Отчасти это было связано с

реальными потребностями рынка, а отчасти с тем фактом, что поддержка

кластерного режима работы требует весьма значительных системных ресурсов.

Одним из первых пожирателей ресурсов является менеджер распределенных

блокировок (Distributed Locks Manager - DLM). Это программный компонент

(реализованный обычно в виде набора процессов), обычно поставляемый фирмой-

разработчиком ОС, задача которого - управление доступом к разделяемым

ресурсам на уровне системы в целом. Именно с помощью DLM Oracle реализует

блокировки параллельного кэша и вообще синхронизацию работы узлов.

Универсальность DLM в сочетании с тем, что он является "внешней

составляющей" OPS, приводит к тому, что общее количество блокировок

параллельного кэша становится критичным ресурсом. Чтобы снизить потребность

в нем, в Oracle 7.3 введен ряд усовершенствований в управлении выделением

этих блокировок, но для радикального решения проблемы безусловно требовался

другой подход к реализации DLM. В частности, по этой причине уже в версии

7.3 Oracle постепенно переходит к реализации DLM собственными средствами в

составе ядра сервера - окончательно этот процесс завершен в Oracle 8. Как

бы то ни было, уже в релизе Oracle 7.3.3 существует параллельный сервер для

кластеров, функционирующих под управлением таких "легковесных" ОС, как SCO

UnixWare и Windows NT (последняя - как для платформы Intel, так и для DEC

Alpha).

При параллелизме, в задачах типа DSS, при выполнении отдельных операций

оптимизатор выбирает один из возможных алгоритмов выполнения запросов (при

этом важно, что в Oracle он с самого начала при оценке стоимости того или

иного решения учитывает заданную для данного запроса степень параллелизма),

затем каждый шаг алгоритма разбивается на несколько параллельных потоков.

Координатор выполнения запроса запускает нужное число процессов (при этом

используются все наличные процессоры - включая различные узлы кластера или

MPP-системы) и обеспечивает как внутриоперационный (параллельные потоки

внутри шага алгоритма), так и межоперационный параллелизм. В список

операций, подлежащих распараллеливанию, помимо просмотра таблиц включены

также все алгоритмы соединения (и "антисоединения") таблиц, сортировки,

операции агрегирования, вложенные подзапросы, объединения и некоторые

другие. Кроме того, возможно параллельное выполнение таких операций, как

создание таблицы по результатам запроса, загрузка данных, сброс и

восстановление БД, выполнение операций тиражирования данных. В Oracle8 к

этому списку добавятся операции INSERT, UPDATE и DELETE.

Одним из наиболее фундаментальных вопросов, которые приходится решать при

реализации параллельного выполнения запросов, является выбор метода

распределения данных между параллельными потоками при выполнении таких

операций, как полный просмотр таблиц. Самым простым (и исторически

реализованным первым - фирмой Tandem) методом является "привязка"

параллелизма к статическому разбиению нужных таблиц на разделы, проводимому

по правилу, заданному администратором системы. Этот метод и до сих пор

является краеугольным камнем параллелизма в ряде СУБД.

В идее разбиения таблиц на разделы безусловно есть серьезные

положительные стороны, особенно когда это разбиение осуществляется на

основе диапазонов значений содержательных параметров либо функций от них.

Тогда, во-первых, может быть облегчена работа администратора БД в случае,

когда таблица содержит большой объем данных (например, если разбить таблицу

фактических продаж по месяцам, то можно выполнять сбросы только последнего

раздела таблицы), во-вторых, становится возможным исключение разделов при

выполнении запросов, содержащих условие на параметр разбиения. Однако когда

параллелизм в выполнении запросов ставится в зависимость от статичного

разбиения таблиц, это приводит к ряду проблем. Дело в том, что для

достижения оптимального параллелизма в этом случае требуется (по очевидным

причинам), чтобы данные были распределены по разделам равномерно. В

принципе этого нетрудно добиться, если помещать каждую новую запись в новый

раздел по циклическому алгоритму (round-robin). Но в этом случае, как

нетрудно заметить, полностью теряются указанные выше два преимущества. И

наоборот, если выполнять разбиение по содержательному критерию, то весьма

часто получается, что данные распределяются по разделам неравномерно, что

неизбежно приводит к тому, что, закончив свою работу, параллельные процессы

ждут "отстающего товарища", которому не повезло с разделом. Если речь идет

об устоявшихся (т. е. фактически не обновляемых) данных и о конкретном

запросе с небольшими вариациями, то практически всегда можно найти некий

компромиссный вариант разбиения, но в реальных системах типа DSS запросы

как правило носят нерегламентированный характер (ad-hoc), а данные - опять-

таки как правило - периодически обновляются. Все это как минимум приводит к

серьезной административной работе, связанной с перестройкой разделов (что

становится попросту обязательным, если требуется сменить степень

параллелизма), но даже это не гарантирует оптимального параллельного

выполнения запросов.

Такие соображения побудили разработчиков Oracle7 отказаться от принципа

"статичного" параллелизма и реализовать алгоритм динамического разбиения

таблиц при параллельном выполнении запросов. Упрощенно его суть в том, что

таблица логически "разбивается" непосредственно при выполнении запроса в

соответствии с заданной степенью параллелизма. Это не означает, впрочем,

что она попросту делится на равные части произвольным образом - все гораздо

изощреннее. Дело в том, что скорость обработки одного и того же объема

данных в разных разделах может быть различна в зависимости как от характера

запроса, так и от того, на каких физических устройствах располагается

динамический раздел, да и от других порой трудно предсказуемых причин.

Поэтому таблица делится реально на число разделов гораздо большее, чем

степень параллелизма (и разделы эти бывают различного размера), а их

назначение параллельным процессам регулируется динамически в зависимости от

того, с какой скоростью они справляются с уже порученной работой.

Надо сказать, что алгоритм динамического разбиения таблиц весьма непрост,

и было бы нечестно утверждать, что в нем с самого начала все было сделано

самым оптимальным образом. Однако одно из самых важных преимуществ этого

алгоритма в его гибкости, поэтому в него постоянно вносились

усовершенствования на основании накопленного опыта эксплуатации в реальных

инсталляциях, в результате чего от релиза к релизу Oracle7 добивался все

более оптимальных характеристик параллелизма в выполнении запросов. К

примеру, в релизе 7.3 основные усовершенствования были связаны с поддержкой

MPP-архитектур. Дело в том, что в них диски не равноценны по скорости

доступа для каждого из узлов системы (к "своим" дискам доступ

осуществляется быстрее, чем к "чужим"), поэтому и динамические разделы

стали выделяться параллельным процессам преимущественно на локальных для

соответствующих узлов дисках (преимущественно - опять-таки потому, что,

завершив свою "локальную" работу, процесс не прекращает деятельность, а

начинает помогать "отстающим").

Как бы то ни было, сейчас можно с уверенностью констатировать, что метод

динамического разбиения таблиц оправдал себя, позволив при минимальной

дополнительной нагрузке на администратора БД добиться, тем не менее,

практически оптимального распраллеливания выполнения запросов. Высокая

масштабируемость Oracle в параллельном выполнении запросов на системах с

различной архитектурой иллюстрируется также и тем фактом, что Oracle 7.3

сумел показать рекордные параметры в TPC-D тесте (в варианте с объемом

данных 300 Гбайт) как среди MPP-систем (на IBM SP/2), так и среди SMP-

систем (на Sun Enterprise Server 10000).

Oracle 7, к сожалению, не включает в себя явной операции построения

статических разделов таблицы (эта возможность вводится в Oracle 8), но в

неявном виде это тем не менее можно сделать с помощью имитации разделов

отдельными таблицами, объединенными в единое представление с помощью

операции UNION ALL. При выполнении запросов к такому представлению

оптимизатор Oracle7 трактует его именно как таблицу, разбитую на разделы, в

частности выполняет исключение разделов, если это возможно.

Oracle традиционно славится как поставщик СУБД для крупных инсталляций,

однако в связи с этим бытует (и активно поддерживается конкурентами) также

и мнение о том, что для небольших систем Oracle слишком тяжеловесен,

сложен, дорог и пр. Oracle прикладывает немало усилий, чтобы по всем

параметрам (включая цены) утвердиться в качестве основного поставщика во

всех сегментах рынка СУБД, начиная с небольших рабочих групп. С 1994 года

помимо уже привычного "сервера масштаба предприятия" поставляются другие

его варианты: "сервер для рабочих групп" (Workgroup server) и "персональный

Oracle" (Personal Oracle) в двух редакциях - полной и "облегченной"

(Personal Oracle Lite). В этих продуктах особый упор сделан на их

относительную дешевизну, простоту установки и сопровождения. При этом все

варианты сервера Oracle функционально идентичны, за исключением некоторых

опций (только в нынешней версии Personal Oracle Lite отсутствует часть

базовой функциональности: он не поддерживает многопользовательские схемы

данных и процедурные расширения SQL).

Oracle 7 в одинаковой степени может быть оптимизирован и для OLTP-

приложений, и для приложений DSS, причем их вполне можно исполнять

одновременно, не беспокоясь о дополнительных блокировках, модах изоляции и

прочих темах, способных вызвать головную боль у знакомых с ними на практике

специалистов при одном только их упоминании. Это не означает впрочем, что

оба режима будут одинаково оптимальны при одном и том же выборе параметров

системы. Безусловно, по крайней мере часть параметров требуют разного

подхода при их оптимизации для OLTP- и DSS-систем. По этой причине

поддержка "смешанного" режима обязательно сопряжена с некоторым

компромиссом, и не следует трактовать приведенное утверждение как

рекомендацию совмещать оперативную систему с хранилищем данных. Более

разумно на практике говорить о том, что, скажем, если основной режим

системы - OLTP, то совсем не обязательно дожидаться ночной паузы в работе,

чтобы выполнить на ней сложный - но срочный - отчет, и Oracle гарантирует,

во-первых, корректность результатов отчета, во-вторых, что его выполнение

не повлияет сколько-нибудь заметно на работу пользователей.

Oracle поддерживает любой тип данных. В сущности, речь идет о расширении

стандартного набора типов данных, характерного для РСУБД, а в перспективе о

переходе к объектно-реляционной модели СУБД. В свою очередь, эта задача

может быть разделена на две:

- поддержка поставщиками СУБД дополнительных "базовых" типов данных;

- возможность расширять набор типов данных за счет модулей третьих

производителей или самими пользователями.

Oracle развивает свой сервер в обоих направлениях. В версии 7.3 уже

поддерживается несколько новых типов данных: неструктурированные тексты,

пространственные данные, видеоданные. Собственно говоря, хранить такие

данные в БД и осуществлять к ним доступ можно было и раньше: новизна в том,

что если раньше этот доступ осуществлялся через самостоятельно работающие

серверные процессы, и для работы с ними требовалось использование

специального интерфейса на уровне приложений, то теперь данная

функциональность интегрирована в "базовый" сервер.

Опция для работы с пространственными данными (Spatial Data Option)

фактически вводит тип данных "пространственная точка" и операции над ним в

СУБД, позволяя хранить соответствующие данные в таблицах оптиальным образом

и на порядок (а порой и на два) ускорять выполнение запросов.

Что касается видеоданных, то соответствующая им опция - Video Option -

единственная, "живущая самостоятельной жизнью" по отношению к серверу РСУБД

(но не к БД). Более того, рекомендуется конфигурация, в которой Video

Server запускается на отдельном компьютере от сервера БД. Связано это с

тем, что воспроизведение видеофрагментов в реальном времени (особенно по

нескольким каналам) - что как раз и обеспечивает Video Server - трудно

совместимо на современных массово производимых компьютерах с

функционированием сервера СУБД из-за чисто аппаратных ограничений. Тем не

менее приложение, работающее с Video Server, может осуществлять поиск

видеофрагментов по описательным атрибутам и воспроизведение этих фрагментов

- как единую интегрированную операцию.

Относительно Web Option, пожалуй, не совсем правильно говорить о

функциональных расширениях сервера, поскольку, в сущности, главная задача

опции - обеспечение интерфейса с Web Application Server и соответственно

через него с пользователями Intranet/Internet.

Oracle OLAP Option едва ли можно было рассматривать как интегрированную

компоненту сервера Oracle (продукты OLAP работают с собственным -

многомерным - представлением данных, хранимым отдельно) до недавнего

времени, когда с помощью Access Manager появилась возможность устанавливать

динамическую связь многомерного куба OLAP с реляционными данными, стирая

тем самым грань между MOLAP и ROLAP (для аналитика, работающего с

приложениями OLAP, стало совершенно незаметно, работает ли он с

предварительно сформированным многомерным кубом или с динамическим

многомерным представлением реляционных данных).

Развитие подхода в Oracle 8. В отличие от Oracle 7 восьмая версия сервера

Oracle не просто предоставляет расширенный набор встроенных типов данных,

но и позволяет конструировать новые типы данных со спецификацией методов

доступа к ним. Это означает фактически, что разработчики получают в руки не

просто систему для хранения и обработки, скажем, видеоданных (что, понятно,

нужно далеко не в каждом приложении), а и инструмент, позволяющий строить

структурированные типы данных, непосредственно отображающие сущности

предметной области. Влияние этого фактора на возможности разработчиков

можно сравнить с эффектом от перехода на реляционные СУБД в начале 80-х

годов.

Oracle8 фактически опирается на новый стандарт SQL, позволяющий описывать

определения новых типов объектов, состоящих из атрибутов (скалярных - т. е.

других типов, множеств объектов, ссылок на объекты), и обладающих

ассоциированными с ним методами. Любая колонка таблицы может быть любого

типа, поддерживаются также вложенные таблицы и массивы объектов переменной

длины.

Что касается методов доступа, то они могут быть определены несколькими

способами. Более простой из них предполагает контроль ядра сервера за

выполнением метода: это достигается, если методы реализуются на PL/SQL

(который также расширен для поддержки объектно-реляционных структур) или

Java. Поскольку PL/SQL практически не уступает по своей функциональности

универсальным языкам программирования, для подавляющего большинства

составных типов данных таких возможностей будет достаточно. Если же новый

тип данных требует специальной обработки, не реализуемой стандартными

средствами ядра СУБД (к примеру, работа с мультимедийными данными,

хранимыми в BLOB-полях в БД), можно использовать вызовы внешних процедур

(call-outs), которые могут быть написаны, допустим, на языке C.

При использовании внешних процедур возникает серьезная проблема

организации их взаимодействия с ядром сервера. Наиболее соблазнительная -

на первый взгляд - идея включения их непосредственно в ядро таит в себе

угрозу нарушения стабильности этого ядра, поскольку оно оказывается

незащищенным перед "чужим" кодом, и, следовательно, при любом сбое (или

неправильном функционировании) становится практически невозможно

определить, явилось ли это следствием ошибки в самом ядре, или же это

"наведенный" эффект от внешней процедуры. Поэтому Oracle изначально

отказался от такой идеи и реализует взаимодействие ядра сервера с внешними

процедурами в защищенном режиме (т. е. в различных адресных пространствах).

Для реализации такого взаимодействия и для доступа из внешних процедур к

данным БД требуется наличие специального программного интерфейса. Oracle в

данном вопросе пошел по пути поддержки имеющегося стандарта интерфейса

Corba, позволяя оформлять расширения ядра сервера как "картриджи данных"

(Data Cartridges), входящие в более общую архитектуру сетевых вычислений

(Network Computing Architecture).

Для обеспечения постепенной миграции приложений и данных в новую объектно-

реляционную среду введены объектные представления (object views), которые

позволяют использовать в новых приложениях объектный интерфейс, работая при

этом с обычными реляционными таблицами (т. о. сохраняя работоспособность

старых приложений).

Новые возможности в администрировании Oracle 8 - управляемые сервером

сбросы и восстановления (собственно говоря, это расширенная интеграция

применявшейся в Oracle 7 утилиты Enterprise Backup), централизованное

хранение паролей (в Oracle 7 достигалось при использовании Advanced

Networking Option или при идентификации пользователей через ОС, имеющую

соответствующую функциональность), контроль за назначением и устареванием

паролей (в Oracle7 - при идентификации пользователей через ОС). Новые

режимы взаимодействия с сервером - поддержка очередей приоритетных

сообщений, задающих описание транзакции или ее части (эта функциональность,

кстати, может быть использована мониторами транзакций), возможность

мультиплексирования сессий как на физических, так и на логических каналах

связи. Фактическое снятие ограничений на количество BLOB-колонок в

таблицах, возможность их тиражирования. Возможность разбиения BLOB-полей и

их отдельного хранения (даже вне БД). Расширение функциональных

возможностей тиражирования данных, введение программного интерфейса

тиражирования, позволяющего реализовать поддержку репликации с самыми

разнообразными системами хранения данных. Поддержка таблиц, целиком

хранимых в индексах. Это далеко не полный список. Большая часть новшеств

возникла не на пустом месте, а скорее представляет собой развитие тех черт,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7