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数据库管理系统常用开发平台的调查

    数据库系统本质上是一个用计算机存储记录的系统。数据库管理系统是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件,其基本目标是提供一个可以方便地、有效地存取数据库信息的环境。现阶段多个库管理系统群雄割据,作为一个软件开发人员必须要了解现阶段数据库管理系统的现状,在设计数据库才能得心应用,本文将从数据库的发展、现状及未来、常用数据库的比较、国产数据库这四方面进行阐述。

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    [引言] 纵观当今的商用数据库市场,称之为群雄割据毫不为过。自20世纪70年代关系模型提出后,由于其突出的优点,迅速被商用数据库系统所采用。据统计,70年代以来新发展的DBMS系统中,近百分之九十是采用关系数据模型,其中涌现出了许多性能优良的商品化关系数据库管理系统。例如小型数据库系统Foxpro, ACCESS, PARADOX等,大型数据库系统DB2, ORACLE, SYBASE, SQL SERVER等。80年代和90年代是RDBMS产品发展和竞争的时代。各种产品经历了从集中到分布,从单机环境到网络环境,从支持信息管理到联机事务处理(OLTP),再到联机分析处理(OLAP)的发展过程;对关系模型的支持也逐步完善;系统的功能不断增强。

    一、数据库的发展

  这些关系数据库产品是怎么发展起来的呢?让我们慢慢道来…;…;

1.1、 对关系模型的支持

  第一阶段(70年代)的RDBMS仅支持关系数据结构和基本的关系操作(选择、投影、连接)。例如:DBASE之流。

  第二阶段(80年代),对关系操作的支持已经比较完善,但是对数据完整性的支持仍然较差。此时,SQL语言已经成为关系数据库的标准,各家对SQL标准的支持还都是不存的(几乎全不是超水平发挥)。

  第三阶段(90年代)的产品,加强了数据完成性和安全性的性能。完整性的控制在核心层实现,克服了在工具曾的完整性可能存在“;旁路”;的弊病。

1.2、 运行环境

  第一阶段在大型、中性、小型机上运行的RDBMS一般为多用户系统,用户通过终端并发地存取、共享数据资源。微机上的一般为单用户版本。

  第二阶段的产品向两个方发展。一个是提高可移植性,使之能在多种硬件平台和操作系统下工作。另一个方向是数据库联网,向分布是系统发展,支持多种网络协议。

  第三阶段的产品追求开放性,满足可移植性、可连接性、可伸缩性。

1.3、 系统构成

  早期的产品主要提供数据定义、数据存取、数据控制等基本的操作和数据存储组织、并发控制、安全性完整性检查、系统恢复、数据库的重新组织和重新构造等基本功能。这些成为RDBMS的核心功能。

  第二阶段的产品以数据管理的基本功能为核心,着力开发外围软件系统,比如FORMS表格生成系统、REPORTS报表系统、MENUS菜单生成系统等。这些外围工具软件,就是所谓的第四代应用开发环境,他们大大提高了数据库应用开发的效率。

1.4、 对应用的支持

  RDBMS的第一代产品主要用于信息管理领域。这些应用对联机速度的要求不是很高。

  第二阶段的主要应用领域转移到了联机事务处理上,提高事务吞吐量,提高事务联机相应性能是各个商家的重点问题。相对应的关键实现技术是:性能,提高RDBMS对联机事务响应速度;可靠性。由于联机事务不允许RDBMS间断运行,在发生故障、软硬件故障时均能有相应的恢复能力,保证联机事务的正常运行、撤销和恢复。保证数据的完整性和移植性。

第三阶段的热点是联机分析处理。用户希望数据库系统不仅能够迅速、完美地完成数据处理的任务;而且,希望它能有一定的辅助决策的能力。

 

二、数据库暗流涌动

    2005年,各大数据库厂商除了继续稳定自己的地盘以外,将在中低端市场以及围绕数据库的相关服务软件方面展开竞争。

   下面是各主要数据库厂商的最新发布版本时间表以及对未来版本的预测:

厂商  目前最新数据库

版本代号
 发布时间
 主要新特性
 下一版本

(或相关产品)消息
 即将增加的功能或特性
 
ORACLE
 ORACLE 10g
 2003年9月
 自我管理和数据库控制,集群更加容易
 ORACLE 11g

(时间未定)
 主要在ORACLE,网络服务中增加对IPv6的支持
 
IBM
 DB2 UNIVERSAL DATABASE8.2代号Stinger
 2004年9月
 自主计算,自我管理,更易集群。捆绑商业智能软件进行数据分析
 数据库产品未定,即将发布8个存储管理解决方案;集中存储的自动管理,存储虚拟解决方案、异构存储系统的整合、数据生命周期管理、存储资源管理,容灾、备份与数据永久保存解决方案
 
 
微软
 SQL SERVER2005第二版
 2004年12月
 Transact-SQL的增加功能;对.net的支持;支持W3C标准XQuery语言的子集,并提供原生XML支持
 SQL SERVER2005正式版(代号yukon),2005年6月份
 同左测试版
 
SYBASE
 ASE15.0测试版
 2004年10月
 在存储层提供了本地数据加密功能;本地XML处理,实时消息和本地WEB services深层支持
 ASE15.0正式版,2005年第二季
 加强了可伸缩性和自我管理的能力,更好的SOA支持
 
MYSQL AB
 MYSQL5.0测试版
 2005年1月
 全面支持触发器,存储过程和视图
 MYSQL5.0正式版,2005年内
 同左测试版
 

 从上面列表中,很容易看出各大厂商在数据库产品上竞争的焦点。对比新产品的特性,我们不难发现,其实这两个产品所宣传和竞争的焦点也日趋一致;自主管理,集群系统,辅助商业智能。而这些也正代表着未来数据库的发展方向。

关于市场份额的争论,IDC和Gartner的调查统计数据很有意思,前者一直(2003年,2004年)认为Oracle公司是数据库之王,而后者却认为IBM公司才是数据库领域的老大。

许多年前,一个能够在Solaris上安装Oracle数据库并能够调整性能的人,会被称为专家。而今天,一切都将变得更加容易,即便是要实施复杂的集群系统。减少DBA的工作负担,让数据库自我管理和调整性能,成了数据库发展的一大目标。在这些方面,不管是从产品概念还是具体功能的实现上,IBM和Oracle无疑走在了市场的前面。

另一个比较重要的方向就是集成商业智能软件和提供更多的基于数据库的内容管理软件和行业服务软件包。IBM DB2内容管理器软件就是这方面的例子。IBM的DB2内容管理软件年增长率达到31%,信息集成软件业务在2004年增加了221%。

2005年即将推出的数据库重要版本有微软公司的YUKON(SQL SERVER2005)最大开源数据库MYSQL 5.0版。微软公司的SQL SERVER尽管在易管理和易用性方面首屈一指,但在数据库市场上想要战胜IBM和Oracle还要花费一番功夫,特别是符合企业高端应用的性能问题方面,更是难度不小。

一月份,MYSQL推出了5.0的测试版本,该版本中增加了存储过程,触发器等许多激动人心的功能。这是一个面向企业应用水平的开源数据库测试版本,为2005年即将发布的正式版铺平道路。未来开源数据库软件将被归属于两大范畴:一是易于使用且功能强大的产品,另一种是达到企业应用水平的产品,MYSQL显然正在向这两个目标高歌猛进。功能日趋完善的开源数据库产品开始让Oracle、IBM以及微软几大数据库厂商如坐针毡,无疑MYSQL会成为他们共同的敌人。特别是占据大部分中小企业份额的微软,在未来一年内将会受到来自于MYSQL的最直接冲击。

对于类似于全球500强这样的大型企业及其关键应用,他们的数据平台短期内一般不会面临迁移的问题,即便是有新的项目实施,企业多半也会选择已在使用的数据库软件,或考虑成本的原因,使用免费和开源产品。换句话说,这一部分市场份额的瓜分已经成为定局。剩下的是对许多中小型企业市场的占领,在这一点上,尽管IBM和Oracle都推出了一些适合中小企业消费的版本,但还是需要尽快改变其“;数据库贵族”;的印象。

另一个问题是特定领域的数据库产品。比如,针对嵌入式领域小型设备上使用的数据产品也将成为新的热点。据了解,2005年Sybase公司会有此方面的投入。

三、四大数据库特点比较

    IBM、Oracle、Sybase和Microsoft等有实力的公司相继(通过收购或研发的途径)推出了自己的数据库解决方案,BO和Brio等专业软件公司也在前端在线分析处理工具市场上占有一席之地。下面针对这些数据库解决方案的性能和特点做分析和比较。

  IBMIBM公司提供了一套基于可视数据库的商业智能(BI)解决方案,包括:Visual Warehouse(VW)、Essbase/DB2 OLAP Server 5.0、IBM DB2 UDB,以及来自第三方的前端数据展现工具(如BO)和数据挖掘工具(如SAS)。其中,VW是一个功能很强的集成环境,既可用于数据库建模和元数据管理,又可用于数据抽取、转换、装载和调度。Essbase/DB2 OLAP Server支持“;维”;的定义和数据装载。Essbase/DB2 OLAP Server不是ROLAP(Relational OLAP)服务器,而是一个(ROLAP和MOLAP)混合的HOLAP服务器,在Essbase完成数据装载后,数据存放在系统指定的DB2 UDB数据库中。

  严格说来,IBM自己并没有提供完整的数据库解决方案,该公司采取的是合作伙伴战略。例如,它的前端数据展现工具可以是Business Objects的BO、Lotus的Approach、Congas的Impromptu或IBM的Query Management Facility;多维分析工具支持Arbor Software的Essbase和IBM(与Arbor联合开发)的DB2 OLAP服务器;统计分析工具采用SAS系统。

  OracleOracle数据库解决方案主要包括Oracle Express和Oracle Discoverer两个部分。Oracle Express由四个工具组成:Oracle Express Server是一个MOLAP (多维OLAP)服务器,它利用多维模型,存储和管理多维数据库或多维高速缓存,同时也能够访问多种关系数据库;Oracle Express Web Agent通过CGI或Web插件支持基于Web的动态多维数据展现;Oracle Express Objects前端数据分析工具(目前仅支持Windows平台)提供了图形化建模和假设分析功能,支持可视化开发和事件驱动编程技术,提供了兼容Visual Basic语法的语言,支持OCX和OLE;Oracle Express Analyzer是通用的、面向最终用户的报告和分析工具(目前仅支持Windows平台)。Oracle Discoverer即席查询工具是专门为最终用户设计的,分为最终用户版和管理员版。

  在Oracle数据库解决方案实施过程中,通常把汇总数据存储在Express多维数据库中,而将详细数据存储在Oracle关系数据库中,当需要详细数据时,Express Server通过构造SQL语句访问关系数据库。但目前的Express还不够灵活,数据库设计的一个变化往往导致数据库的重构。另外,目前的Oracle 8i和Express 之间集成度还不够高,Oracle 8i和Express之间需要复制元数据,如果Oracle Discoverer(或BO)需要访问汇总数据,则需要将汇总数据同时存放在Oracle和Express中,系统维护比较困难。

  SybaseSybase提供的数据库解决方案称为Warehouse Studio,包括数据库的建模、数据抽取与转换、数据存储与管理、元数据管理以及可视化数据分析等工具。其中,Warehouse Architect是Power Designer中的一个设计模块,它支持星形模型、雪花模型和ER模型;数据抽取与转换工具包括Power Stage、Replication Server、Carleton PASSPORT,Power Stage是Sybase提供的可视化数据迁移工具。

    Adaptive Server Enterprise是Sybase企业级关系数据库,Adaptive Server IQ是Sybase公司专为数据库设计的关系数据库,它为高性能决策支持系统和数据库的建立作了优化处理,Sybase IQ支持各种流行的前端展现工具(如Congas Impromptu、Business Objects、Brio Query等);数据分析与展现工具包括Power Dimensions、English Wizard、Info Maker、Power Dynamo等,Power Dimensions是图形化的OLAP分析工具,它支持SMP和多维缓存技术,能够集成异构的关系型数据库和分布式数据集市,从而形成单一的、新型的多维模式;数据库的维护与管理工具包括Warehouse Control Center、Sybase Central、Distribution Director,其中Warehouse Control Center是为数据库开发人员提供的元数据管理工具。

  Sybase提供了完整的数据库解决方案Quick Start Data Mart,具有良好的性能,并支持第三方数据展现工具。从Quick Start Data Mart的名称不难看出,它尤其适合于数据集市应用。另外,Sybase可以提供面向电信、金融、保险、医疗保健这4个行业的客户关系管理(CRM)产品,在这4个产品中,有80%的功能是共性的,有20%的功能需要Sybase与合作伙伴针对不同需求共同开发。

  MicrosoftMicrosoft将OLAP功能集成到Microsoft SQL Server 7.0中,提供可扩充的基于COM  的OLAP接口。它通过一系列服务程序支持数据库应用。数据传输服务DTS(Data Transformation Services)提供数据输入/输出和自动调度功能,在数据传输过程中可以完成数据的验证、清洗和转换等操作,通过与Microsoft Repository集成,共享有关的元数据;Microsoft Repository存储包括元数据在内的所有中间数据;SQL Server OLAP Services支持在线分析处理;PivotTable Services提供客户端OLAP数据访问功能。

  通过这一服务,开发人员可以用VB或其他语言开发用户前端数据展现程序,PivotTable Services还允许在本地客户机上存储数据;MMC(Microsoft Management Console)提供日程安排、存储管理、性能监测、报警和通知的核心管理服务;Microsoft Office 2000套件中的Access和Excel可以作为数据展现工具,另外SQL Server还支持第三方数据展现工具。

  虽然国内有很多大学和研究机构从事数据库技术的研究,但到目前为止,国内基本上没有成熟的数据库解决方案。

 

四、国产数据库的发展与前途

    数据库管理系统是我国信息化建设中需求量最大、应用最广泛的基础性软件之一。早在第七个五年计划期间,国家就高度关注并开展该类基础性软件技术的研制工作。“;十五”;期间,国家科学技术部设立了国产数据库重大专项,资金支持达2亿元人民币。在政府的大力扶持下,国产数据库管理系统从无到有、从小到大,经历了十几年的风风雨雨,虽有长足进步,但仍不尽如人意。据统计,国外厂商已经垄断了我国90%以上的数据库市场。其中的症结何在?面对诸如Oracle、Microsoft 等国际顶尖级软件企业的强势垄断,具有自主知识产权的国产数据库软件的发展现状如何?是否还有生存空间?怎样才能发展壮大?

    国内技术人员过分关注和迷信新技术、新版本,不断跟踪国外产品的升级版本,因此长期被外国人牵着鼻子走;决策领导怕为使用国产数据库承担风险责任,致使每年几十亿的市场拱手让给外国公司;由于先入为主、对市场的强势垄断,以及文化和观念等原因,使国产数据库的市场拓展举步维艰。可见,目前国产数据库产品与国外产品的最大差距在于商品化和产业化程度。这个差距只有通过大量的应用才能不断缩小。如果过分追求技术上的先进,总想等产品十全十美后再推向市场,最终势必把市场丢掉。国内很多企业都为此付出过高昂的学费。

    数据库作为信息化工程和大型信息系统的核心软件,如果源代码控制在外国人手里,其安全性就会受到极大威胁。我国政府出于国家民族利益的要求,近年来一直倾力支持国产软件,在加大资金支持力度的同时,出台了一系列法规性和指导性文件,为软件企业发展营造了良好的环境。如2000年的国务院办公厅18号文:《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》;2003年的国务院办公厅47号文:《振兴软件行动纲要》;2004年5月的国务院办公厅41号文,要求各级政府停止使用盗版软件,推荐使用国产优秀软件。

    这些,都为国产软件的研究、开发和推广应用提供了难得的契机。但是,国产软件的快速健康发展,一方面有待于加大政策的贯彻执行力度;另一方面,成功的关键还在于软件企业自身要把握机遇、奋发图强。对于数据库这样投资大、周期长的行业,创业初期,如果没有国家的扶植,随时都可能死掉。但如果长期依赖国家支持而不走向市场、参与竞争,就会像断不掉奶的孩子,还是不可能有所作为。

    国内数据库公司必须在技术上,坚持自主研究开发技术体系的基础上,吸收借鉴开放源代码等国外的先进技术和算法,结合网格、地理信息等尖端技术,不断优化数据库系统。市场上,采取广种薄收、薄利多销的策略,加大国产数据库在各个领域的广泛应用,让各个行业了解、使用国产数据库产品,特别是军事领域。国外许多数据库公司都是靠着军方的支持才得以发展。在加强数据库系统兼容性和保密性的基础上,争取军队的真正应用和列装,尤其是在“;军用通用平台”;建设中要占领一席之地。企业发展策略上,本着先做强再做大的原则,发挥自身优势,靠特色创新和优质服务,在重点领域做好企业,然后再逐步扩大战果,稳步做大企业。

    当前,国产数据库技术与产品已经有了长足的进步。以武汉达梦的DM4为例,在功能、性能、各种标准符合率等方面与国外数据库产品作了测试和比较。结果表明,在功能上(除网上功能外),DM4与ORACLE9i,SQLserver2000基本相当;在安全性、全文检索、多媒体、空间数据、跨平台互动方面,DM4有其明显的特点;从标准符合率上看,国产数据库表现非常好的;从性能上看,对联机事务处理类型和电子商务类型的应用,DM4与SQLsever2000基本相当,并明显优于ORACLE9i。可见,国产数据库的技术水平已经不是症结所在。

    国产软件的商品化和产业化进程将是一个系统工程,要靠全社会的共同努力,包括国家、企业、客户、媒体结成统一战线,才有可能取得胜利。国产数据库的发展也像抗日战争一样,不可能速胜。因为竞争对手太强大,我们太弱小。但是,国产数据库一定会走向成功。因为经过几个五年计划的努力,国产数据库已经进入攻坚阶段。面对强敌,我们在战略上要藐视,但在战术上要重视,要有正确的发展策略和措施。首先,国家要加大各项相关鼓励政策和措施的执行力度,为企业发展营造市场空间。加大对数据库等基础软件产品化的投入力度;严厉打击盗版,鼓励使用正版软件;贯彻执行《政府采购法》,从观念和市场上为国产软件创造更多的应用和市场机会。其次,国内企业要采取正确的技术路线和市场策略。要学习包括开放源代码在内的所有国外的先进技术和优秀算法,设计完全自主知识产权和技术体系的数据库系统;要加强企业自身技术力量,加快提高产品的可靠性、安全性和易用性;要结合企业自身的优势和特点,对市场细分定位,采取市场差异化战略,在重点领域、重点地区取得突破;要结合应用领域和市场现状,积极做好售后的技术支持服务。第三,国内企业在公平竞争的同时,还要加强多方面的合作。市场竞争是企业发展的源动力,但国产数据库所面对的竞争决非一般。与国外相比,我们个个都很弱小,即使全体加在一起,在财力和物力上也顶不上国外数据库厂商的十分之一。所以,我们要团结以来,在战略策略上达成共识,优势互补、强强联合,共同应对国外的强势竞争。第四,结合军事领域的特殊需求,重点突破,服务于国防信息化建设。由于安全性和保密性的特殊需求,军队对于软件的自主知识产权要求紧迫。为此,要进一步加强国产数据库的安全性和兼容性,努力做好跨平台的互连互通;要积极跟踪国外先进技术,加紧开发高安全等级数据库、网格数据库、地理信息数据库、多媒体数据库和数据仓库等新产品;要进一步优化用户界面,加强数据库系统的可靠性等。

    我们相信,把握好产业方向,了解同行,准备定位自己,无论对于拼搏中的个人开发者还是以生存和赢利为基准的企业,都有着相当重要的意义。

    看准前行方向,理清关键所在,让我们一起播种希望。

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