The OpenNET Project / Index page

[ новости/++ | форум | wiki | теги ]

Каталог документации / Раздел "Базы данных, SQL" (Архив | Для печати)

Что такое PostgreSQL ?


Автор: Олег Бартунов
Оригинал: www.sai.msu.su/~megera
PostgreSQL - это свободно распространяемая объектно-реляционная система управления базами данных (ORDBMS), наиболее развитая из открытых СУБД в мире и являющаяся реальной альтернативой коммерческим базам данных.
PostgreSQL произносится как post-gress-Q-L (можно скачать mp3 файл postgresql.mp3), в разговоре часто употребляется postgres (пост-гресс). Также, употребляется сокращение pgsql (пэ-жэ-эс-ку-эль).

История развития PostgreSQL

Краткую историю PostgreSQL можно прочитать в документации, распространяемой с дистрибутивом или на сайте. Также, есть перевод на русский язык. Из нее следует, что современный проект PostgreSQL ведет происхождение из проекта POSTGRES, который разрабатывался под руководством Майкла Стоунбрейкера (Michael Stonebraker), профессора Калифорнийского университета в Беркли (UCB). Мне захотелось несколько подробнее показать взаимосвязи родословных баз данных, чтобы лучше понять место PostgreSQL среди основных игроков современного рынка баз данных.

Я попытался графически ( большая версия картинки откроется в новом окне) отобразить все наиболее заметные RDBMS и связи между ними и приблизительно привел даты их создания и конца. Пересечение объектов означает поглощение, при этом поглощаемый объект более бледен и не окантован. Знак доллара означает, что база данных является коммерческой. При этом, я основывался на информации, доступной в интернете, в частности в Wikipedia, в научных статьях, которые я читал и комментариях непосредственных пользователей БД, которые я получил после публикации этой картинки в интернете.

Надо сказать, что несмотря на то, что вся история реляционных баз данных насчитывает менее 4 десятков лет, многие факты из истории создания трактуются по-разному, даты не согласуются, а сами участники событий зачастую просто вольно трактуют прошлое.Здесь надо принимать во внимание тот факт, что базы данных - это большой бизнес, в котором развитие одних БД часто связано с концом других. Кроме того, БД в то время были предметом научных исследований, поэтому приоритетность работ является не последним аргументом при написании воспоминаний и интервью. Наверное, учитывая такую запутанность, премия ACM Software System Award #6 была присуждена одновременно двум соперничающим группам исследователей из IBM за работу над "System R" и Беркли - за INGRES, хотя Стоунбрейкер получил награду от ACM SIGMOD (сейчас это премия названа в честь Теда Кодда - автора реляционной теории баз данных) #1 в 1992 г., а Грей (James Gray, Microsoft) - #2 в 1993 году.

Итак, как следует из рисунка, видно две ветви развития баз данных - одна следует из "System R", которая разрабатывалась в IBM в начале 70-х, и другая из проекта "INGRES", которым руководил Стоунбрейкер приблизительно в тоже время. Эти два проекта начались как необходимость практического использования реляционной модели баз данных, разработанной Тедом Коддом (Ted Codd) из IBM в 1969,1970 годах. Надо помнить, что в то время имелось две альтернативные модели баз данных - сетевая и иерархическая, причем за ними стояли мощные силы - CODASYL Data Base Task Group (сетевая) и сама IBM с ее базой IMS (Information Management System с иерархической моделью данных). Немного в стороне стоит "Oracle", взлет которой во многом связан с коммерческим талантом Эллисона быть в нужном месте и в нужное время, как сказал Стоунбрейкер в своем интервью, хотя она вместе с IBM сыграла большую роль в создании и продвижении SQL.

"System R" сыграла большую роль в развитии реляционных баз данных, создании языка SQL (изначально SEQUEL, но из-за проблем с уже существующей торговой маркой пришлось выкинуть все гласные буквы). Из "System R" развилась SQL/DS и DB2. На самом деле, в IBM было еще несколько проектов, но они были чисто внутренними. Подробнее об этой ветви можно прочитать в весьма поучительном документе "The 1995 SQL Reunion: People, Projects, and Politics", русский перевод которого доступен по адресу www.citforum.ru/database/digest/sql1.shtml.

INGRES (или Ingres89), в отличие от "System R", вполне в духе Беркли развивалась как открытая база данных, коды которой распространялись на лентах практически бесплатно (оплачивались почтовые расходы и стоимость ленты). К 1980 году было распространено порядка 1000 копий. Название расшифровывается как "INteractive Graphics Retrieval System" и совершенно случайно связано с французским художником Jean Auguste Dominique Ingres. Отличительной особенностью этой системы являлось то, что она разрабатывалась для операционной системы UNIX, которая работала на распространенных тогда PDP 11, что и предопределило ее популярность, в то время как "System R" работала только на больших и дорогих mainframe. Был разработан язык запросов QUEL, который, как писал Стоунбрейкер, похож на SEQUEL в том отношении, что программист свободен от знания о структуре данных и алгоритмах, что способствует значительной степени независимости от данных. Доступность INGRES и очень либеральная лицензия BSD, а также творческая деятельность, способствовали появлению большого количества реляционных баз данных, как показано на рисунке.

Стоунбрейкер лично способствовал их появлению, так он конце 70-х он организовал компанию Ingres Corporation (как он сам объясняет, ему пришлось на это пойти, так как Аризонский университет, потребовал поддержки), которая выпустила коммерческую версию Ingres, в 1994 году она была куплена CA (Computer Associates) и которая в 2004 году стала открытой как Ingres r3.

"NonStop SQL" компании Tandem Computers являлась модифицированной версией Ingres, которая эффективно работала на параллельных компьютерах и с распределенными данными. Она умела выполнять запросы параллельно и масштабировалась почти линейно с количеством процессоров. Ее авторами были выпускники из Беркли. Впоследствии, Tandem Computers была куплена компанией Compaq (2000 г.), а затем компанией HP.

Компания Sybase тоже была организована человеком из Беркли (Роберт Эпстейн) и на основе Ingres. Известно, что база данных компании Мaйкрософт "SQL Server" - это не что иное как база данных Sybase, которая была лицензирована для Windows NT. С 1993 года пути Sybase и Mirosoft разошлись и уже в 1995 году Sybase переименовывает свою базу данных в ASE (Adaptive Server Enterprise), а Microsoft стала продолжать развивать MS SQL.

Informix тоже возник из Ingres, но на это раз людьми не из Беркли, хотя Стоунбрейкер все-таки поработал в ней CEO после того, как Informix купила в 1995 году компанию Ilustra, чтобы прибавить себе объектно-реляционности и расширяемости (DataBlade), которую организовал все тот же Майкл Стоунбрейкер как результат коммерциализации Postgres в 1992 году. В 2001 году она была куплена IBM, которая приобретала немалое количество пользователей Informix и технологию. Таким образом, DB2 также приобрела немного объектно-реляционности.

Проект Postgres возник как результат осмысления ошибок Ingres и желания преодолеть ограниченность типов данных, за счет возможности определения новых типов данных. Работа над проектом началась в 1985 и в период 1985-1988 было опубликовано несколько статей, описывающих модель данных, язык запросов POSTQUEL, и хранилище Postgres.

Еще при проектировании оригинальной версии POSTGRES основное внимание было уделено расширяемости и объектно-ориентированным возможностям. Уже тогда было ясна необходимость расширения функциональности DMBS от управления данными (data management) в сторону управления объектами (object management) и знаниями (knowledge management). При этом объектная функциональность позволит эффективно хранить и манипулировать нетрадиционными типами данных, а управление знаниями позволяет хранить и обеспечивать выполнения коллекции правил (rules), которые несут семантику приложения. Стоунбрейкер так и определил основную задачу POSTGRES как "обеспечить поддержку приложений, которые требуют службы управления данными, объектами и знаниями".

Одним из фундаментальным понятием POSTGRES является class. Class есть именованная коллекция экземпляров (instances) объектов. Каждый экземпляр имеет коллекцию именованных атрибутов и каждый атрибут имеет определенный тип. Классы могут быть трех типов - это основной класс, чьи экземпляры хранятся в базе данных, виртуальный (view), чьи экземпляры материализуются только при запросе (они поддерживаются системой управления правилами), и может быть версией другого (parent) класса.

Первая версия была выпущена в 1989 году, затем последовало еще несколько переписываний системы правил (rule system). Отметим, что коды Ingres и Postgres не имели ничего общего ! В 1992 году была образована компания Illustra, а сам проект был закрыт в 1993 году выпуcком версии 4.2. Однако, несмотря на официальное закрытие проекта, открытый код и BSD лицензия сподвигли выпускников Беркли Andrew Yu и Jolly Chen в 1994 году взяться за его дальнейшее развитие. В 1995 году они заменили язык запросов POSTQUEL на общепринятый SQL, проект получил название Postgres95, изменилась нумерация версий, был создан веб сайт проекта и появились много новых пользователей (среди которых был и автор).

К 1996 году стало ясно, что название "Postgres95" не выдержит испытанием временем и было выбрано новое имя - "PostgreSQL", которое отражает связь с оригинальным проектом POSTGRES и приобретением SQL. Также, вернули старую нумерацию версий, таким образом новая версия стартовала как 6.0. В 1997 был предложен слон в качестве логотипа, сохранилось письмо в архивах рассылки -hackers за 3 марта 1997 года и последующая дискуссия. Слон был предложен Дэвидом Янгом в честь романа Агаты Кристи "Elephants can remember" (Слоны могут вспоминать). До этого, логотипом был бегущий леопард (ягуар). Проект стал большой и управление на себя взяла небольшая вначале группа инициативных пользователей и разработчиков, которая и получила название PGDG (PostgreSQL Global Development Group). Дальнейшее развитие проекта полностью документировано в документации и отражено в архивах списка рассылки -hackers.

Что есть PostgreSQL сегодня ?

На сегодняшний день выпущена версия PostgreSQL v8 (19 января 2005 года), которая является значительным событием в мире баз данных, так как количество новых возможностей добавленных в этой версии, позволяет говорить о возникновении интереса крупного бизнеса как в использовании, так и его продвижении. Так, крупнейшая компания в мире, Fujitsu поддержала работы над версией 8, выпустила коммерческий модуль Extended Storage Management. Либеральная BSD-лицензия позволяет коммерческим компаниям выпускать свои версии PostgreSQL под своим именем и осуществлять коммерческую поддержку. Например, компания Pervasive объявила о выпуске Pervasive Postgres.

PostgreSQL поддерживается на всех современных Unix системах (34 платформы), включая наиболее распространенные, такие как Linux, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, SunOS, Solaris, DUX, а также под Mac OS X. Начиная с версии 8.X PostgreSQL работает в "native" режиме под MS Windows NT, Win2000, WinXP, Win2003. Известно, что есть успешные попытки работать с PostgreSQL под Novell Netware 6 и OS2.

Основные возможности и функциональность

Полный список всех возможностей предоставляемых PostgreSQL и подробное описание можно найти в объемной документации (1300 страниц).

Некоторые ограничения PostgreSQL

НазваниеЗначение
Максимальный размер БДUnlimited
Максимальный размер таблицы32 TB
Максимальная длина записи1.6 TB
Максимальный длина атрибута1 GB
Максимальное количество записей в таблицеUnlimited
Максимальное количество атрибутов в таблице250 - 1600 в зависимости от типа атрибута
Максимальное количество индексов на таблицуUnlimited

Сводная таблица основных реляционных баз данных

За основу взяты данные из Wikipedia

НазваниеASEDB2FireBirdInterBaseMS SQLMySQLOraclePostgreSQL
ACIDYesYes Yes Yes Yes Depends1 Yes Yes
Referential integrityYesYes Yes Yes Yes Depends1 Yes Yes
TransactionYesYes Yes YesYes Depends1 Yes Yes
UnicodeYesYes Yes Yes Yes Yes Yes Yes
SchemaYesYes Yes Yes Yes No Yes Yes
Temporary tableNoYes No Yes Yes Yes Yes Yes
ViewYesYes Yes Yes Yes No Yes Yes
Materialized viewNoYes No No No No Yes No3
Expression indexNoNo No No No No YesYes
Partial indexNoNo No No No No NoYes
Inverted indexNoNo No No No Yes NoNo
Bitmap indexNoYes No No No No YesNo
DomainNoNo Yes Yes No No Yes Yes
CursorYesYes Yes Yes Yes No Yes Yes
User Defined FunctionsYesYes Yes Yes Yes No4 Yes Yes
TriggerYesYes Yes Yes Yes No4 Yes Yes
Stored procedureYesYes Yes Yes Yes No4 Yes Yes
TablespaceYesYes No ? Yes No1 Yes Yes
НазваниеASEDB2FireBirdInterBaseMS SQLMySQLOraclePostgreSQL

Замечания:

Что ожидается в будущих версиях

Полный список новых возможностей приведен в большом списке TODO, который уже много лет поддерживает Брюс Момжан (Bruce Momjian), однако приоритеты для версии 8.1 еще не определены, более того, пока не определен продолжительность цикла разработки. Пока можно достаточно уверенно утверждать, что в 8.1 версии, помимо исправлений ошибок и улучшения существующей функциональности или приведение синтаксиса к стандарту SQL, будут: Также, недавно проходило обсуждение о возможных планах о поддержке table partitioning, что сильно увеличивает производительность базы данных при работе с большими таблицами.

PGDG - PostgreSQL Global Development Group

PostgreSQL развивается силами международной группы разработчиков (PGDG), в которую входят как непосредственно программисты, так и те, кто отвечают за продвижение PostgreSQL (Public Relation), за поддержание серверов и сервисов, написание и перевод документации, всего на 2005 год насчитывается около 200 человек. Другими словами, PGDG - это сложившийся коллектив, который полностью самодостаточен и устойчив. Проект развивается по общепринятой среди открытых проектов схеме, когда приоритеты определяются реальными нуждами и возможностями. При этом, практикуется публичное обсуждение всех вопросов в списке рассылке, что практически исключает возможность неправильных и несогласованных решений.

Это относится и к тем предложениям, которые уже имеют или рассчитывают на финансовую поддержку коммерческих компаний.

Цикл разработки

Цикл работой над новой версией обычно длится 10-12 месяцев (сейчас ведется дискуссия о более коротком цикле 2-3 месяца) и состоит из нескольких этапов (упрощенная версия):

На карте обозначены точки, где живут и работают члены PGDG, оригинальная версия с большей функциональностью находится на официальном сайте разработчиков.

Структура

Кроме PGDG, значительное участие в развитии PostgreSQL принимает некоммерческая организация "The PostgreSQL Foundation", созданная для продвижения и поддержки PostgreSQL. Сайт фонда находится по адресу www.thepostgresqlfoundation.org.

Спонсорская помощь на развитие PostgreSQL поступает как от частных лиц, так и от коммерческих компаний, которые:

Кроме того, некоторые разработки поддерживаются государственными фондами, например, Российский Фонд Фундаментальных Исследований.

Где используется

Если изначально POSTGRES использовался в основном в академических проектах для исследования алгоритмов баз данных, в университетах как отличная база для обучения, то сейчас PostgreSQL применяется практически повсеместно. Например, зоны .org, .info полностью обслуживаются PostgreSQL, известны многотерабайтные хранилища астрономических данных, Lycos, BASF. Из российских проектов, использующих PostgreSQL, наиболее известными является портал Рамблер, в разработке которого я принимал участие в 2000-2002 годах, федеральные порталы Минобразования.

Сообщество

Сообщество PostgreSQL состоит из большого количества пользователей, объединенных разными интересами, такими как участие в разработке, поиск советов, решений, возможность коммерческого использования.

Поддержка

Разработка

Для проектов, имеющих отношение к PostgreSQL, предоставляется возможность размещать их на специальных сайтах, поддерживаемые PGDG и предоставляющие практически все, необходимые для разработчиков, сервисы:

Заключение

PostgreSQL является полнофункциональной объектно-реляционной СУБД, готовой для практического использования. Ее функциональность и надежность обусловлены богатой историей развития,профессионализмом разработчиков и технологией тестирования, а ее перспективы заложены в ее расширяемости и свободной лицензии.

Благодарности

Автор благодарит русскоязычное сообщество за критику и дополнения, Российский Фонд Фундаментальных Исследований (РФФИ) за поддержку гранта 05-07-90225-в.

Текст написан Олегом Бартуновым в 2005 году, поправки и комментарии приветствуются.


Краткая справка:

Олег Бартунов (основная специальность астроном, работает в ГАИШ МГУ) является членом PGDG (основной разработчик) с 1996 года, был в числе основателей компании "GreatBridge", является членом "The PostgreSQL Foundation". Помимо использования PostgreSQL в проектах (самые известные - этo портал Рамблер, Научная Сеть, Астронет), он в 1996 году добавил поддержку locale в PostgreSQL, затем совместно с Федором Сигаевым (компания Delta-Soft) занимался поддержкой и разработкой GiST в PostgreSQL, на основе которого были разработаны такие популярные модули как полнотекстовый поиск, работа с массивами, поиск с ошибкам, поддержка иерархических данных. Соавтор свободного полнотекстового поиска для PostgreSQL OpenFTS. Является автором и создателем (совместно с Федором Сигаевым) сайта pgsql.ru. Занимается продвижением PostgreSQL для использования в астрономии, в частности, для работы с очень большими астрономическими каталогами, проект pgSphere - хранение данных со сферическими координатами и индексные методы доступа к ним.


  Закладки на сайте
  Проследить за страницей
Created 1996-2017 by Maxim Chirkov  
ДобавитьРекламаВебмастеруГИД  
Hosting by Ihor