Объектно-реляционные базы данных: прошедший этап или недооцененные возможности?

С.Д. Кузнецов
Институт системного программирования РАН

1. Введение

2. Понятие объектно-реляционных баз данных

3. Первые реализации

3.1 Informix Universal Server

3.1.1 Интеллектуальные большие объекты

3.1.2 Определение новых базовых типов данных

3.1.3 Составные типы данных

3.1.4 Модули DataBlade

3.2 Oracle8

3.2.1 Объектные типы и объектные таблицы

3.2.2 Типы коллекций в Oracle8

3.3 DB2 Universal Database

3.3.1 Базовые идеи объектно-реляционных расширений DB2

3.3.2 Дополнительные объектно-реляционные возможности DB2 UDB

4. Коротко о предпосылках ОРСУБД

5. ОРСУБД и стандарт языка SQL

5.1 SQL как модель данных

5.2 Объектная подмодель SQL

6. Проблемы и перспективы ОРСУБД

7. Заключение

Литература

1. Введение

Эпоха объектно-реляционных баз данных началась десять лет назад, когда в декабре 1996 года компания Informix выпустила объектно-реляционную систему управления базами данных (ОРСУБД) Informix Universal Server. Вслед за ней в 1997 г. на рынке появились ОРСУБД компаний Oracle (Oracle8) и IBM (DB2 Universal Database). В течение примерно трех лет новая технология интенсивно обсуждалась. Многим (включая меня) в то время казалось, что ОРСУБД в корне изменят способы проектирования и разработки приложений баз данных.

Однако постепенно шум вокруг ОРСУБД затих. До конца 1990-х гг. Informix, Oracle и IBM совершенствовали свои ОРСУБД. В 1999 г. появился стандарт SQL:1999 [1], в котором были зафиксированы объектные расширения языка SQL. И, наконец, после выхода в 2003 г. стандарта SQL:2003 [2], уточнившего и дополнившего SQL:1999, в сообществе баз данных окончательно перестали обсуждать объектно-реляционную технологию баз данных.

Что это означает? Оказалось ли дитя мертворожденным? Или же наш мир еще не готов к приходу нового мессии? Я не знаю, многих ли в мире сейчас это волнует, но мне кажется, что тема заслуживает обсуждения. Слишком много материальных и интеллектуальных ресурсов затратило человечество на разработку ОРСУБД, чтобы можно было позволить себе о них забыть. Слишком много полезных возможностей кроется в объектно-реляционном подходе, чтобы проектировщики и разработчики приложений баз данных могли с чистой совестью им пренебрегать.

В этой статье я хочу, прежде всего, обсудить общее понятие объектно-реляционных баз данных. Затем я коротко проанализирую основные черты и различия первых версий ОРСУБД компаний Informix, Oracle и IBM. Далее мы обсудим (снова очень кратко) предпосылки появления ОРСУБД. В следующем разделе части статьи будут рассмотрены наиболее важные аспекты языка SQL, имеющие отношение к организации объектно-реляционных баз данных и управлению ими. Моя позиция состоит в том, что на сегодняшний день в стандарте языка SQL зафиксирована некоторая законченная модель данных, во многих отношениях близкая к реляционной модели данных, но в целом существенно от нее отличающаяся. Разработчики стандарта SQL выделяют «объектную» подмодель данных. Интересным вопросом является то, насколько эта подмодель гармонична общей модели языка. Наконец, мы рассмотрим, как реально используются ОРСУБД в настоящее время, и что препятствует их более широкому использованию. В действительности, по моему мнению, имеется несколько проблем, от решения которых зависит будущее ОРСУБД. Хочется надеяться, что эти проблемы удастся решить.

2. Понятие объектно-реляционных баз данных

Термин объектно-реляционные базы данных стал известен широким массам разработчиков и пользователей систем баз данных после выпуска компанией Informix в конце 1996 г. своего нового продукта Informix Universal Server (IUS). Компания Informix смогла быстро разработать IUS благодаря приобретению компании Illustra и переходу на работу в Informix ее основателя Майкла Стоунбрейкера. По сути дела, IUS был получен в результате «скрещивания» основного серверного продукта Informix Dynamic Server и СУБД Illustra.

В свою очередь, компания Illustra была основана, в основном, с целью коммерциализации известной СУБД Postgres, разработанной под руководством Майкла Стоунбрейкера в Калифорнийском университете в г. Беркли. (На основе Postgres позднее была создана СУБД PostrgreSQL, являющаяся в настоящее время одной из наиболее популярных СУБД категории Open Source.) Как известно, проект Postgres во многом представлял собой продолжение с использованием ряда новых идей (развитая система правил, поддержка темпоральных данных и т.д.) раннего проекта Майкла Стоубрейкера Ingres.

Уже в Ingres можно было заметить некоторые черты, которые в наше время многими принято относить к числу объектных (в частности, зачаточные возможности определения пользователями новых типов данных). Однако Стоунбрейкер не называл ни Ingres, ни Postgres объектно-реляционными системами. По отношению к Postgres он использовал эпитет «СУБД следующего поколения». Стоунбрейкер начал называть ОРСУБД только систему Illustra, которая, по сути, отличалась от Postgres только поддержкой языка SQL.

Тем самым, исторически IUS стало возможно именовать объектно-реляционной СУБД именно по той причине, что эта система основывалась на Illustra, которая уже называлась объектно-реляционной. Однако значит ли это, что IUS можно считать некоторой эталонной моделью ОРСУБД, а Майкла Стоунбрейкера – отцом этого термина и направления в целом? С моей точки зрения, это было бы неверно. Во-первых, как мы покажем в разд. 4, у объектно-реляционного подхода имеются и другие предпосылки. Во-вторых, в разд. 3 мы кратко продемонстрируем, что в IUS имелись некоторые особенности (большей частью, весьма полезные), которые делают эту систему не слишком пригодной в качестве эталонной модели.

Так что же такое ОРСУБД? Что такое объектно-реляционная база данных? Если не зафиксировать какое-либо конкретное понимание этих терминов, то, очевидно, рассуждения на их тему становятся бессмысленными. Заметим, что банальное житейское толкование термина ОРСУБД как традиционной реляционной СУБД, расширенной основными объектными возможностями, является опасно упрощенным и искажающим действительность. Во-первых, имеющиеся сегодня на рынке ОРСУБД не являются «традиционными реляционными», поскольку в них не поддерживается реляционная модель данных. Они основаны на другой модели данных, представленной в стандарте языка SQL. Во-вторых, объектный мир определен в целом настолько расплывчато и нечетко, что невозможно однозначно говорить об основных объектных возможностях.

Поэтому в данной статье я не буду пытаться приводить сжатые дефиниции ОРСУБД. С моей точки зрения, сегодня под ОРСУБД следует понимать системы, которые следуют духу Манифеста систем баз данных третьего поколения [3] и букве стандартов SQL:1999 и SQL:2003 [1-2]. В качестве примеров реализаций ОРСУБД можно использовать Oracle (начиная с Oracle 9i) и IBM DB2 (начиная с версии 7).

Оглавление   Вперед