субд postgresql что это

Чем PostgreSQL лучше других SQL баз данных с открытым исходным кодом. Часть 1

Сегодня давайте поговорим о преимуществах Postgres перед другими системами с открытым кодом. Эту тему мы обязательно раскроем более подробно на PG Day’16 Russia, до которой осталось всего два месяца.

Возможно, вы спрашиваете себя: «Почему PostgreSQL?» Ведь есть и другие варианты реляционных баз данных с открытым исходным кодом (в рамках этой статьи мы рассматривали MySQL, MariaDB и Firebird), так что же Постгрес может предложить такого, чего нет у них? В слогане PostgreSQL заявляется, что это «Самая продвинутая база данных с открытым исходным кодом в мире». Мы приведем несколько причин, почему Постгрес делает такие заявления.

В первой части этой серии мы поговорим о хранении данных — модели, структуре, типах и ограничениях размера. А во второй части больше сфокусируемся на выборке и манипуляциях с данными.

Модель данных

PostgreSQL не просто реляционная, а объектно-реляционная СУБД. Это даёт ему некоторые преимущества над другими SQL базами данных с открытым исходным кодом, такими как MySQL, MariaDB и Firebird.

Фундаментальная характеристика объектно-реляционной базы данных — это поддержка пользовательских объектов и их поведения, включая типы данных, функции, операции, домены и индексы. Это делает Постгрес невероятно гибким и надежным. Среди прочего, он умеет создавать, хранить и извлекать сложные структуры данных. В некоторых примерах ниже вы увидите вложенные и составные конструкции, которые не поддерживаются стандартными РСУБД.

Структуры и типы данных

Существует обширный список типов данных, которые поддерживает Постгрес. Кроме числовых, с плавающей точкой, текстовых, булевых и других ожидаемых типов данных (а также множества их вариаций), PostgreSQL может похвастаться поддержкой uuid, денежного, перечисляемого, геометрического, бинарного типов, сетевых адресов, битовых строк, текстового поиска, xml, json, массивов, композитных типов и диапазонов, а также некоторых внутренних типов для идентификации объектов и местоположения логов. Справедливости ради стоит сказать, что MySQL, MariaDB и Firebird тоже имеют некоторые из этих типов данных, но только Постгрес поддерживает их все.

Давайте рассмотрим подробнее некоторые из них:

Сетевые адреса

У MySQL и MariaDB тоже есть INET функции для конвертации сетевых адресов, но они не предоставляют типы данных для внутреннего хранения сетевых адресов. У Firebird тоже нет типов для хранения сетевых адресов.

Многомерные массивы

Поскольку Постгрес — это объектно-реляционная база данных, массивы значений могут храниться для большинства существующих типов данных. Сделать это можно путём добавления квадратных скобок к спецификации типа данных для столбца или с помощью выражения ARRAY. Размер массива может быть задан, но это необязательно. Давайте рассмотрим меню праздничного пикника для демонстрации использования массивов:

MySQL, MariaDB, и Firebird так не умеют. Чтобы хранить такие массивы значений в традиционных реляционных базах данных, придется использовать обходной путь и создавать отдельную таблицу со строками для каждого из значений массива.

Геометрические данные

Геоданные быстро становятся основным требованием для многих приложений. PostgreSQL уже давно поддерживает множество геометрических типов данных, таких как точки, линии, круги и многоугольники. Один из этих типов – PATH, он состоит из множества последовательно расположенных точек и может быть открытым (начальная и конечная точки не связаны) или закрытым (начальная и конечная точки связаны). Давайте рассмотрим в качестве примера туристическую тропу. В данном случае туристическая тропа — это петля, поэтому начальная и конечная точки связаны, и, значит, мой путь является закрытым. Круглые скобки вокруг набора координат указывают на закрытый путь, а квадратные — на открытый.

Расширение PostGIS для PostgreSQL дополняет существующие свойства геометрических данных вспомогательными пространственными типами, функциями, операторами и индексами. Оно обеспечивает поддержку местоположения и поддерживает как растровые, так и векторные данные. Оно также обеспечивает совместимость с множеством сторонних геопространственных инструментов (защищённых авторским правом и с открытым исходным кодом) для отображения, отрисовки и работы с данными.

Заметьте, что в MySQL 5.7.8 и в MariaDB, начиная с версии 5.3.3, были добавлены расширения типов данных для поддержки стандарта географической информации OpenGIS. Эта версия MySQL и последующие версии MariaDB предлагают хранение типов данных, аналогичное штатным геоданным Постгреса. Тем не менее, в MySQL и MariaDB значения данных сначала должны быть сконвертированы в геометрический формат простыми командами перед тем, как будут вставлены в таблицу. Firebird на данный момент не поддерживает геометрические типы данных.

Поддержка JSON

Поддержка JSON в PostgreSQL позволяет вам перейти к хранению schema-less данных в SQL базе данных. Это может быть полезно, когда структура данных требует определённой гибкости: например, если в процессе разработки структура всё ещё меняется или неизвестно, какие поля будет содержать объект данных.

Тип данных JSON обеспечивает проверку корректности JSON, который позволяет использовать специализированные JSON операторы и функции, встроенные в Постгрес для выполнения запросов и манипулирования данными. Также доступен тип JSONB — двоичная разновидность формата JSON, у которой пробелы удаляются, сортировка объектов не сохраняется, вместо этого они хранятся наиболее оптимальным образом, и сохраняется только последнее значение для ключей-дубликатов. JSONB обычно является предпочтительным форматом, поскольку требует меньше места для объектов, может быть проиндексирован и обрабатывается быстрее, так как не требует повторного синтаксического анализа.

В MySQL 5.7.8 и MariaDB 10.0.1 была добавлена поддержка встроенных объектов JSON. Но, хотя существует множество функций и операторов для JSON, которые теперь доступны в этих базах данных, они не индексируются так, как JSONB в PostgreSQL. Firebird пока что не присоединился к тренду и поддерживает объекты JSON только в виде текста.

Создание нового типа

Если вдруг так случится, что обширного списка типов данных Постгреса вам окажется недостаточно, вы можете использовать команду CREATE TYPE, чтобы создать новые типы данных, такие как составной, перечисляемый, диапазон и базовый. Рассмотрим пример создания и отправки запросов нового составного типа:

Поскольку они не являются объектно-реляционными, MySQL, MariaDB и Firebird не предоставляют такую мощную функциональность.

Размеры данных

PostgreSQL может обрабатывать много данных. Текущие опубликованные ограничения перечислены ниже:

В Compose [прим. пер.: организация, в которой трудится автор оригинальной статьи] мы автоматически масштабируем вашу инсталляцию, чтобы вам не приходилось волноваться о росте количества данных. Но, как известно любому администратору баз данных, стоит с опаской относиться к слишком большим и неограниченным возможностям. Мы советуем руководствоваться здравым смыслом при создании таблиц и добавлении индексов.

Для сравнения, MySQL и MariaDB печально известны ограничением размера строк в 65 535 байт. Firebird также предлагает всего лишь 64Кб в качестве максимального размера строки. Обычно объём данных ограничивается максимальным размером файлов операционной системы. Поскольку PostgreSQL умеет хранить табличные данные в множестве файлов меньшего размера, он может обойти это ограничение. Но стоит отметить, что слишком большое количество файлов может негативно сказаться на производительности. MySQL и MariaDB поддерживают большее количество столбцов в таблице (до 4,096 в зависимости от типа данных) и большие индивидуальные размеры таблицы, чем PostgreSQL, но необходимость превысить существующие ограничения Постгреса возникает лишь в крайне редких случаях.

Целостность данных

Постгрес стремится соответствовать стандарту ANSI-SQL:2008, отвечает требованиям ACID (атомарность, согласованность, изолированность и надежность) и известен своей ссылочной и транзакционной целостностью. Первичные ключи, ограничивающие и каскадные внешние ключи, уникальные ограничения, ограничения NOT NULL, проверочные ограничения и другие функции обеспечения целостности данных дают уверенность, что только корректные данные будут сохранены.

MySQL и MariaDB больше работают на то, чтобы соответствовать стандарту SQL с движками таблиц InnoDB/XtraDB. Теперь они предлагают опцию STRICT с использованием режимов SQL, которая устанавливает проверки корректности используемых данных. Несмотря на это, в зависимости от того, какой режим вы используете, недостоверные и даже урезанные без вашего ведома данные могут быть вставлены или созданы при обновлении. Ни одна из этих баз данных сейчас не поддерживает CHECK ограничения. Кроме того, у них существует множество особенностей в отношении ограничений ссылочной целостности по внешним ключам. В дополнение к вышесказанному, целостность данных может существенно пострадать в зависимости от выбранного движка хранения. MySQL (и fork MariaDB) не делают секрета из того, что променяли целостность и соответствие стандартам на скорость и эффективность.

Подводя итоги

У Постгреса множество возможностей. Созданный с использованием объектно-реляционной модели, он поддерживает сложные структуры и широкий спектр встроенных и определяемых пользователем типов данных. Он обеспечивает расширенную ёмкость данных и заслужил доверие бережным отношением к целостности данных. Возможно, вам не понадобятся все те продвинутые функции хранения данных, которые мы исследовали в этой статье, но, поскольку потребности могут быстро возрасти, есть несомненное преимущество в том, чтобы иметь всё это под рукой.

Если вам кажется, что PostgreSQL не соответствует вашим потребностям, или вы предпочитаете “стрелять от бедра”, тогда вам стоит обратить внимание на NoSQL базы данных, которые мы предлагаем в Compose, или подумать о других SQL базах данных, которые мы упоминали. У каждой из них есть свои преимущества. Compose твёрдо уверен, что очень важно выбрать правильную базу данных для конкретной задачи… иногда это означает, что нужно выбрать несколько баз данных!

Хотите больше Постгреса? Во второй части этой серии мы рассмотрим манипуляции с данными и поиск в PostgreSQL, включая функции виртуальных таблиц, возможности запросов, индексирование и расширения языка.

Источник

СУБД PostgreSQL. Особенности и архитектура Postgres

Система управления базами данных Postgres (она же PostgreSQL) является свободной объектно-реляционной СУБД. Наряду с MySQL, это хорошая альтернатива коммерческим СУБД, таким как Oracle Database или Microsoft SQL Server. Сегодня система управления базами данных PostgreSQL существует в реализациях для разных платформ, включая Linux, Win32, Mac OS X, Solaris/OpenSolaris, FreeBSD, QNX 4.25, QNX 6.

Считается, что большой вклад в развитие Postgres внесли российские разработчики. В настоящий момент крупнейшим вендором, который оказывает услуги по доработке и внедрении Postgres, является американская компания EnterpriseDB. Что касается Российской Федерации, то здесь по аналогичной модели работает компания «Постгрес профессиональный (Postgres Professional)», которая предоставляет услуги по поддержке, разработке, консалтингу, обучению.

Архитектура PostgreSQL

Одной из наиболее сильных сторон СУБД PostgreSQL является архитектура. Как и в случаях со многими коммерческими СУБД, PostgreSQL можно применять в среде клиент-сервер — это предоставляет множество преимуществ и пользователям, и разработчикам.

В основе PostgreSQL — серверный процесс базы данных, выполняемый на одном сервере. Также стоит сказать, что в Postgres пока не реализована технология высокой готовности, как это сделано в ряде других коммерческих систем управления базами данных уровня предприятия (они способны распределять нагрузку между некоторым количеством серверов, достигая дополнительной масштабируемости и повышенной устойчивости к внешним воздействиям).

Доступ из приложений к данным базы PostgreSQL производится с помощью специального процесса базы данных. То есть клиентские программы не могут получать самостоятельный доступ к данным даже в том случае, если они функционируют на том же ПК, на котором осуществляется серверный процесс.

Таким образом мы получаем разделение клиентов и сервера, что даёт возможность создавать распределённые системы. К примеру, мы можем отделить клиентов от сервера с помощью сети, разрабатывая клиентские приложения в среде, которая удобна для пользователя. Допустим, появляется возможность реализовать базу данных под UNIX, создав клиентские приложения, которые станут работать в ОС Microsoft Windows.

Давайте посмотрим на типичную модель распределенного приложения СУБД PostgreSQL:

Мы видим, что несколько клиентов подсоединены к серверу по сети. СУБД PostgreSQL ориентирована на протокол TCP/IP (локальная сеть либо Интернет), при этом каждый клиент соединён с главным серверным процессом БД (на схеме этот процесс называют Postmaster). Именно Postmaster создаёт новый серверный процесс специально в целях обслуживания запросов на доступ к данным определённого клиента.

Так как манипулирование с данными сосредотачивается на сервере, СУБД PostgreSQL не приходится контролировать многочисленных клиентов, которые получают доступ в совместно используемый серверный каталог. В результате база данных PostgreSQL способна поддерживать целостность данных даже в случае одновременного доступа большого числа пользователей.

Соединение с базой данных клиентских приложений осуществляется по специальному протоколу СУБД PostgreSQL. В принципе, никто не мешает инсталлировать на стороне клиента ПО, предоставляющее стандартный интерфейс, обеспечивающий работу с нужным приложением, допустим, по стандарту ODBC/JDBC. И это хорошо, ведь доступность ODBC-драйвера даёт возможность использовать СУБД PostgreSQL в качестве базы данных для множества уже существующих приложений, включая продукты Microsoft Office — Excel и Access.

Идём дальше. Клиент-серверная архитектура, реализованная в СУБД PostgreSQL, делает возможным разделение труда. То есть машина-сервер прекрасно подходит для хранения и управления доступом к огромным объёмам данных, то есть её можно использовать в качестве надёжного репозитория. При этом для клиентов возможна разработка сложных графических приложений. Также можно создать внешний онлайн-интерфейс, предоставляющий доступ к данным и возвращающий результат в виде web-страниц в стандартный web-браузер, не требуя при этом никакого дополнительного клиентского ПО.

Преимущества и особенности СУБД PostgreSQL

СУБД PostgreSQL использует для своих баз данных реляционную модель, поддерживая стандартный язык запросов SQL. При этом PostgreSQL предоставляет широкий спектр возможностей. Можно сказать, что Postgres обладает почти всеми возможностями, существующими в других базах данных (как коммерческих, так и Open Source), а также рядом дополнительных.

Сегодня СУБД PostgreSQL работает почти на всех UNIX-платформах, в том числе и на UNIX-подобных системах (FreeBSD и Linux). Вы сможете использовать эту базу данных и на Windows NT Server, и на Windows 2000 Server, и для разработки рабочих станций ME.

Рассмотрим краткий перечень преимуществ и функциональных возможностей СУБД PostgreSQL: 1. Надежность. Надёжность СУБД PostgreSQL проверена и доказана. Она обеспечивается соответствием принципам ACID (атомарность, изолированность, непротиворечивость, сохранность данных), многоверсионностью, наличием Write Ahead Logging (WAL) — общепринятого механизма протоколирования всех существующих транзакций. Сюда же стоит отнести и возможность восстановления базы данных Point in Time Recovery (PITR), репликацию, поддержку целостности данных на уровне схемы. 2. Производительность. В СУБД PostgreSQL она основана на применении индексов, наличии гибкой системы блокировок и интеллектуального планировщика запросов, использовании системы управления буферами памяти и кэширования. Не стоит забывать и про отличную масштабируемость при конкурентной работе. 3. Расширяемость. Для СУБД PostgreSQL это означает, что пользователь может настроить систему посредством определения новых функций, типов, языков, агрегатов, индексов и операторов. А объектная ориентированность СУБД PostgreSQL даёт возможность переносить логику приложения на уровень базы данных, а это, в свою очередь, заметно упрощает разработку клиентов, ведь вся бизнес-логика находится в БД. При этом функции в Postgres однозначно определяются названием, типами и числом аргументов. 4. Поддержка SQL. Её уже упоминали, однако кроме главных возможностей, которые присущи любой SQL-базе, PostgreSQL поддерживает схемы, подзапросы, внешние связки, правила, курсоры, наследование таблиц, триггеры и много чего ещё. 5. Поддержка многочисленных типов данных. СУБД PostgreSQL поддерживает численные (целые, денежные, с фиксированной/плавающей точкой), булевые, символьные, составные, сетевые типы данных, а также перечисление, типы «дата/время», геометрические примитивы, массивы, XML- и JSON-данные. Плюс можно создавать свои типы данных.

Конечно, это далеко не всё, но для общего понимания возможностей СУБД PostgreSQL вполне достаточно. Естественно, база данных заслуживает внимания, особенно если учесть, что она имеет открытый исходный код и распространяется свободно. Освоить эту СУБД вы cможете на курсе в OTUS.

Источник

Субд postgresql что это

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.

«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.

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«.

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

Дистрибутив PostgreSQL в поддиректории contrib/ содержит большое количество (около 80) так называемых контриб-модулей, реализующих разнообразную дополнительную функциональность, такую как, полнотекстовый поиск, работа с xml, функции математической статистики, поиск с ошибками, криптографические модули и т.д. Также, есть утилиты, облегчающие миграцию с mysql, oracle, для административных работ.

Некоторые ограничения PostgreSQL

Сводная таблица основных реляционных баз данных

За основу взяты данные из Wikipedia

Что ожидается в будущих версиях

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

Цикл разработки

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

Структура

Где используется

Сообщество

Поддержка

Небольшая статистика списков рассылок PostgreSQL по данным www.pgsql.ru на 1 апреля 2005 года.

Разработка

Заключение

Благодарности

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

Источник