流行大型数据库简介

柔光的暖阳◎ 2023-06-06 10:35 7阅读 0赞

摘要 1

第一章：确定研究对象 2

1 数据库的基本知识 2

1.1数据库和数据库管理系统 2

1.2关系数据库 3

1.3大型数据库 4

2 流行数据库 5

3研究对象的确定 5

第二章：Oracle数据库介绍 7

1 简介 7

2市场分析 7

4 Oracle的优缺点 11

第三章：SQL Server数据库介绍 15

1简介 15

2市场分析 16

4 SQL Server的优缺点 18

第四章：DB2数据库介绍 21

1简介 21

2市场分析 21

4 DB2的优点 24

第五章：比较与总结 26

1 三大流行数据库总体比较 26

2总结 26

因为课程作业的要求写了这篇文章，本人并不懂技术，所以本文相当于对网上资料的整理，没有什么新东西。

摘要

本文以流行大型关系型数据库为研究对象进行研究，首先介绍了数据库的基本知识，包括：数据库和数据库管理系统的概念，关系数据库的概念，大型数据库的概念；然后，根据市场占有率排名选定三个数据库产品作为研究对象，分别是Oracle、SQL Server、DB2，并分别对这三个数据库产品从简介、市场分析、主要技术手段、优点、缺点五个方面作了介绍；最后，针对三个数据库产品进行各方面的比较，并探讨了国内的“去IOE化”。

关键词：Oracle SQL Server DB2 大型数据库

# 第一章：确定研究对象 #

## 1 数据库的基本知识 ##

为了更好的说明研究对象，需要解释关于研究对象的基本知识。

### **1.1数据库和数据库管理系统** ###

数据库，顾名思义就是存放数据的仓库，它是存储在计算机存储设备上的相互关联的数据集合，数据库的基本特征如下：

1.  数据库是相互关联的数据的集合；
2.  数据库用综合的方法组织数据，保证尽可能高的访问效率；
3.  数据库具有较小的数据冗余，可供多个用户共享；
4.  数据库具有较高的数据独立性；
5.  数据库具有安全控制机制，能够保证数据的安全、可靠；
6.  数据库允许并发的使用，能有效、及时地处理数据，并能保证数据的 一致性和完整性；

以上的这些特性是靠管理或支持数据库的系统软件——数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）提供的，数据库管理系统的功能有：

1.  数据库定义功能
2.  数据库操纵功能
3.  数据库查询功能
4.  数据库控制功能
5.  数据库通信功能

而本文要讨论的数据库产品，则是数据库和数据库管理系统的集合。

### **1.2关系数据库** ###

关系式数据库系统是支持关系数据模型的数据库系统。

关系模型的理论基础是数学的集合论。支持一对一、一对多和多对多关系性。

关系数据库模型的组成元素是：

1数据结构：数据的组成方式，以关系数据库模型来说，就是行和列组成表格的关系表

2数据操作或运算：数据的相关操作是关系型算术和 关系型计算。

3完整性约束：维护数据完整性的条件，其目的是确保储存的数据是合法和正确的数据。

在20世纪60-70年代广泛使用的数据库管理系统主要是层次数据库（如IMS）和网状数据库（如CODASYL），而现在普遍使用的数据库管理系统都是关系数据库管理系统。

目前，关系数据库系统早已从实验室走向了社会，出现了很多性能良好、功能卓越的数据库管理系统，在国内使用比较普遍的数据库管理系统有IBM DB2，Sybase,Oracle和MS SQL Server等，还有在个人计算机上广泛使用的FoxPro、Access等。

本文要讨论的数据库产品，主要是基于关系模型的关系型数据库产品。

### **1.3大型数据库** ###

1.3.1超大型数据库的定义

超大型数据库（very-large database）没有标准的定义，单纯的大小不再是唯一的评判标准，而只是一个因素。

1.3.2大型数据库的应用与优势

大型数据库的优势是：

1达到PB级的海量数据，处理的用户数一般都超过百万，有的还超过千万，数据库的数据量一般超过1TB。

2高吞吐量，在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量比较高。

大型数据库应用在各行各业，包括但不限于金融、通信、生产制造、快速消费品零售、物流运输、医疗、互联网、政府，覆盖了中型、大型、巨型企业，可谓与我们的生活息息相关。

## 2 流行数据库 ##

根据DB-Engines 发布了2018年9月份的全球数据库排名，排名前六的一如既往还是 Oracle、MySQL、Microsoft SQL Server、PostgreSQL、MongoDB 和 DB2。

## 3研究对象的确定 ##

本文的研究对象是流行大型数据库，所以选取2018年市场占有率前六中的三个大型数据库产品：Oracle、Microsoft SQL Server、DB2作为大型数据库产品的代表进行研究。

# 第二章：Oracle数据库介绍 #

## 1 简介 ##

Oracle Database，又名Oracle RDBMS，或简称Oracle。是[甲骨文公司][Link 1]的一款[关系数据库管理系统][Link 2]。它是在数据库领域一直处于领先地位的产品。可以说Oracle数据库系统是目前世界上流行的关系数据库管理系统，系统可移植性好、使用方便、功能强，适用于各类大、中、小、微机环境。它是一种高效率、可靠性好的、适应高吞吐量的数据库方案。

## 2市场分析 ##

Oracle数据库的市场占有率排名第一，面向全球中高端市场。在中国，Oracle为中国的业务发展提供了强有力的支持。由他们开发的数百个基于Oracle平台的商品化应用软件包，已经广泛应用于国内的政府部门、电信、邮政、公安、金融、保险、能源电力、交通、科教、石化、航空航天、民航等各行各业。

主要在传统行业的数据化业务中，比如：银行、金融这样的对可用性、健壮 性、安全性、实时性要求极高的业务；零售、物流这样对海量数据存储分析 要求很高的业务。此外，高新制造业如芯片厂也基本都离不开Oracle；电商也 有很多使用者，如京东（正在投奔Oracle）、阿里巴巴（计划去Oracle化）。

根据DB-Engines 发布了2018年9月份的全球数据库排名，Oracle位居第一位。

##  ##

## 4 Oracle的优缺点 ##

Oracle 的优点：

1开放性高

Oralce采用完全开放策略，能在所有主流平台上运行，包括windows、unix等。

2兼容性出色

Oracle完全支持所有的工业标准。（工业标准通俗的说就是生产产品的某些群体，通过科学的实践计算后，并且得到大部分行内人群的认同，确定的一种可以作为参照物来对比的量值，以方便生产流程中的统一性，普遍性）

另外，Oracle拥有长时间的开发经验，完全向下兼容，得到广泛的应用，完全没有风险。可以安全的进行数据库的升级，在企业、政府中得到广泛的应用。并且如果在WINNT上无法满足数据的要求，可以安全的把数据转移到UNIX上来。

3安全性高

获得了最高认证级别的ISO标准认证，Oracle在KuppingerCole《领导者指南：数据库安全性》报告中 被评为领导者。Oracle的安全措施主要有三个方面，一是用户标识和鉴定，最外层的安全性措施是让用户标识自己的名字，然后由系统进行核实。Oracle允许用户重复标识三次，如果三次未通过，系统自动退出。；二是授权和检查机制；三是审计技术（是否使用审计技术可由用户灵活选择）；除此之外，Oracle还允许用户通过触发器灵活定义自己的安全性措施。

4性能最高、效率高

Oralce曾经保持开放平台下的TPC-D和TPC-C的世界记录。（TPC-C是交易处理性能委员会（TPC）开发的联机交易处理（OLTP）基准测试。TPC-C基准测试为计算性能和性价比定义了严格的标准，它分别用每分钟交易数（tpmC）和美元/tpmC来衡量性能和性价比。）

从下图可见，Oracle数据库的性能可谓一骑绝尘。2018年，Oracle数据库11g标准版1实现了每分钟10.2454万次交易，性价比为0.73美元/tpmC，在性价比类基准测试中，Oracle数据库11g比最接近的竞争性产品的性能高47%，同时成本低20%。

5采用多层次网络计算

支持终端-主机、C\\S、B\\S等多种网络计算模式，可以用ODBC，JDBC，OCI等网络客户连接。

6可伸缩性、并行性好

并行[服务器][Link 3]通过使一组结点共享同一簇中的工作来扩展Window NT的能力,提供高可用性和高伸缩性的簇的解决方案。如果Windows NT不能满足需要, 用户可以把数据库移到UNIX中，具有很好的伸缩性。Oracle的并行服务器对各种UNIX平台的集群机制都有着相当高的集成度。  
Oracle缺点：

1操作复杂，Oracle数据库同时提供GUI和命令行，在Windows NT和Unix， Linux 下操作相同。对数据库管理人员要求较高。

2 使用成本高，oracle产品及服务都是付费的，而且价格不菲，且不易用。

3 oracle在OLTP领域非常强，在OLAP邻域较弱。

4 oracle在中国销售的数据库只能达到中国国家二级安全标准。

# 第三章：SQL Server数据库介绍 #

## 1简介 ##

SQL Server是由Microsoft开发和推广的关系数据库管理系统（DBMS），它最初是由Microsoft、Sybase和 Ashton-Tate三家公司共同开发的，并于1988年推出了第一个OS/2版本。Microsoft SQL Server近年来不断 更新版本，1996年，Microsoft 推出了SQL Server 6.5版本；1998年，SQL Server 7.0版本和用户见面；SQL Server 2000是Microsoft公司于2000年推出，目前最新版本是SQL SERVER 2017。

SQL Server的版本主要包括以下几种。

Enterprise Edition，即企业版，能够对SQL Server 2000 的所有功能予以支持。使用的主要对象为大中型的产品类数据库服务器，对于大型网站要求的性能，对于企业的联机处理事务要求具备的相关性能，对于大型的OLAP要求的联机处理分析性能，本版本都能够实现并满足需求。

Standard Edition，即标准版，主要适用于规模较小的部门或者工作组。对于SQL Server2000的多数主要功能都能够支持到，但多大型的数据库则支持不到，同时，对所有关系数据库的引擎不具备不支持的性能。

Personal Edition，即个人版，使用的主要对象为移动用户，因为这类用户常常断开网络，但应用程序的持续运行却需要SQL Server 2000给予大力支持。基本上对SQL Senrer 2000具备的标准性能都可以予以支持，但是处理事物的复制功能则不能实现。

## 2市场分析 ##

SQL Server的主机操作系统为windows，主要用于web网站的建设，承载中小型web后台数据，在租赁的虚拟主机中一般会预安装SQL Server作为数据库软件。SQL SERVER面向全球中低端市场，服务于政务、电力、企业、网站等中低端用户。很多人把SQL Server看作是比较低端的数据库，不适合支撑关键业务，但由于Windows Server的大面积使用，也使得SQL Server的普及率大大提升。

SQL Server应该是从2005版本开始真正进入人们视野的，虽然一直在中低端的应用中徘徊，但目前越来越多的企业级应用已经部署在SQL Server平台上了。

根据DB-Engines 发布了2018年9月份的全球数据库排名，SQL Server位居第三位。

##  ##

## 4 SQL Server的优缺点 ##

SQL Server的优点：

1与Windows紧密结合，增加了易用性

SQL Server可以与Windows操作系统紧密集成，不论是应用程序开发速度还是系统事务处理运行速度，都能得到较大的提升；与Windows NT完全集成，利用了NT的许多功能，如发送和接受消息，管理登录安全性等。 SQL Server也可以很好地与Microsoft BackOffice产品集成。

2操作简便

图形化用户界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单。

3良好的性价比

SQL Server的价格与Oracle、DB2相比最低，SQL Server提供数据仓库（ 为需要业务智能的企业，提供指导业务流程改进、监视时间、成本、质量以及控 制）功能，这个功能只在Oracle和其他更昂贵的DBMS中才有。

4良好的伸缩性

可跨越从运行Windows 95/98的小型电脑到运行Windows 2000的大型多处理器等多种平台使用。

5对Web的支持

SQL Server对Web技术的支持，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到Web页面上。

SQL Server的缺点：

1 开放性差

SQL Server只能在windows上运行。

2 可伸缩性有限

SQL Server并行实施和共存模型并不成熟，很难处理日益增多的用户数和数据卷，伸缩性有限。

3 使用风险

SQL Server完全重写的代码，经历了长期的测试，不断延迟，许多功能需要时间来证明。并不十分兼容早期产品。使用需要冒一定风险。

4性能不稳定

SQLServer当用户连接多时性能会变的很差，并且不够稳定。

5客户端支持及应用模式

SQL Server只支持C/S模式。

# 第四章：DB2数据库介绍 #

## 1简介 ##

DB2是IBM著名的关系型数据库产品，DB2系统在企业级的应用中十分广泛。曾经，截止2003年，全球财富500强（Fortune 500）中有415家使用DB2，全球财富100强（Fortune100）中有96家使用DB2，用户遍布各个行业。2004年IBM的DB2就获得相关专利239项，而Oracle仅为99项。

IBM DB2 是美国IBM公司开发的一套关系型数据库管理系统，它主要的运行环境为UNIX（包括IBM自家的AIX）、Linux、IBM i（旧称OS/400）、z/OS，以及Windows服务器版本。最适合于海量数据。

## 2市场分析 ##

在功能和性能上，IBM 的DB2一直是高端产品，它在高端市场的地位很牢固，微软和Oracle无法与之抗衡。国内使用DB2的主要是金融业和巨型企业，因为银行、大型企业多用IBM大型机，其软件是一般是IBM成套提供，数据库多采用DB2，IBM对其有硬件上的优化。

根据DB-Engines 发布了2018年9月份的全球数据库排名，DB2位居第六位。

##  ##

## 4 DB2的优点 ##

DB2的优点：

1开放性

能在所有主流平台上运行（包括windows）。最适于海量数据。

2 可伸缩性，并行性

具有很好的并行性。DB2把数据库管理扩充到了并行的、多节点的环境。数据库分 区是数据库的一部分，包含自己的数据、索引、配置文件、和事务日志。数据库分区有时被称为节点。

3 安全性

获得最高认证级别的ISO标准认证。

4 客户端支持及应用模式

跨平台，多层结构，支持ODBC,JDBC等客户。

5 操作简单

DB2操作简单同时提供GUI和命令行，在windowsNT和unix下操作相同。

6使用风险低

在巨型企业得到广泛的应用，向下兼容性好，风险小。

7性能卓越

DB2性能较高适用于数据仓库和在线事物处理。DB2 超大型数据库，数据仓库和数据挖掘相当的不错，特别是集群技术可以使DB2的可扩性能达到极致。

DB2的缺点：

1价格昂贵

2与IBM主机捆绑

# 第五章：比较与总结 #

## 1 三大流行数据库总体比较 ##

<table style="width:442.7pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> &nbsp; </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 开放性 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 可伸缩性、并行性 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 安全性 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.1pt;"> 截止2018年9月市场占有排名 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> Oracle </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 高 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 好 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 好 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.1pt;"> 1 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> Miscroft SQL Server </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 一般 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 一般 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.1pt;"> 3 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> DB2 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 高 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 好 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.65pt;"> 好 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:88.1pt;"> 6 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

<table style="width:442.7pt;"> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> &nbsp; </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 性能 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 操作难度 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 客户端支持及应用模式 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.5pt;"> 使用风险 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.4pt;"> 价格 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> Oracle </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 最高 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 高 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 都支持 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.5pt;"> 低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.4pt;"> 高 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> Miscroft SQL Server </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 一般 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 只支持C\S </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.5pt;"> 高 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.4pt;"> 低 </td> 
 </tr> 
 <tr> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> DB2 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 同Oracle，适合处理海量数据 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.95pt;"> 都支持 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.5pt;"> 低 </td> 
 <td style="vertical-align:top;width:73.4pt;"> 高 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

## 2总结 ##

本文选取三种流行的大型数据库进行介绍，涉及了Oracle、SQL Server、DB2这三种数据库产品的市场、技术、性能、功能等等方面。

在性能方面，根据TPC-C的实时排名，得出的结论是Oracle 约等于DB2 远大于sSQL Server ，且这三个数据库的性能侧重也不同。Oracle在联机交易处理领域更擅长；DB2的容量很大，最适合处理海量数据，数据仓库和数据挖掘是DB2擅长的领域；SQL Server对Web技术的支持，使用户能够很容易地将数据库中的数据发布到Web页面上，与Windows的紧密集成使不论是应用程开发速度还是系统事务处理运行速度，都得到较大的提升。

在市场方面，Orcale>DB2>SQL Server,大型企业的数据库很多都是混用的，但是核心业务大多跑在Oracle和DB2上。Oracle涉及的行业最多，包括但不限于金融、通信、生产制造、快速消费品零售、物流运输、医疗、互联网、政府；DB2则多用于金融业和巨型企业；SQL Server则运用于政府、生产制造、快速消费品零售、医疗、互联网行业，主要客户是中小企业。

值得注意是，国内正在经历“去IOE化”的变革，“去IOE”是阿里巴巴造出的概念，其本意是，在阿里巴巴的IT架构中，去掉IBM的小型机、Oracle数据库、EMC存储设备，代之以自己在开源软件基础上开发的系统。阿里曾经是甲骨文在亚太地区最大的客户，10年前选择“去IOE”发展自己的云计算业务，成立了阿里云。根据美通社报道，根据Gartner发布的最新报告《数据库的未来就是云》，2018年阿里云在云数据库管理系统(DBMS)收入中排名全球第三。在这份报告中，阿里云的市场份额在DBMS供应商中排名第三，同比增长116%，另一方面，2019年5月7日，媒体大规模曝光甲骨文裁员消息，多位甲骨文员工爆料，“甲骨文中国区首批裁员900余人，其中超500人来自CDC（甲骨文中国区研发中心），而整个CDC共约1600人”。目前，云计算正在冲击传统数据库市场，并且很可能终将替代传统数据库，这是值得注意的趋势。而就在10月2日，数据库领域最权威的国际机构国际事务处理性能委员会（TPC，Transaction Processing Performance Council）在官网发表了最新的TPC-C 基准测试结果。蚂蚁金服自主研发的金融级分布式关系数据库OceanBase以两倍于Oracle（甲骨文）的成绩，打破数据库基准性能测试的世界记录，成为全球数据库演进史的重要里程碑。

在“去IOE”风潮和Oracle性能记录被国产数据库打破的影响下，数据库技术和市场必然面临更大的变迁，我们应该在学习传统数据库技术的同时不断关注这一领域的变化，接触新的技术，多多探讨新旧数据库的优缺，以图在做每个项目的时候总能找到最适合的工具。

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[Link 2]: https://baike.baidu.com/item/%E5%85%B3%E7%B3%BB%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BA%93%E7%AE%A1%E7%90%86%E7%B3%BB%E7%BB%9F/11032386
[Link 3]: http://libin123.javaeye.com/query.asp?t=m&q=%E6%9C%8D%E5%8A%A1%E5%99%A8