Что такое Microsoft SQL Server

В мире современных информационных технологий, где данные играют ключевую роль, системы управления базами данных становятся неотъемлемой частью разработки программного обеспечения. Одной из наиболее влиятельных и широко используемых СУБД является Microsoft SQL Server.

В данной статье мы исследуем роль и функциональность SQL Server, рассмотрим его преимущества и недостатки, а также обратим внимание на различные области его применения. Готовьтесь к погружению в мир баз данных, где производительность, надежность и многофункциональность играют важную роль.

Общие сведения

В интернете мы постоянно взаимодействуем с различными данными, будь то текст, изображения, сообщения, товары, и многое другое. Чтобы сделать этот поток информации более управляемым и упорядоченным, были разработаны базы данных.

Сама по себе база данных — это просто структурированное хранилище данных и, как правило, она ограничена в своих возможностях. Например, база данных может знать о наличии белых кроссовок в магазине, но она не способна самостоятельно обновлять информацию о наличии, если кто-то купит пару.

Для более сложных операций с данными, таких как поиск, добавление, изменение данных и их защита от несанкционированного доступа, существуют системы управления базами данных, или СУБД. Они представляют собой программные инструменты, специализированные в обработке данных по запросу.

СУБД также обеспечивают защиту данных от утечек и взломов. Можно сравнить СУБД с библиотекарем, который следит за состоянием книг, обновляет их при необходимости и предоставляет доступ только тем, кому это разрешено, а тем, кто не следует правилам или нарушает их, отказывает в обслуживании.

Теперь давайте перейдем к обсуждению продукта Microsoft в этой области.

MS SQL Server — это система управления реляционными базами данных, которая работает по клиент-серверной модели. Давайте разберемся, что это все означает по порядку.

Реляционные базы данных означают, что все данные хранятся в виде таблиц, и эти таблицы связаны между собой. Например, в онлайн-кинотеатре можно иметь таблицы для фильмов, пользователей и отзывов, и эти таблицы могут взаимодействовать между собой. Этот подход позволяет избежать избыточной работы, так как изменения данных в одной таблице могут автоматически отразиться в других таблицах по запросу.

«Клиент-серверная» модель означает, что логика работы с данными находится на сервере, и пользователи подключаются к серверу через клиентские приложения. Это обеспечивает более эффективное управление данными и позволяет пользователям работать с данными через интернет без необходимости хранить полную версию базы данных на своих компьютерах.

Эта СУБД также может быть развернута в облаке с помощью службы Azure SQL, где Microsoft берет на себя обслуживание базы данных, позволяя разработчикам сосредотачиваться на создании клиентских приложений.

Стандартная версия предназначена преимущественно для работы с операционной системой Windows, хотя она также частично поддерживает Linux. Однако следует отметить, что версия этой СУБД для Linux может иметь ограничения по сравнению с версией для Windows, поэтому при выборе СУБД для Linux стоит рассмотреть также альтернативные варианты.

Краткая история создания

В начале 1980-х годов, когда реляционные базы данных уже стали популярными в мире предприятий, Microsoft также решила войти на этот рынок. В то время уже существовали крупные игроки, такие как:

• Oracle;
• Sybase;
• IBM;
• Ashton-Tate.

Существовало несколько причин для этого решения. Во-первых, Microsoft всегда стремилась к поиску новых технологий и рынков (например, Bing AI). Во-вторых, они разрабатывали совместно с IBM операционную систему OS/2, которая требовала встроенной базы данных.

Главной целью было создание СУБД, которая могла бы работать на маломощных домашних и рабочих станциях. В то время многие СУБД функционировали на крупных серверах и мейнфреймах. Для реализации этой цели Microsoft выбрала клиент-серверную технологию, которая была популярна в то время. Это означало, что сложные вычисления выполнялись на сервере, а пользователи имели доступ к данным через клиентские приложения на своих рабочих станциях.

Следует отметить, что Microsoft сама не имела опыта в разработке подобных систем, поэтому они обратились за помощью к компании Sybase, автору платформы DataServer, код которой лег в основу первых версий этой системы. Компания Ashton-Tate также помогла Microsoft в распространении и создании клиентских приложений.

Реклама этого продукта из далеких 1980-х сегодня может показаться наивной, но она продемонстрировала революционные возможности обработки данных для своего времени, такие как работа с одной базой данных с разных компьютеров и совместное визуализирование данных в реальном времени.

Сотрудничество между Microsoft, Ashton-Tate и Sybase закончилось в конце 1990-х годов, когда Ashton-Tate обанкротилась, а Sybase выпустила свою версию SQL Server под названием Adaptive Server Enterprise. Microsoft сосредоточилась на развитии SQL Server для платформы Windows и продолжает развивать его до сих пор, оставаясь важной частью оконной экосистемы.

Область применения

Microsoft SQL Server находит применение в разнообразных областях и секторах, включая:

• Финансы. В финансовой сфере эта система используется для управления клиентскими данными, анализа финансовых транзакций и создания отчетов для финансового анализа.
• Розничная торговля. В розничной индустрии SQL Server помогает в управлении складами, отслеживании продаж, управлении инвентарем и анализе потребительского поведения.
• Здравоохранение. В медицинской сфере система применяется для хранения и управления медицинскими записями, пациентскими данными, планирования расписания приемов и анализа медицинских данных.
• Образование. В образовательной сфере она помогает в управлении данными о студентах, учебных планах, оценках и анализе образовательных результатов.
• Телекоммуникации. В телекоммуникационной индустрии система используется для управления данными о подписчиках, мониторинга сетевой активности и анализа трафика.
• Производство. В производственной сфере SQL Server помогает в учете и планировании ресурсов, мониторинге производственных процессов и оптимизации производства.
• Транспорт. В транспортной сфере эта СУБД используется для отслеживания и мониторинга движения транспортных средств, управления логистикой и расписаниями.
• Государственное управление. В государственном секторе SQL Server применяется для управления государственными данными, создания отчетов и аналитики для принятия решений.

SQL Server может быть использован в разнообразных проектах, где требуется эффективное управление данными. Это может включать в себя управление контентом на веб-сайтах, создание отчетов, учет ресурсов предприятия, обработку заработных плат, управление цепочками поставок, управление проектами, работу в сфере торговли, а также обработку и хранение документов и многое другое.

Однако следует учитывать, что эта система является продуктом от Microsoft и, следовательно, имеет свою стоимость. Лицензия на использование SQL Server стандартной версии на два ядра обычно стоит около 4000 долларов в год. Кроме того, необходимо учитывать дополнительные затраты на поддержку, обслуживание и лицензию для серверной версии операционной системы Windows, так как эта СУБД наилучшим образом интегрируется с Windows.

Вариант для Linux, хотя и доступен, может иметь ограниченный набор функций.

Особенности и компоненты

Microsoft SQL Server играет ключевую роль в разработке программного обеспечения, предоставляя множество важных функций и возможностей для работы с данными. Эти функции делают SQL Server востребованным в различных приложениях, начиная от небольших веб-сайтов и заканчивая крупными корпоративными системами.

Роль SQL Server в разработке программного обеспечения включает в себя следующие аспекты:

1. Хранение и управление данными. Она позволяет создавать базы данных и определять их структуру, что обеспечивает надежное хранение и управление данными. Разработчики могут создавать таблицы, индексы и другие объекты базы данных.
2. Выполнение запросов и анализ данных. Эта СУБД предоставляет мощный SQL-язык для выполнения запросов к данным. Это позволяет разработчикам извлекать, изменять и анализировать данные, что особенно полезно для создания информационных систем.
3. Работа с процедурами и функциями. система поддерживает хранение и выполнение процедур и функций в базе данных. Разработчики могут использовать эти элементы для создания сложной логики на стороне базы данных.
4. Обеспечение безопасности. Эта СУБД имеет мощные механизмы безопасности, позволяющие устанавливать уровни доступа и защищать данные от несанкционированного доступа.
5. Интеграция с другими технологиями. SQL Server может интегрироваться с различными языками программирования и другими технологиями, что обеспечивает гибкость при разработке ПО.

Помимо этого, эта система включает в себя несколько важных компонентов:

• Integration Services. Этот инструмент предназначен для интеграции данных из разных источников и их преобразования.
• SQL Server Management Studio (SSMS). Этот инструмент предназначен для администрирования и управления базами данных.
• Reporting Services. Этот компонент позволяет создавать, публиковать и управлять отчетами.
• Database Engine. Это ядро системы, которое обрабатывает запросы, выполняет транзакции и хранит данные.
• Analysis Services. Этот компонент позволяет проводить анализ данных и создавать OLAP-кубы.

Принцип работы

Давайте разберем, как работает SQL Server на более техническом уровне. Эта система внутри себя имеет Database Engine — это ядро СУБД, которое обрабатывает все операции с данными. Этот движок принимает SQL-запросы от пользователей и управляет ресурсами сервера для их выполнения. Технически, он представляет собой службу в операционной системе и называется sqlservr.exe.

На одном сервере можно установить несколько экземпляров SQL Server, каждый из которых имеет свой собственный Database Engine и работает с набором баз данных. Например, на сервере Skillbox может быть один экземпляр SQL Server, управляющий базой данных статей Skillbox Media, и другой экземпляр, управляющий онлайн-курсами.

Теперь рассмотрим более подробно, как SQL Server обрабатывает клиентские запросы. Допустим, мы заходим на онлайн-магазин, чтобы купить футболку определенного бренда и размера.

Мы устанавливаем фильтры, нажимаем «Применить» и следим за процессом:

1. Наш браузер преобразует наши фильтры в запрос и отправляет его на сервер.
2. На сервере запрос встречает движок системы, который создает новую задачу (task) на его основе и переводит ее в режим ожидания.
3. Затем задачу обрабатывает рабочий поток (worker), который анализирует запрос и создает план выполнения, оптимизируя его для максимальной эффективности и минимальных ресурсов.
4. Планировщик задач (task scheduler) следит за тем, чтобы рабочие потоки эффективно использовали ресурсы процессора и не мешали друг другу.
5. Только после этого запрос начинает выполняться на самом деле, операторы SQL взаимодействуют с базой данных и извлекают необходимые данные.
6. Сервер отправляет данные обратно в браузер, и мы видим результат на экране.

Это упрощенная схема, которая не учитывает некоторые аспекты работы SQL Server, такие как обработка HTTP-запросов на веб-сервере и другие архитектурные детали.

Язык запросов Transact-SQL

Давайте поговорим о Transact-SQL, специфическом диалекте SQL, созданном Microsoft и Sybase специально для этой СУБД. Возможно, вы уже знаете, что SQL — это язык запросов к базам данных, который позволяет выполнять различные операции с данными, такие как извлечение, загрузка, группировка и управление правами доступа.

Однако мало кто упоминает о Transact-SQL или T-SQL. Основная его особенность заключается в том, что это не просто язык запросов, а полноценный язык программирования. В T-SQL есть переменные, циклы, условные конструкции типа if-else и другие возможности, которые позволяют создавать небольшие программы для обработки данных.

— Хранимая процедура для добавления товара в корзину
CREATE PROCEDURE AddToCart
@UserID int,
@ProductID int,
@Quantity int
AS
BEGIN
— Добавляем новый товар в корзину или обновляем количество, если он уже есть
MERGE INTO Cart AS C
USING (SELECT @UserID AS UserID, @ProductID AS ProductID) AS P
ON C.UserID = P.UserID AND C.ProductID = P.ProductID
WHEN MATCHED THEN UPDATE SET C.Quantity = C.Quantity + @Quantity
WHEN NOT MATCHED THEN INSERT (UserID, ProductID, Quantity) VALUES (P.UserID, P.ProductID, @Quantity);

Эти программы могут быть запущены прямо на сервере и называются хранимыми процедурами. Это очень удобно, если у вас есть набор повторяющихся действий, которые необходимо автоматизировать, например, добавление товара в корзину на веб-сайте.

Преимущества и недостатки

Как и любая технология, Microsoft SQL Server представляет собой комплекс из сильных и слабых сторон. Знание и понимание их поможет лучше определиться в целесообразности выбора этой СУБД для какой-то конкретной задачи.

Давайте рассмотрим несколько ключевых особенностей, за которые SQL Server ценят компании и разработчики:

• Отказоустойчивость. SQL Server предоставляет возможность создания кластеров серверов, что позволяет обеспечивать непрерывную работу СУБД даже в случае выхода из строя одной из машин. Это делается абсолютно бесшовно и незаметно для пользователей и называется кластеризацией. Кроме того, SQL Server регулярно создает контрольные точки, которые можно использовать для восстановления базы данных в случае сбоя или повреждения данных.
• Совместимость с Microsoft. SQL Server тесно интегрирован в экосистему приложений Windows. Например, с помощью расширения mssql можно управлять базами данных из среды разработки Visual Studio.
• Машинное обучение. SQL Server позволяет обучать модели машинного обучения непосредственно внутри базы данных. Для этого предоставляется специальная служба, способная выполнять скрипты для работы с данными большого объема на языках Python и R. Это может быть полезным для разработки и внедрения ML-решений.
• Бизнес-аналитика. SQL Server предоставляет инструменты для создания интерактивных дашбордов на основе данных с помощью службы отчетов. Также данные из SQL Server можно экспортировать в сторонние инструменты, такие как Microsoft PowerBI, для дополнительного анализа и визуализации
• Удобная студия управления. SQL Server Management Studio считается одним из лучших средств разработки баз данных. Его удобный интерфейс упрощает работу с базой данных и настройкой ее параметров.

Большое сообщество: SQL Server является второй по популярности СУБД в мире, что означает наличие обширного сообщества пользователей и разработчиков. В интернете доступно множество учебных материалов, блогов и сообществ, что облегчает изучение и работу с этой платформой.

Недостатки Microsoft SQL Server включают:

• Ограничения по масштабируемости. В некоторых сценариях SQL Server может оказаться не оптимальным решением при работе с большими объемами данных или при высокой нагрузке на сервер.
• Ресурсозатратность. Операции с базой данных требуют значительных вычислительных ресурсов компьютера, что может негативно сказаться на производительности приложения.
• Ограничения по платформам. SQL Server поддерживается только на операционных системах Windows, что может вызвать неудобство для пользователей, предпочитающих другие платформы.
• Стоимость. Лицензирование версии этой системы может оказаться дорогим для малых и средних компаний, что может быть ограничивающим фактором.

Заключение

В заключение, эта СУБД является мощной и многофункциональной системой управления реляционными базами данных, которая нашла применение в различных сферах и сферах деятельности, начиная от финансов и розничной торговли и заканчивая здравоохранением и государственным управлением. Ее возможности включают в себя создание и управление базами данных, выполнение сложных запросов, обеспечение безопасности данных и интеграцию с другими технологиями.

Однако, следует помнить, что использование SQL Server может быть ассоциировано с определенными ограничениями и затратами. Лицензирование может быть дорогим для небольших и средних компаний, и платформа поддерживается только на операционных системах Windows. Кроме того, операции с базой данных могут быть ресурсоемкими, и в некоторых случаях SQL Server может не быть оптимальным решением при работе с большими объемами данных.

В целом, Microsoft SQL Server остается востребованным инструментом для управления данными и разработки программного обеспечения благодаря своей высокой производительности, богатому функционалу и широкой интеграции в экосистему Microsoft.