Майкл Стоунбрейкер

Майкл Стоунбрейкер (англ. Michael Stonebraker) — американский учёный в области информатики, специалист по системам управления базами данных (СУБД). Лауреат премии Тьюринга (2014). Внёс основополагающий вклад в создание и развитие реляционных баз данных, объектно-реляционных СУБД и систем потоковой обработки данных. Основатель нескольких технологических компаний, включая Ingres, Illustra, Vertica и VoltDB.

Биография

Майкл Стоунбрейкер родился 11 октября 1943 года в городе Милтон, штат Массачусетс, США. Получил степень бакалавра в Принстонском университете (1965), а затем магистерскую (1967) и докторскую (1971) степени в Мичиганском университете. Его докторская диссертация была посвящена численному анализу и методам оптимизации.

С 1971 года начал преподавать в Массачусетском технологическом институте (MIT), где проработал более 30 лет. В 2001 году перешёл в Калифорнийский университет в Беркли, где занимает должность профессора кафедры электротехники и информатики. Параллельно с академической карьерой активно занимался коммерциализацией научных разработок.

Научная деятельность

Разработка системы Ingres

В начале 1970-х годов, после ознакомления с работами Эдгара Кодда по реляционной модели данных, Стоунбрейкер приступил к созданию собственной реляционной СУБД. Проект получил название Ingres (Interactive Graphics and Retrieval System). Разработка велась в MIT в рамках исследовательского проекта, финансируемого Управлением перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) и Национальным научным фондом.

Система Ingres стала одной из первых реляционных СУБД наряду с System R от IBM. Она использовала язык QUEL (Query Language), который конкурировал с SQL. В 1980 году Стоунбрейкер вместе с коллегами основал компанию Relational Technology Inc. (позднее переименованную в Ingres Corporation) для коммерциализации разработки. Технологии Ingres легли в основу многих современных СУБД, включая PostgreSQL, который был создан как пост-академическое продолжение проекта.

Объектно-реляционные базы данных: Postgres

В середине 1980-х годов Стоунбрейкер начал работу над проектом Postgres (Post-Ingres), целью которого было расширение реляционной модели возможностями объектно-ориентированного подхода. В рамках этого проекта были реализованы:

• поддержка сложных типов данных;
• механизмы наследования;
• правила и триггеры;
• процедуры на стороне сервера.

Разработка Postgres велась в академической среде и распространялась по свободной лицензии. На основе этого кода позже возникла СУБД PostgreSQL, которая стала одной из самых популярных открытых реляционных баз данных в мире. Стоунбрейкер не принимал участия в коммерциализации PostgreSQL, но его идеи были использованы в коммерческих продуктах, таких как Illustra (основана в 1992 году).

Системы обработки данных в реальном времени

В 2000-х годах Стоунбрейкер сосредоточился на разработке систем для работы с большими объёмами данных в реальном времени. Он стал сооснователем компаний:

• Vertica (2005) — колоночная СУБД, ориентированная на аналитическую обработку больших данных. Vertica была приобретена Hewlett-Packard в 2011 году.
• VoltDB (2008) — система управления базами данных, работающая в оперативной памяти (in-memory), предназначенная для высоконагруженных транзакционных систем.
• StreamBase Systems (1999) — платформа для потоковой обработки событий (Complex Event Processing).

Эти проекты отражали переход Стоунбрейкера от традиционных реляционных систем к архитектурам, оптимизированным под современные требования производительности и масштабируемости.

Вклад в теорию и практику баз данных

Критика реляционной модели

Несмотря на то, что Стоунбрейкер считается одним из пионеров реляционных баз данных, он неоднократно критиковал некоторые аспекты реляционной модели. В частности, он выступал против чрезмерного упрощения SQL и недостаточной поддержки сложных структур данных. Его работа над Postgres была направлена на устранение этих ограничений.

Концепция «One Size Fits All»

В 2000-х годах Стоунбрейкер опубликовал серию статей, в которых утверждал, что единая архитектура СУБД не может одинаково хорошо решать все задачи. Он предложил разделение систем на три категории:

• транзакционные системы (OLTP);
• аналитические системы (OLAP);
• системы потоковой обработки.

Эта концепция легла в основу его последующих проектов (Vertica, VoltDB, StreamBase) и оказала влияние на развитие специализированных баз данных.

Премии и награды

• Премия Тьюринга (2014) — за фундаментальный вклад в концепции и практические методы, лежащие в основе современных систем баз данных.
• Премия ACM SIGMOD Edgar F. Codd Innovations Award (1992).
• Член Национальной инженерной академии США (1997).
• Член Американской академии искусств и наук (2015).
• Почётный доктор ряда университетов, включая Мичиганский университет.

Критика и дискуссии

Работы Стоунбрейкера неоднократно становились предметом академических дискуссий. Его критиковали за:

• излишнюю сложность объектно-реляционных расширений в Postgres;
• недостаточную поддержку распределённых архитектур в ранних версиях Ingres;
• резкие высказывания в адрес NoSQL-систем, которые он считал «маркетинговым трюком».

Тем не менее, его подход к проектированию систем и принцип «доказательства через реализацию» (building systems to prove ideas) признаётся одним из наиболее продуктивных в истории информатики.

Влияние на индустрию

Разработки Стоунбрейкера оказали прямое влияние на создание таких продуктов, как:

• PostgreSQL (открытая СУБД, основанная на коде Postgres);
• Microsoft SQL Server (использовал идеи Ingres в ранних версиях);
• Amazon Redshift (колоночная архитектура, заимствованная из Vertica);
• Apache Storm и Apache Flink (потоковая обработка, развивающая идеи StreamBase).

Многие его студенты и аспиранты стали ведущими специалистами в области баз данных, работающими в Google, Amazon, Microsoft и других крупных компаниях.

Основные публикации

• «The Design of Postgres» (1986) — совместно с Л. Роу;
• «Readings in Database Systems» (1988) — сборник, выдержавший несколько изданий;
• «One Size Fits All: An Idea Whose Time Has Come and Gone» (2005) — совместно с У. Хонгом;
• «The End of an Architectural Era (It’s Time for a Complete Rewrite)» (2007).

Источники

• Michael Stonebraker — A.M. Turing Award Laureate (ACM)
• Stonebraker, M., Rowe, L. A. «The Design of Postgres» — Proceedings of the 1986 ACM SIGMOD Conference
• Stonebraker, M. «Ingres: A Study of a DBMS» — IEEE Computer Society Press, 1982
• Hellerstein, J. M., Stonebraker, M. «Readings in Database Systems» — MIT Press, 4th edition, 2005
• Биографические данные из архива Калифорнийского университета в Беркли