СУБД Ingres

Ingres — это реляционная система управления базами данных (СУБД), разработанная в Калифорнийском университете в Беркли (UC Berkeley) в начале 1970-х годов. Она стала одной из первых реляционных СУБД, реализовавших идеи Эдгара Кодда, и оказала значительное влияние на развитие коммерческих баз данных, включая PostgreSQL, Sybase ASE и Microsoft SQL Server. Ingres известна как академический проект, который впоследствии был коммерциализирован и продолжает использоваться в корпоративной среде.

История

Происхождение и академический этап

Проект Ingres (Interactive Graphics and Retrieval System) был запущен в 1973 году в UC Berkeley под руководством Майкла Стоунбрейкера и Юджина Вонга. Основной целью было создание экспериментальной системы, способной обрабатывать реляционные запросы на языке QUEL (Query Language), который предшествовал SQL. Разработка велась на языке программирования C на компьютерах PDP-11. Первая версия Ingres была выпущена в 1974 году и использовалась для исследований в области реляционных баз данных, оптимизации запросов и управления транзакциями.

В 1977 году Ingres была передана в открытый доступ, что позволило другим университетам и исследовательским группам использовать её для своих проектов. В 1979 году вышла версия Ingres 6.2, которая включала поддержку многопользовательского режима и улучшенный оптимизатор запросов. В 1980 году Стоунбрейкер и его коллеги основали компанию Relational Technology Inc. (позже переименованную в Ingres Corporation) для коммерциализации системы.

Коммерциализация и развитие

В 1981 году была выпущена первая коммерческая версия Ingres, ориентированная на корпоративных клиентов. В 1983 году компания Relational Technology Inc. вышла на рынок с продуктом Ingres/RTI, который поддерживал операционные системы Unix, VMS и MS-DOS. В 1985 году Ingres стала одной из первых СУБД, реализовавших поддержку распределённых баз данных и клиент-серверной архитектуры.

В 1988 году компания была переименована в Ingres Corporation. В 1990 году вышла версия Ingres 6.4, которая включала поддержку SQL (язык структурированных запросов) и интегрированную среду разработки. В 1994 году Ingres Corporation была приобретена компанией Computer Associates (CA), которая продолжила развитие продукта под названием CA-OpenIngres.

Современный этап

В 2004 году Computer Associates выпустила версию Ingres r3, которая включала поддержку Java, XML и веб-сервисов. В 2005 году CA передала права на Ingres независимой организации Ingres Corporation, которая в 2006 году выпустила версию Ingres 2006, ориентированную на открытое программное обеспечение. В 2008 году Ingres Corporation была приобретена компанией Actian Corporation, которая продолжила развитие продукта под названием Actian Ingres.

На 2025 год Actian Ingres остаётся доступной в виде коммерческой и открытой версий, поддерживая платформы Linux, Windows и macOS. Она используется в финансовом секторе, здравоохранении и государственных учреждениях.

Архитектура

Ядро и компоненты

Ingres построена на модульной архитектуре, включающей:

• Ядро базы данных — отвечает за хранение, извлечение и обработку данных. Использует механизм транзакций ACID (атомарность, согласованность, изолированность, долговечность).
• Оптимизатор запросов — анализирует SQL-запросы и выбирает наиболее эффективный план выполнения, учитывая индексы, статистику и доступные ресурсы.
• Менеджер транзакций — обеспечивает целостность данных при параллельном доступе, используя блокировки на уровне строк и таблиц.
• Менеджер буферов — управляет кэшированием данных в оперативной памяти для ускорения доступа.

Модель данных

Ingres реализует реляционную модель данных, где информация хранится в таблицах, состоящих из строк и столбцов. Поддерживаются стандартные типы данных: целые числа, числа с плавающей запятой, строки, даты и двоичные объекты (BLOB). В версии Ingres 2006 добавлена поддержка пользовательских типов данных и объектно-реляционных расширений.

Язык запросов

Изначально Ingres использовала язык QUEL, который был разработан в UC Berkeley. QUEL был более декларативным, чем SQL, и включал конструкции для работы с множествами и рекурсивными запросами. Однако в 1990-х годах, с ростом популярности SQL, Ingres перешла на поддержку SQL-92, а затем и SQL:1999. В современных версиях Ingres поддерживает как SQL, так и QUEL (через эмуляцию).

Классификация

По типу лицензии

• Коммерческая версия — Actian Ingres, распространяется по проприетарной лицензии, включает техническую поддержку и расширенные функции (например, репликация данных, шифрование).
• Открытая версия — Ingres Open Source, доступна под лицензией GPL (General Public License) или CAOS (Common Access Open Source), позволяет использовать и модифицировать исходный код.

По области применения

• Корпоративные системы — Ingres используется в банковских системах, ERP (Enterprise Resource Planning) и CRM (Customer Relationship Management).
• Научные исследования — благодаря академическому происхождению, Ingres применяется в университетах для изучения реляционных баз данных и оптимизации запросов.
• Встраиваемые системы — Ingres может быть интегрирована в приложения через API (Application Programming Interface) ODBC (Open Database Connectivity) и JDBC (Java Database Connectivity).

Применение

Финансовый сектор

Ingres используется в банках и страховых компаниях для обработки транзакций, управления счетами и хранения клиентских данных. Например, в 1990-х годах Ingres была внедрена в Системе межбанковских расчётов США (Fedwire) и в ряде европейских банков.

Государственные учреждения

Ingres применяется в государственных информационных системах, включая системы налогообложения, регистрации населения и управления документами. В России Ingres использовалась в проектах по автоматизации государственных услуг в 2000-х годах.

Образование и исследования

Ingres является популярной платформой для обучения реляционным базам данных в университетах. Её исходный код часто используется для исследований в области оптимизации запросов, управления транзакциями и распределённых систем.

Влияние на другие СУБД

Ingres оказала прямое влияние на несколько известных СУБД:

• PostgreSQL — Майкл Стоунбрейкер, покинув проект Ingres в 1985 году, начал разработку Postgres, которая стала основой для PostgreSQL. PostgreSQL унаследовал от Ingres архитектуру, язык QUEL (в ранних версиях) и принципы управления транзакциями.
• Sybase ASE — основатели Sybase, Роберт Эпштейн и Марк Хофман, ранее работали над Ingres и использовали её архитектуру для создания Sybase ASE.
• Microsoft SQL Server — ранние версии SQL Server (до 6.0) базировались на коде Sybase ASE, который, в свою очередь, был производным от Ingres.

Критика

Ingres подвергалась критике за сложность администрирования и отсутствие поддержки некоторых современных стандартов SQL (например, оконных функций и рекурсивных запросов) в ранних версиях. В 1990-х годах Ingres уступала по производительности Oracle и IBM DB2 в крупных корпоративных системах. Также отмечалась высокая стоимость лицензий на коммерческую версию, что ограничивало её распространение по сравнению с открытыми СУБД, такими как MySQL и PostgreSQL.

Интересные факты

• Название Ingres является аббревиатурой от Interactive Graphics and Retrieval System, но также отсылает к французскому художнику Жану Огюсту Доминику Энгру (Ingres), что подчёркивает академический характер проекта.
• В 1970-х годах Ingres использовалась в проекте ARPANET (предшественнике Интернета) для хранения данных о сетевых узлах.
• Исходный код Ingres был написан на C и содержал около 100 000 строк, что было значительным объёмом для своего времени.

Источники

• Stonebraker, M. (1986). The Ingres Papers: Anatomy of a Relational Database System. Addison-Wesley.
• Date, C. J. (2003). An Introduction to Database Systems. Addison-Wesley.
• Gray, J., & Reuter, A. (1993). Transaction Processing: Concepts and Techniques. Morgan Kaufmann.
• Actian Corporation. (2024). Actian Ingres Documentation.
• Официальный сайт Actian Ingres (actian.com).