CC BY
118СРАВНЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ В ЦЕЛЯХ ВЫБОРА НАИЛУЧШЕЙ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕБОВАНИЙ ПО СОКРАЩЕНИЮ ЗАТРАТ И ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЮ
УДК 004.65
А.В. Филипенков, к.т.н., ООО «Газпром трансгаз Москва» (Москва, РФ), filipenkov@gtm.gazprom.ru
Е.Л. Кузьмин, ООО «Газпром трансгаз Москва», e.kuzmin@gtm.gazprom.ru
В статье представлено сравнение современных систем управления базами данных. В работе описана методика, позволяющая произвести выбор оптимальной системы управления базами данных по ряду критериев, в том числе для решения актуальной на сегодняшний день задачи по импортозамещению. В качестве математического аппарата при проведении анализа системы управления базами данных используется метод анализа иерархий Т. Саати. Для решения поставленной задачи были рассмотрены пять наиболее популярных систем управления базами данных отечественного и зарубежного производства: Oracle, MS SQL Server, PostgreSQL, MySQL, СУБД Ред База Данных. При сравнении систем управления базами данных был выбран ряд критериев: стоимость, функциональные возможности, производительность, кроссплатформенность, место производства. Произведено попарное сравнение баз данных по каждому из критериев.
Рассмотрены три варианта сравнения баз данных с разными приоритетами (весовыми наборами критериев): главная роль стоимости при выборе баз данных; преобладание производительности и функциональных возможностей баз данных над стоимостью; импортозамещение как основная задача.
Результат расчета показал, что в случае с приоритетом «стоимость» алгоритм предложил свободно распространяемую импортную СУБД PostgreSQL; для варианта с приоритетом «производительность и характеристики» - коммерческую импортную СУБД Oracle; в критерии с приоритетом «место производства» - коммерческую отечественную СУБД Ред База Данных.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ, АНАЛИЗ, БАЗА ДАННЫХ, СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗОЙ ДАННЫХ, МЕТОД АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ.
СУБД Database management systems Лицензионные License Свободно распространяемые Freeware
Импортные Import ORACLS SQLServer РзмдвЭХ MySQL'
Отечественные Domestic ■ ■ ■ РЕД ЫЭА ДАННЫХ -
Существующие СУБД
Modern database management systems
В настоящее время в сфере информационных технологий можно выделить две актуальные задачи: 1) использование более доступных аналогов систем управления базами данных (СУБД); 2) импортозамещение программного обеспечения.
Для решения поставленных задач проведено сравнение наиболее популярных СУБД отечественного и зарубежного производства. Среди них к импортным СУБД относятся: Oracle, MS SQL Server, PostgreSQL. Для сравнения добавлены более простая импортная СУБД MySQL и СУБД отечественного произ-
водства - СУБД Ред База Данных. Указанные СУБД можно наглядно разделить по двум критериям: стоимость (лицен-
зионные/свободно распространяемые) и место производства (отечественные/импортные) (рисунок).
Filipenkov A.V., Candidate of Sciences (Engineering), Gazprom transgaz Moscow LLC (Moscow, Russian
Federation), filipenkov@gtm.gazprom.ru
Kuzmin E.L., Gazprom transgaz Moscow LLC, e.kuzmin@gtm.gazprom.ru
Comparison of existing database management systems for selection of the best one by implementation of cost reduction and import substitution requirements
The article presents a comparison of the modern database management systems. There is a description of methods making easy to choose the optimal database management system, concerning a number of criteria, also for an actual problem of import substitution. The analytic hierarchy process developed by T. Saaty was used as mathematical tool in this study. To solve the task, five most popular database management systems of domestic and foreign production were considered: Oracle, MS SQL Server, PostgreSQL, MySQL, DBMS Red Database. A comparison of database management systems was made by a number of criteria: cost, functionality, runtime performance, cross-platform software, place of production. A pairwise comparison of the databases for each of the criteria was made.
Three variants of comparison of databases with different priorities (weight sets of criteria) are considered: the main role of cost when choosing databases; the prevalence of runtime performance and functionality of databases over cost; import substitution as the main task.
As a result of the calculation, the algorithm proposed a freeware import database management system PostgreSQL in
the case of the "cost" priority, a commercial import Oracle database management system in the case of "runtime performance
and characteristics" priority, and a commercial domestic DBMS Red Database in the case of "place of production" priority.
KEYWORDS: IMPORT SUBSTITUTION, ANALYSIS, DATABASE, DATA BASE MANAGEMENT SYSTEM, ANALYTIC HIERARCHY PROCESS.
ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СУБД
Каждая из приведенных СУБД обладает индивидуальными особенностями, преимуществами и недостатками, сравнение которых приведено ниже.
Oracle является старейшей СУБД, разрабатываемой с 1979 г. В настоящее время Oracle обладает рядом уникальных технологий, обеспечивающих ей конкурентное преимущество. Как признанный лидер в этой отрасли производства программного обеспечения Oracle владеет почти половиной мирового рынка систем управления базами данных [1].
СУБД MS SQL Server, так же как и СУБД Oracle, можно отнести к СУБД промышленного уровня. СУБД MS SQL Server обладает широким спектром функциональных возможностей и по своей производительности нисколько не уступает СУБД Oracle. В ряде случаев в качестве СУБД лучше использовать MS SQL Server, как продукт компании Microsoft. Например, если проект написан с использованием технологий Microsoft, в частности на сервере используется операционная система Windows Server или среда разработки .Net, альтернативы MS SQL Server может не быть.
Таблица 1. Шкала отношений критериев СУБД
Table 1. Ratio scale of the database management systems criteria
Степень значимости Measure of significance Определение Definition Объяснение Comment
1 Одинаковая значимость Equal significance Два действия вносят одинаковый вклад в достижение цели Two actions contribute equally to the achievement of the goal
3 Некоторое преобладание значимости одного действия над другим Some predominance of one action significance over another Существуют доводы в пользу предпочтения одного из действий, но они недостаточно убедительны There are arguments in favor of preferring one of the actions, but they are not convincing enough
5 Существенная или сильная значимость ^nsiderable or high significance Имеются надежные данные или логические суждения для того, чтобы показать предпочтительность одного из действий There are reliable data or logical assertions in order to show the preference for one of the actions
7 Очевидная или очень сильная значимость Obvious or very high significance Убедительное свидетельство в пользу одного действия перед другим Convincing evidence in favor of one action over another
9 Абсолютная значимость Absolute significance Свидетельства в пользу предпочтения одного действия перед другим в высшей степени убедительны Evidences in favor of preferring one action to another is highly convincing
2; 4; 6; 8 Промежуточные значения между двумя соседними суждениями Intermediate values between two adjacent assertions Необходимо компромиссное решение A compromise solution is necessary
Таблица 2. Матрица попарного сравнения СУБД по критерию «стоимость»
Table 2. Matrix of pairwise comparison of database management systems by the "cost"
criterion
Стоимость Cost ORACLE sols™- Щ ' л MKSQI'
ORACLJE l 1/3 1/9 1/9 1/5
>■ 3 l 1/9 1/9 1/5
Щ 9 9 l l 5
щъа} 9 9 l l 5
Я9 ■РЕД 5 5 1/5 1/5 l
Основное отличие MySQL от СУБД промышленного уровня состоит в том, что MySQL предназначена для решения узкого круга задач. В свою очередь, СУБД промышленного уровня не имеют ограничений в применении, начиная от простой базы данных, обслуживающих сайт или небольшую компанию, и заканчивая огромными мощными хранилищами данных [1].
Преимуществом PostgreSQL перед MySQL является попытка максимально соответствовать стандарту SQL с реализацией самых новых стандартов, что значительно расширяет функциональные возможности данной СУБД.
В основе СУБД Ред База Данных лежат исходные коды импортной свободно распространяемой СУБД с открытым кодом Firebird. Следовательно, СУБД Ред База Данных
имеет схожие с СУБД Firebird характеристики. Большим плюсом СУБД Ред База Данных является то, что компания-производитель также производит собственную операционную систему ОС, что обеспечивает хорошую производительность и позволяет конкурировать с Oracle, MS SQL и PostgreSQL [2].
НЕОБХОДИМЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА СУБД
Для определения оптимальной СУБД под решение конкретной задачи определим перечень критериев, по которым будем производить их сравнение: стоимость, функциональные возможности, производительность, кроссплат-форменность, место производства.
В представленной работе предлагается рассмотреть три варианта возможных приоритетов при выборе СУБД. Во-первых, стоимость покупки и обслуживания
Функциональные возможности Functionality Кроссплатформенность Cross-platform software
- ORACLE > ÎÔLbiT щ Ivtyior ■¡Ji" - ORACLE Ж ft MyW
OBACLJE l 3 5 7 5 ORACLE
>• SQLS™- 1/3 l 5 7 5 > SQLiimr
ft 1/5 1/5 l 3 l ft ■WVJi
MyiÖl' 1/7 1/7 1/3 l 1/3
1/5 1/5 l 3 l ■■
Производительность Runtime performance Место производства Place of production
- ORACLE >- ft ****** MyiOl' - ORACLE sois™- ft ■WVJi MyWl'
ORACLE l 3 5 7 5 ORACLE l l l l 1/5
ïotbn*- 1/3 l 3 5 3 V ÏSL bnw l l l l 1/5
ф HiH'J. 1/5 1/3 l 3 l ft РИЦ 'JJL l l l l 1/5
MyMÍ 1/7 1/5 1/3 l 1/3 My'iOl' l l l l 1/5
■цд 1/5 1/3 l 3 l 5 5 5 5 5
Таблица 3. Матрицы попарных сравнений СУБД по критериям «функциональные возможности», «производительность», «кроссплатформенность», «место производства»
Table 3. Matrices of pairwise comparisons of database management systems by the "functionality", "runtime performance", "cross-platform software", and "place of production" criteria
Таблица 4. Векторы приоритетов критериев СУБД
Table 4. Vectors of the criteria priorities of database management systems
Функциональные возможности Производительность
Functionality Runtime performance
0,475 0,501
0,306 0,246
а2 = 0,089 аъ = 0,104
0,040 0,045
0,089 0,104
Кроссплатформенность Место производства
Cross-platform software Place of production
0,2 0,092 '
0,2 0,092
а4 = 0,2 as = 0,092
0,2 0,092
0,2 0,632 ,
Таблица 5. Шкала отношения критериев сравнения СУБД
Table 5. Ratio scale of the comparison criteria of database management systems
Степень значимости Measure of significance Определение Definition Объяснение Comment
1 Незначительный Insignificant Влияние критерия незначительно Influence of the criterion is insignificant
5 Нейтральный Neutral Влияние критерия нейтрально Influence of the criterion is neutral
9 Значительный Significant Влияние критерия значительно Influence of the criterion is significant
должна играть основную роль при выборе СУБД. Во-вторых, функциональные возможности и характеристики СУБД преобладают над ее стоимостью. В-третьих, основным приоритетом при выборе СУБД является импорто-замещение.
Для нахождения оптимальной СУБД по предложенным критериям и приоритетам используем метод анализа иерархий Т. Саати [3]. Составим шкалу отношений критериев СУБД (табл. 1).
Используя шкалу отношений критериев, согласно методу анализа иерархий Т. Саати проведем попарное сравнение всех СУБД по каждому из критериев. В результате сравнения получим пять матриц попарных сравнений альтернатив.
Рассмотрим пример составления матрицы по критерию «стоимость» (табл. 2). Найдем произведение элементов каждой строки:
(1)
где п = 5 - количество элементов в строке; а.1 ... а,п - элементы /-й строки.
Получим:
= 0,241; W2 = 0,375; W3 = 3,332; ^ = 3,332; W5 = 1.
4 ' '5
Рассчитаем нормирующий множитель:
r = S кК
(2)
где п = 5 - количество элементов в строке. Получим г = 8,28. Приведем формулу для расчета вектора приоритетов -й строки:
\Л/.
■ (3)
г'
где = 1, ., п.
Рассчитаем значения вектора приоритетов критерия «стоимость» по каждой строке:
0,029 0,045 0,402 0,402 0,120
Произведем аналогичный расчет матриц попарных сравнений СУБД по критериям «функциональные возможности», «производительность», «кроссплатфор-менность», «место производства» (табл. 3).
По аналогии с расчетом для критерия «стоимость» произведем расчет векторов приоритетов по критериям «функциональные возможности», «производительность», «кроссплатформенность», «место производства» (табл. 4).
Составим матрицу, столбцы которой состоят из векторов приоритетов критериев СУБД:
0,029 0,475 0,501 0,2 0,092 0,045 0,306 0,246 0,2 0,092 0,402 0,086 0,104 0,2 0,092 0,402 0,040 0,045 0,2 0,092 0,120 0,089 0,104 0,2 0,632
(5)
Рассмотрим варианты, когда один из критериев играет более важную роль при выборе СУБД. Составим шкалу отношений критериев СУБД (табл. 5) и матрицы попарного сравнения критериев СУБД с различными приоритетами (табл. 6-8).
Рассчитаем вектор отношения критериев сравнения СУБД с приоритетом «стоимость —> характеристики —»■ место производства», получим:
0,584 0,116 0,116 0,116 0,066
(6)
Для выбора наиболее подходящей СУБД по выбранному приоритету умножим матрицу (5) на вектор Ь^
Таблица 6. Матрицы попарного сравнения критериев СУБД с приоритетом «стоимость»
Table 6. Matrices of pairwise comparison of the database management systems criteria with the "cost" priority
Критерии Criteria Стоимость Cost Функциональные возможности Functionality Производительность Runtime performance Кроссплатформенность Cross-platform software Место производства Place of production
Стоимость Cost l 5 5 5 9
Функциональные
возможности 1/5 l l l 9/5
Functionality
Производительность Runtime performance 1/5 l l l 9/5
Кроссплатформенность Cross-platform software 1/5 l l l 9/5
Место производства Place of production 1/9 5/9 5/9 5/9 l
Таблица 7. Матрицы попарного сравнения критериев СУБД с приоритетом «характеристики» («функциональные возможности» + «производительность»)
Table 7. Matrices of pairwise comparison of the database management systems criteria with the "characteristics" priority ("functionality" + "runtime performance")
Критерии Criteria Стоимость Cost Функциональные возможности Functionality Производительность Runtime performance Кроссплатформенность Cross-platform software Место производства Place of production
Стоимость Cost l 1/5 1/5 1/5 5
Функциональные возможности Functionality 5 l l l 9
Производительность Runtime performance 5 l l l 9
Кроссплатформенность Cross-platform software 5 l l l 9
Место производства Place of production 1/5 1/9 1/9 1/9 l
Таблица 8. Матрицы попарного сравнения критериев СУБД с приоритетом «место производства» Table 8. Matrices of pairwise comparison of the database management systems criteria with the "place of production" priority
Критерии Criteria Стоимость Cost Функциональные возможности Functionality Производительность Runtime performance Кроссплатформенность Cross-platform software Место производства Place of production
Стоимость Cost l 1/5 1/5 1/5 1/9
Функциональные возможности Functionality 5 l l l 1/5
Производительность Runtime performance 5 l l l 1/5
Кроссплатформенность Cross-platform software 5 l l l 1/5
Место производства Place of production 9 5 5 5 l
0,029 0,475 0,501 0,2 0,092 0,045 0,306 0,246 0,2 0,092 0,402 0,086 0,104 0,2 0,092 0,402 0,040 0,045 0,2 0,092 0,120 0,089 0,104 0,2 0,632
0,5841 0,159
0,116 0,120
0,116 = 0,284
0,116 0,274
0,066 0,157
(7)
Получены следующие результаты: PostgreSQL (0,284), MySQL (0,274), Oracle (0,159), СУБД Ред База Данных (0,157), MS SQL Server (0,120).
Таким образом, наиболее подходящей СУБД с приоритетом, ориентированным на «стоимость —»■ характеристики —> место производства», является свободно распространяемая импортная СУБД PostgreSQL. Проводя дальнейший анализ полученного результата, заметим, что более дорогая СУБД Oracle за счет преимуществ в производительности и функциональных возможностях незначительно, но обходит более дешевую СУБД Ред База Данных.
Рассчитав вектор отношения критериев сравнения СУБД с приоритетом «характеристики —> стоимость —► место производства», получим:
0,073 0,300 0,300 0,300 0,027
(8)
0,073 0,357
0,300 0,232
0,300 = 0,149
0,300 0,091
0,027 0,144
Получены следующие результаты: Oracle (0,357), MS SQL Server (0,232), PostgreSQL (0,149), СУБД Ред База Данных (0,144), MySQL (0,091).
Таким образом, наиболее подходящей СУБД с приоритетом, ориентированным на «характеристики —> стоимость —>■ место производства», является Oracle.
Рассчитав вектор отношения критериев сравнения СУБД с приоритетом «место производства —> характеристики —>■ стоимость», получим:
Ь3 =
0,033 0,137 0,137 0,137 0,556
(10)
Для выбора наиболее подходящей СУБД по выбранному приоритету умножим матрицу (5) на вектор b2.
0,029 0,475 0,501 0,2 0,092 0,045 0,306 0,246 0,2 0,092 0,402 0,086 0,104 0,2 0,092 0,402 0,040 0,045 0,2 0,092 0,120 0,089 0,104 0,2 0,632
(9)
Для выбора наиболее подходящей СУБД по выбранному приоритету умножим матрицу (5) на вектор Ь3.
0,029 0,475 0,501 0,2 0,092 0,045 0,306 0,246 0,2 0,092 0,402 0,086 0,104 0,2 0,092 0,402 0,040 0,045 0,2 0,092 0,120 0,089 0,104 0,2 0,632
0,033 0,213
0,137 0,156
0,137 = 0,118
0,137 0,103
0,556 0,409
(11)
Получены следующие результаты: СУБД Ред База Данных (0,409), Oracle (0,213), MS SQL Server (0,156), PostgreSQL (0,118), MySQL (0,103).
В результате получаем, что наиболее подходящей СУБД с приоритетом, ориентированным на «место производства —> характеристики —> стоимость», является СУБД Ред База Данных.
ВЫВОДЫ
Предложенный метод можно использовать при выборе наиболее подходящей СУБД по ряду критериев. Точность результата будет зависеть от количества выбранных критериев и компетентности эксперта, проводящего сравнение СУБД по выбранным критериям.
При поиске более доступных аналогов СУБД можно рассматривать вариант использования бесплатных импортных СУБД при условии, что их функциональных возможностей будет достаточно для решения поставленной задачи.
При решении задачи по импор-тозамещению нужно учитывать тот факт, что в основе отечественных СУБД лежат исходные коды свободно распространяемых импортных СУБД, а их функциональные возможности зачастую уступают передовым импортным аналогам.■
ЛИТЕРАТУРА
1. Преимущество СУБД Oracle [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://oracle. axoft.ru/fordev/advantagesOracle.php (дата обращения: 12.02.2018).
2. СУБД Ред База Данных [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.red-soft.ru/ru/main_products.html#rbd (дата обращения: 12.02.2018).
3. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1993. 278 с.
REFERENCES
1. Advantage of Oracle Database Management System [Electronic source]. Access
mode: http://oracle.axoft.ru/fordev/ advantagesOracle.php (access date: February 12, 2018). (In Russian)
2. Database Management System Red Database [Electronic source]. Access mode: http://www.red-soft.ru/ru/main_products. html#rbd (access date: February 12, 2018). (In Russian)
3. Saaty T. Decision Making. Analytic Hierarchy Process. Moscow, Radio i svyaz, 1993, 278 p. (In Russian)
