《CACH數(shù)據(jù)庫簡介》word版

1、CACH數(shù)據(jù)庫簡介Cach簡介當今事務處理應用系統(tǒng)必須覆蓋大范圍的網絡，為成千上萬個客戶端提供服務，還需要有卓越的效率、兼容Web、簡單的操作以及低的成本，更需要高速的開發(fā)。這些都已超出了關系型技術的能力，計算機世界已進入“后關系型”時代。Cach是新一代高性能數(shù)據(jù)庫技術，稱之為“后關系型”。作為后關系型數(shù)據(jù)庫，它整合了對象數(shù)據(jù)庫訪問、高性能的SQL訪問、強大的多維數(shù)據(jù)訪問這三種方法能夠天衣無縫地同時訪問相同的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)只要在單一的整合數(shù)據(jù)字典中描述一次，就可以被這三種方法訪問。Cach提供了比關系型技術更加高效的性能，更大的擴展性，更快速的編程能力和更加便捷的使用性能。Cach不僅僅是一種純

2、的數(shù)據(jù)庫技術。Cach包括一個應用服務器，這個服務器提供高級對象編程，并且可以很容易地與很多技術集成。Cach還提供高性能的運行環(huán)境，這一運行環(huán)境采用了舉世無雙的數(shù)據(jù)緩存技術。 Cach還在另一方面遠遠勝過了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術。Cach為開發(fā)復雜的、基于網頁應用程序提供了豐富的集成環(huán)境。Cach服務頁（CSP）技術可以進行快速開發(fā)，動態(tài)產生網頁。上千個用戶甚至在在比較差的硬件條件下也可以同時訪問數(shù)據(jù)上的應用程序。 對于那些不基于瀏覽器的應用，用戶接口可以用任何一個流行的客戶端接口技術編寫，如VB，Delphi，Java，或者C+。剩下的工作都交給Cach運行，這樣可以得到最好的結果（最快的編程效

3、率，最高的性能，最低的維護成本）。另一方面，Cach也提供了與其他技術的交互，支持大多數(shù)通用的開發(fā)工具，所以開發(fā)方法的選擇范圍很大。Cach數(shù)據(jù)庫特征后關系數(shù)據(jù)庫； 支持對稱多機多處理器；支持Unix、Linux 、Windows 2000操作系統(tǒng)，支持C/S/S或B/S/S的體系結構；支持關系模型，支持分布式處理，可管理5T以上的在線數(shù)據(jù)量；并行數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有良好的伸縮性，能在不影響數(shù)據(jù)庫正常運行的情況下更新系統(tǒng)；支持主流的網絡協(xié)議（TCP/IP、IPX/SPX、NETBIOS及混合協(xié)議等）；具有開放性，支持異種數(shù)據(jù)庫的訪問，包括實現(xiàn)對文件數(shù)據(jù)和桌面數(shù)據(jù)庫的訪問、實現(xiàn)對大型異種數(shù)據(jù)庫的訪問、

4、實現(xiàn)和高級語言互連的能力等。具有支持并行操作所需的技術，包括多服務器協(xié)同技術、事務處理的完整性控制技。對象型編輯。Cach數(shù)據(jù)庫是真正的對象型數(shù)據(jù)庫，開發(fā)時用戶可直接用數(shù)據(jù)庫定義自己想要的對象，然后再在其它開發(fā)工具中調用該對象的方法和屬性即可完成開發(fā)工作，非常方便。M技術M技術主要是美國從醫(yī)療行業(yè)里面發(fā)展出來的一個程序設計語言，從1977年起就是美國國家標準語言了，當時是叫MUMPS語言，它最早是麻省理工學院的研究成果，首先是從醫(yī)院信息系統(tǒng)應用中發(fā)展起來的，因為醫(yī)療領域數(shù)據(jù)關系很復雜，正好發(fā)揮這種語言的長處。它的特點就是面向數(shù)據(jù)庫的程序設計語言，在世界上已經在美、日、歐洲等廣泛應用。1992年

5、5月份ISO國際標準組織開會的時候經過投票，批準它成為ISO M標準語言，當時有三十幾個國家參加，中國的代表也投了贊成票。M語言的特長是它有一個獨特的多維數(shù)據(jù)庫機制，這個數(shù)據(jù)庫結構能更好表示真實世界里的數(shù)據(jù)關系。經過長期的運行考驗和發(fā)展，現(xiàn)在已經發(fā)展成為在M技術基礎上融合了面向對象、面向Web和優(yōu)化SQL技術的Cach后關系型數(shù)據(jù)庫，它具有突出的OLTP高速響應性能和高伸縮性，運行可靠性很高又便于維護，非常適合于像醫(yī)院信息系統(tǒng)和集成醫(yī)療提供網絡這樣的場合使用，所以它是在美國醫(yī)療行業(yè)里面應用的主流數(shù)據(jù)庫，而不是一般的兩維的關系數(shù)據(jù)庫，在美國起碼有幾千所醫(yī)院在用基于M技術的醫(yī)院信息系統(tǒng)，它應用的范

6、圍是很寬廣的。事實上除了北美以外，在歐洲、大洋洲、拉丁美洲、亞洲、非洲的90多個國家都在采用這種多維的后關系型數(shù)據(jù)庫技術。DTHealth數(shù)據(jù)庫的選型依據(jù)Cach是一種高性能的面向對象數(shù)據(jù)庫，具有高效率和可升級的多維對象模型，內部集成了SQL訪問，并且具有獨特的分布式數(shù)據(jù)緩沖功能。所以Cach對于醫(yī)院這種復雜的交易處理應用是一種非常好的選擇。因為采用了面向對象模型，Cach存儲的數(shù)據(jù)模型更接近現(xiàn)實世界，這是關系型數(shù)據(jù)庫所不能比擬的。與其他數(shù)據(jù)庫比較序號內容Cach數(shù)據(jù)庫關系數(shù)據(jù)庫1類型面向對象的后關系型數(shù)據(jù)庫，將是數(shù)據(jù)庫發(fā)展趨勢關系型數(shù)據(jù)庫，oracle正在開發(fā)后關系型2速度同等硬件條件下，普

7、通關系型數(shù)據(jù)庫的717倍（第三方測試）3容量大容量：600G在線容量，不用切庫。保證正常業(yè)務及數(shù)據(jù)查詢更便捷。Sql或Oracle：100G左右在線容量，大于100G需要切庫4數(shù)據(jù)存儲樹狀結構數(shù)據(jù)存儲，查詢、插入等應用操作速度加快表關系存儲5擴展性擴展性強，加字段極其容易擴展性受限，取決于最初預留的字段數(shù)6可維護性使用通用的sql語句掌握sql server或oracle任何一種關系型數(shù)據(jù)庫的編譯原理，極易上手應用操作：與sql或oracle完全一致高級維護：原理極易掌握了解和掌握的人較多；7中間件不用購買中間件和集成平臺，自身具備，只需一次性投入三層架構的關系型數(shù)據(jù)庫都需要購買中間件，價格較

8、高，需二次投入8影響力國際醫(yī)療行業(yè)主流數(shù)據(jù)庫通用型數(shù)據(jù)庫支持連接業(yè)務和統(tǒng)計分析的高性能Cach數(shù)據(jù)庫在同等條件下查詢相同數(shù)據(jù)比Oracle等普通數(shù)據(jù)庫要快。原因是Cach數(shù)據(jù)庫又叫做后關系型數(shù)據(jù)庫（Post-Relation）,顧名思義，Cach是基于普通關系型數(shù)據(jù)庫如：Oracle, SQL server, Sybase等的基礎之上并有所改進而產生的。Cach的核心引擎經過了對交易處理的優(yōu)化，存儲引擎也對交易處理進行了很好的優(yōu)化，采用Cach的高性能的交易處理型應用可以支持超過2百萬用戶的同時數(shù)據(jù)庫訪問。 Cach數(shù)據(jù)庫通過有效的多維數(shù)據(jù)模型和先進的存儲技術，替代傳統(tǒng)的二維表。交易訪問它們的

9、數(shù)據(jù)時，不需要做復雜的join操作或在不同的表中跳來跳去。數(shù)據(jù)訪問和更新可以用最少的I/O完成，從而提高數(shù)據(jù)訪問和處理速度。在一個有成千上萬用戶的系統(tǒng)中，減少進程對資源的競爭可以大大提高效率，一個最大的競爭就是交易進程都想訪問共同的數(shù)據(jù)。Cach的進程在更新數(shù)據(jù)時不會將整個數(shù)據(jù)頁鎖死，因為交易通常都頻繁請求少量的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫鎖在Cach中采用邏輯鎖，數(shù)據(jù)庫鎖死情況得到降低。通過原子量加減操作(這一操作不會鎖死數(shù)據(jù)庫)數(shù)據(jù)庫的訪問沖突進一步降低。Cach中，單個的交易運行很快，并且多個交易進程同時運行也非常好多維數(shù)據(jù)模型的高效訪問使Cach非常適合經常更新少量數(shù)據(jù)的交易處理應用，因為Cach將數(shù)

10、據(jù)組織成N維的數(shù)組，對于交易所需要的數(shù)據(jù)，可以很容易地搜索、加鎖和更新。應用和數(shù)據(jù)庫引擎不需要花費時間去訪問多個表，也不需要為搜索數(shù)據(jù)而鎖住相關的所有數(shù)據(jù)頁，這樣，單個的交易運行非?？?，更多的交易可以同時很快地運行。 和同樣規(guī)模的關系型數(shù)據(jù)庫應用相比較，基于Cach的應用需要較低的硬件配置就足以勝任工作。Cach還有其它特性支持其高性能的數(shù)據(jù)庫訪問： 在網絡環(huán)境中的性能優(yōu)化，當VB或Java等的應用的客戶端訪問數(shù)據(jù)庫時，相關的對象信息會被放在緩存中以被讀取。SQL方法對數(shù)據(jù)庫的訪問也做了非常好的優(yōu)化，使傳統(tǒng)的應用訪問對象數(shù)據(jù)庫同樣具有非常好的效率。Cach使用了多維數(shù)據(jù)引擎，使得對象數(shù)據(jù)從磁盤

11、到內存的過程得以很快完成，而且讀寫磁盤相互關聯(lián)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)非?？臁?Cach專門對海量的瘦客戶端的架構進行了優(yōu)化，適應于大規(guī)模的聯(lián)機事務操作(OLTP)。獨到的BitMap索引技術，支持在OLTP上進行OLAP。使用簡單，容易掌握Cach是設計用來提供數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)7X24小時服務的，系統(tǒng)可以靈活地從很小的4用戶擴展到千百萬用戶，許多系統(tǒng)的安裝是由用戶自己進行的，安裝Cach數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)可以不需要專業(yè)的系統(tǒng)管理員，后期的維護也很簡單，對于大型網絡系統(tǒng)，可以支持僅從某個節(jié)點管理和維護的網絡化管理。Cach永遠不需要做象傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫那些煩瑣的周期性重建索引或因版本更新而重新安裝數(shù)據(jù)這樣的工作， 這些操作既不

12、簡單，也不能保證系統(tǒng)能夠7X24小時工作。Cach包括一個能實現(xiàn)所有功能的系統(tǒng)管理工具，所有這些功能都可以遠程訪問進行操作，主要的系統(tǒng)管理功能還可以配置定期無人職守的執(zhí)行。Cach可以支持完全備份、增量備份和累積增量備份。這些備份可以在系統(tǒng)啟動并正常運行狀態(tài)甚至正在更新時進行，這些備份可以在后臺自動無操作員干涉的完成。當系統(tǒng)做改變時，包括增加一個數(shù)據(jù)庫服務器或切換到備份服務器上都不會中斷數(shù)據(jù)服務，只需要修改主名空間映射，重新配置就可以動態(tài)的完成，對于應用系統(tǒng)來說是透明的，可以不間斷繼續(xù)工作。Cach數(shù)據(jù)庫服務器本身管理簡單，系統(tǒng)維護和系統(tǒng)維護的培訓工作都簡單。系統(tǒng)非常強壯，系統(tǒng)維護的工作量也很

13、少，節(jié)省用戶的培訓和維護費用。Cach支持多種訪問數(shù)據(jù)庫的方式，可以通過Cach專用方式直接訪問，可以通過對象訪問，可以通過ODBC/JDBC訪問。Cach數(shù)據(jù)庫支持使用標準SQL語句來操作多維的數(shù)據(jù)庫，因此即使是不熟悉M語言的用戶依然可以輕易對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行操作。Cach數(shù)據(jù)庫除了M語言外還提供了一種類BASIC的開發(fā)語言Cach Basic, 熟悉BASIC語法的開發(fā)人員可以迅速的掌握Cach BASIC在Cach數(shù)據(jù)庫上開發(fā)后臺的對象和應用邏輯。接口容易Cach數(shù)據(jù)庫支持ODBC標準接口，因此在與其他系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換時非常容易。同時Cach亦可以將數(shù)據(jù)輸出成文本文件格式以供其它系統(tǒng)訪

14、問調用。XML技術在當今的系統(tǒng)互連互通中，扮演著越來越重要的角色。尤其是在醫(yī)療行業(yè)這樣的多系統(tǒng)的復雜應用環(huán)境。Cach數(shù)據(jù)庫的多維結構不僅和XML結構一致，并且支持Cach對象和XML之間的雙向的轉換，包括自動生成DTD文件。這樣就為不同系統(tǒng)之間的耦合提供了極大的便利。Cach使用了獨特的對象存儲機制，對象的存儲方式與對象的邏輯定義相互獨立，還允許根據(jù)特殊應用的需求靈活調整性能。在使用了Cach SQL Gateway后，你甚至可以把對象數(shù)據(jù)存儲在第三方數(shù)據(jù)庫中。 Cach關系數(shù)據(jù)庫網關-Cach Relational Gateway允許從Cach中發(fā)送SQL 請求到其它數(shù)據(jù)庫查詢數(shù)據(jù)。使用這

15、個網關，一個Cach應用可以存取其它關系數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)。如果Cach 數(shù)據(jù)結構是通過CachSQLStorage編譯， 這個網關便可允許Cach 的訪問其它關系數(shù)據(jù)庫。這使Cach的應用享用關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)， 同時亦提高了應用的靈活性。 當然，如果直接訪問Cach 數(shù)據(jù)庫，應用系統(tǒng)會更好的體現(xiàn)它性能、效率和擴展性。 使用Cach Relational Gateway后，應用系統(tǒng)允許訪問關系型數(shù)據(jù)庫，用戶可以繼續(xù)在對性能要求不高的系統(tǒng)上繼續(xù)使用傳統(tǒng)的關系型數(shù)據(jù)庫， 實現(xiàn)對舊系統(tǒng)的接口和集成。綜上所述，Cach可以通過ODBC接口，文本交換，XML，以及Cach關系數(shù)據(jù)庫網關和其他的系統(tǒng)接口和

16、耦合。真正的多層結構多層架構部署適合大型綜合系統(tǒng)應用，一般用于并發(fā)用戶數(shù)目比較高，訪問數(shù)據(jù)和運算量比較大等情況。另外多層結構易于將來擴展，如果系統(tǒng)預計未來有較大擴展可能性則適合采用多層架構進行部署。通過中間邏輯運算層的分布式部署，可以有效的降低主機服務器的運算負載，將大量運算邏輯處理在二級應用服務器上面進行處理，有效緩解醫(yī)院系統(tǒng)高峰時候超負荷運行的需求。如下圖：Cach服務器本身既可以作為一個數(shù)據(jù)庫，也可以作為一個應用服務器。無需第三方的應用服務器產品，Cach數(shù)據(jù)庫自身就能夠實現(xiàn)真正意義上的3層結構，實現(xiàn)真正的分布式服務。如下圖：Cach數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)訪問結構圖其它數(shù)據(jù)庫(Oracle, SQL

17、 server, Sybase等)數(shù)據(jù)訪問結構圖由上圖可看到，在Cach環(huán)境下用戶并非直接訪問主數(shù)據(jù)庫，而是先訪問二級服務器上的Cach數(shù)據(jù)，通過二級服務器上的數(shù)據(jù)交換處理分散了主服務器上數(shù)據(jù)處理工作，所有計算處理功能都由二級服務器上的Cach完成，只有用戶真正調用主數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)時或二級服務器上的Cach不能完成用戶訪問要求時，才會向主服務器上的Cach數(shù)據(jù)庫提出訪問申請。相反，其它類型的數(shù)據(jù)庫卻無法實現(xiàn)這種功能，如上圖，盡管Oracle 與 SQL server 等也聲明它們支持3層結構和分布式訪問結構，但客觀上的性能限制其無法實現(xiàn)真正意義上的分布式功能，Oracle 等僅僅是在其數(shù)據(jù)庫內

18、部實現(xiàn)了虛擬的分布式3層結構，而全部工作最終還是由一臺主服務器上的數(shù)據(jù)庫進行處理，所以當大量數(shù)據(jù)訪問主服務器數(shù)據(jù)庫時（病人訪問高峰期），整個系統(tǒng)性能將大大降低，處理速度非常慢，造成病人大量滯留等情況發(fā)生。而Cach數(shù)據(jù)庫卻能通過二級服務器數(shù)據(jù)庫有效的分散處理工作，當高峰期來臨時，同一時間內上百個數(shù)據(jù)訪問將被分散為幾十個一組分別由二級服務器數(shù)據(jù)庫處理，就像平時非高峰期使用時一樣，系統(tǒng)性能不會有明顯下降，用戶甚至無法察覺。Cach服務器本身就是一個基于面向對象技術的應用服務器，并且Cach擁有和任何一種主流技術的接口，可以支持.NET和J2EE的技術構建三層應用。 由上圖可看到，Cach可以作為應

19、用服務器，使用本身自帶的CSP動態(tài)頁面技術，構建B/S結構的三層應用。也可以和符合J2EE規(guī)范的應用服務器構建三層或多層的應用。同樣對于.NET構架也是適用的。Cach不僅能夠提供以上的B/S結構瘦客戶端的三層應用，而且可以提供胖客戶端的三層應用。故障切換的特性增加了Cach的健壯性Cach支持備份服務器（Shadow Server）和數(shù)據(jù)庫集群(Database Cluster)這些先進高可靠性功能，使Cach的應用系統(tǒng)更加健壯。備份服務器的功能是非常強大的。使用了備份服務器后，主服務器的所有數(shù)據(jù)更新將定時在備份服務器上更新，這樣可帶來如下好處：當主服務器故障時，備份服務器可以立即投入使用，

20、故障發(fā)生時正在進行的交易會自動回滾并需要重新提交。備份服務器可以用來做報表或查詢，當主服務器在工作時備份服務器不能進行更新操作。數(shù)據(jù)庫的備份可以在備份服務器上做，一定程度上可以減輕主服務器的負載。當主備服務器的連接因故障中斷后，備份服務器可以在恢復后自動連接并更新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫集群功能支持動態(tài)切換特性。在數(shù)據(jù)庫集群中，多個系統(tǒng)訪問共享的數(shù)據(jù)區(qū)，并且利用集群管理軟件來對數(shù)據(jù)塊進行同步訪問。如果一個系統(tǒng)故障時，其它系統(tǒng)會繼續(xù)提供服務，在故障機上未完成的交易會回滾，客戶端重新連接到其它節(jié)點繼續(xù)工作。負載均衡功能會動態(tài)分配用戶到不同的節(jié)點工作。數(shù)據(jù)庫集群提供了非?？煽亢挽`活的功能，但需要比其它系統(tǒng)更多的

21、系統(tǒng)管理和維護，并需要專門的硬件實現(xiàn)。升級擴容方便Cach使用分布式緩存協(xié)議（DCPDistributed Cach Protocol），這允許在不修改程序邏輯的情況下，將數(shù)據(jù)庫服務器或者應用服務器擴展到網絡上任何一個節(jié)點主機上，主機的平臺甚至可以任意選擇，也可以根據(jù)處理需要增加數(shù)據(jù)庫或應用服務器的數(shù)量。 Cach可以提供靈活的網絡結構方案，根據(jù)用戶的應用需求和現(xiàn)有的網絡拓撲，你可以選擇多臺數(shù)據(jù)庫服務器主機方案、多個中間應用服務器方案或瘦客戶機方案。當醫(yī)院需要增加客戶端PC或醫(yī)院進行擴大規(guī)模時，不需要重新購買或更新主服務器，只需要適當增加二級服務器的數(shù)量即可，二級服務器相對來說要比主服務器要便宜許多，因此，醫(yī)院可節(jié)約資金減少重復投資。支持遠程映射和鏡像Cach數(shù)據(jù)庫支持遠程的映射和鏡像，比如在不同城市之間，或在同一城市的不同區(qū)域之間，Cach可以進行鏡像（Mapping），使不同區(qū)域的Cach數(shù)據(jù)庫同步聯(lián)系起來，雖然在不同區(qū)域，但大家使用起來就像共用一個數(shù)據(jù)庫。該功能特別適合于一家醫(yī)院同時擁有幾個分部的情況。這樣，用戶雖然地處不同區(qū)