《CACH数据库简介》word版

1、CACH数据库简介Cach简介当今事务处理应用系统必须覆盖大范围的网络，为成千上万个客户端提供服务，还需要有卓越的效率、兼容Web、简单的操作以及低的成本，更需要高速的开发。这些都已超出了关系型技术的能力，计算机世界已进入“后关系型”时代。Cach是新一代高性能数据库技术，称之为“后关系型”。作为后关系型数据库，它整合了对象数据库访问、高性能的SQL访问、强大的多维数据访问这三种方法能够天衣无缝地同时访问相同的数据。数据只要在单一的整合数据字典中描述一次，就可以被这三种方法访问。Cach提供了比关系型技术更加高效的性能，更大的扩展性，更快速的编程能力和更加便捷的使用性能。Cach不仅仅是一种纯

2、的数据库技术。Cach包括一个应用服务器，这个服务器提供高级对象编程，并且可以很容易地与很多技术集成。Cach还提供高性能的运行环境，这一运行环境采用了举世无双的数据缓存技术。 Cach还在另一方面远远胜过了传统的数据库技术。Cach为开发复杂的、基于网页应用程序提供了丰富的集成环境。Cach服务页（CSP）技术可以进行快速开发，动态产生网页。上千个用户甚至在在比较差的硬件条件下也可以同时访问数据上的应用程序。 对于那些不基于浏览器的应用，用户接口可以用任何一个流行的客户端接口技术编写，如VB，Delphi，Java，或者C+。剩下的工作都交给Cach运行，这样可以得到最好的结果（最快的编程效

3、率，最高的性能，最低的维护成本）。另一方面，Cach也提供了与其他技术的交互，支持大多数通用的开发工具，所以开发方法的选择范围很大。Cach数据库特征后关系数据库； 支持对称多机多处理器；支持Unix、Linux 、Windows 2000操作系统，支持C/S/S或B/S/S的体系结构；支持关系模型，支持分布式处理，可管理5T以上的在线数据量；并行数据库系统具有良好的伸缩性，能在不影响数据库正常运行的情况下更新系统；支持主流的网络协议（TCP/IP、IPX/SPX、NETBIOS及混合协议等）；具有开放性，支持异种数据库的访问，包括实现对文件数据和桌面数据库的访问、实现对大型异种数据库的访问、

4、实现和高级语言互连的能力等。具有支持并行操作所需的技术，包括多服务器协同技术、事务处理的完整性控制技。对象型编辑。Cach数据库是真正的对象型数据库，开发时用户可直接用数据库定义自己想要的对象，然后再在其它开发工具中调用该对象的方法和属性即可完成开发工作，非常方便。M技术M技术主要是美国从医疗行业里面发展出来的一个程序设计语言，从1977年起就是美国国家标准语言了，当时是叫MUMPS语言，它最早是麻省理工学院的研究成果，首先是从医院信息系统应用中发展起来的，因为医疗领域数据关系很复杂，正好发挥这种语言的长处。它的特点就是面向数据库的程序设计语言，在世界上已经在美、日、欧洲等广泛应用。1992年

5、5月份ISO国际标准组织开会的时候经过投票，批准它成为ISO M标准语言，当时有三十几个国家参加，中国的代表也投了赞成票。M语言的特长是它有一个独特的多维数据库机制，这个数据库结构能更好表示真实世界里的数据关系。经过长期的运行考验和发展，现在已经发展成为在M技术基础上融合了面向对象、面向Web和优化SQL技术的Cach后关系型数据库，它具有突出的OLTP高速响应性能和高伸缩性，运行可靠性很高又便于维护，非常适合于像医院信息系统和集成医疗提供网络这样的场合使用，所以它是在美国医疗行业里面应用的主流数据库，而不是一般的两维的关系数据库，在美国起码有几千所医院在用基于M技术的医院信息系统，它应用的范

6、围是很宽广的。事实上除了北美以外，在欧洲、大洋洲、拉丁美洲、亚洲、非洲的90多个国家都在采用这种多维的后关系型数据库技术。DTHealth数据库的选型依据Cach是一种高性能的面向对象数据库，具有高效率和可升级的多维对象模型，内部集成了SQL访问，并且具有独特的分布式数据缓冲功能。所以Cach对于医院这种复杂的交易处理应用是一种非常好的选择。因为采用了面向对象模型，Cach存储的数据模型更接近现实世界，这是关系型数据库所不能比拟的。与其他数据库比较序号内容Cach数据库关系数据库1类型面向对象的后关系型数据库，将是数据库发展趋势关系型数据库，oracle正在开发后关系型2速度同等硬件条件下，普

7、通关系型数据库的717倍（第三方测试）3容量大容量：600G在线容量，不用切库。保证正常业务及数据查询更便捷。Sql或Oracle：100G左右在线容量，大于100G需要切库4数据存储树状结构数据存储，查询、插入等应用操作速度加快表关系存储5扩展性扩展性强，加字段极其容易扩展性受限，取决于最初预留的字段数6可维护性使用通用的sql语句掌握sql server或oracle任何一种关系型数据库的编译原理，极易上手应用操作：与sql或oracle完全一致高级维护：原理极易掌握了解和掌握的人较多；7中间件不用购买中间件和集成平台，自身具备，只需一次性投入三层架构的关系型数据库都需要购买中间件，价格较

8、高，需二次投入8影响力国际医疗行业主流数据库通用型数据库支持连接业务和统计分析的高性能Cach数据库在同等条件下查询相同数据比Oracle等普通数据库要快。原因是Cach数据库又叫做后关系型数据库（Post-Relation）,顾名思义，Cach是基于普通关系型数据库如：Oracle, SQL server, Sybase等的基础之上并有所改进而产生的。Cach的核心引擎经过了对交易处理的优化，存储引擎也对交易处理进行了很好的优化，采用Cach的高性能的交易处理型应用可以支持超过2百万用户的同时数据库访问。 Cach数据库通过有效的多维数据模型和先进的存储技术，替代传统的二维表。交易访问它们的

9、数据时，不需要做复杂的join操作或在不同的表中跳来跳去。数据访问和更新可以用最少的I/O完成，从而提高数据访问和处理速度。在一个有成千上万用户的系统中，减少进程对资源的竞争可以大大提高效率，一个最大的竞争就是交易进程都想访问共同的数据。Cach的进程在更新数据时不会将整个数据页锁死，因为交易通常都频繁请求少量的数据，数据库锁在Cach中采用逻辑锁，数据库锁死情况得到降低。通过原子量加减操作(这一操作不会锁死数据库)数据库的访问冲突进一步降低。Cach中，单个的交易运行很快，并且多个交易进程同时运行也非常好多维数据模型的高效访问使Cach非常适合经常更新少量数据的交易处理应用，因为Cach将数

10、据组织成N维的数组，对于交易所需要的数据，可以很容易地搜索、加锁和更新。应用和数据库引擎不需要花费时间去访问多个表，也不需要为搜索数据而锁住相关的所有数据页，这样，单个的交易运行非常快，更多的交易可以同时很快地运行。 和同样规模的关系型数据库应用相比较，基于Cach的应用需要较低的硬件配置就足以胜任工作。Cach还有其它特性支持其高性能的数据库访问： 在网络环境中的性能优化，当VB或Java等的应用的客户端访问数据库时，相关的对象信息会被放在缓存中以被读取。SQL方法对数据库的访问也做了非常好的优化，使传统的应用访问对象数据库同样具有非常好的效率。Cach使用了多维数据引擎，使得对象数据从磁盘

11、到内存的过程得以很快完成，而且读写磁盘相互关联数据的数据非常快。 Cach专门对海量的瘦客户端的架构进行了优化，适应于大规模的联机事务操作(OLTP)。独到的BitMap索引技术，支持在OLTP上进行OLAP。使用简单，容易掌握Cach是设计用来提供数据库系统7X24小时服务的，系统可以灵活地从很小的4用户扩展到千百万用户，许多系统的安装是由用户自己进行的，安装Cach数据库系统可以不需要专业的系统管理员，后期的维护也很简单，对于大型网络系统，可以支持仅从某个节点管理和维护的网络化管理。Cach永远不需要做象传统数据库那些烦琐的周期性重建索引或因版本更新而重新安装数据这样的工作， 这些操作既不

12、简单，也不能保证系统能够7X24小时工作。Cach包括一个能实现所有功能的系统管理工具，所有这些功能都可以远程访问进行操作，主要的系统管理功能还可以配置定期无人职守的执行。Cach可以支持完全备份、增量备份和累积增量备份。这些备份可以在系统启动并正常运行状态甚至正在更新时进行，这些备份可以在后台自动无操作员干涉的完成。当系统做改变时，包括增加一个数据库服务器或切换到备份服务器上都不会中断数据服务，只需要修改主名空间映射，重新配置就可以动态的完成，对于应用系统来说是透明的，可以不间断继续工作。Cach数据库服务器本身管理简单，系统维护和系统维护的培训工作都简单。系统非常强壮，系统维护的工作量也很

13、少，节省用户的培训和维护费用。Cach支持多种访问数据库的方式，可以通过Cach专用方式直接访问，可以通过对象访问，可以通过ODBC/JDBC访问。Cach数据库支持使用标准SQL语句来操作多维的数据库，因此即使是不熟悉M语言的用户依然可以轻易对数据库中的数据进行操作。Cach数据库除了M语言外还提供了一种类BASIC的开发语言Cach Basic, 熟悉BASIC语法的开发人员可以迅速的掌握Cach BASIC在Cach数据库上开发后台的对象和应用逻辑。接口容易Cach数据库支持ODBC标准接口，因此在与其他系统进行数据交换时非常容易。同时Cach亦可以将数据输出成文本文件格式以供其它系统访

14、问调用。XML技术在当今的系统互连互通中，扮演着越来越重要的角色。尤其是在医疗行业这样的多系统的复杂应用环境。Cach数据库的多维结构不仅和XML结构一致，并且支持Cach对象和XML之间的双向的转换，包括自动生成DTD文件。这样就为不同系统之间的耦合提供了极大的便利。Cach使用了独特的对象存储机制，对象的存储方式与对象的逻辑定义相互独立，还允许根据特殊应用的需求灵活调整性能。在使用了Cach SQL Gateway后，你甚至可以把对象数据存储在第三方数据库中。 Cach关系数据库网关-Cach Relational Gateway允许从Cach中发送SQL 请求到其它数据库查询数据。使用这

15、个网关，一个Cach应用可以存取其它关系数据库的数据。如果Cach 数据结构是通过CachSQLStorage编译， 这个网关便可允许Cach 的访问其它关系数据库。这使Cach的应用享用关系数据库系统上的数据， 同时亦提高了应用的灵活性。 当然，如果直接访问Cach 数据库，应用系统会更好的体现它性能、效率和扩展性。 使用Cach Relational Gateway后，应用系统允许访问关系型数据库，用户可以继续在对性能要求不高的系统上继续使用传统的关系型数据库， 实现对旧系统的接口和集成。综上所述，Cach可以通过ODBC接口，文本交换，XML，以及Cach关系数据库网关和其他的系统接口和

16、耦合。真正的多层结构多层架构部署适合大型综合系统应用，一般用于并发用户数目比较高，访问数据和运算量比较大等情况。另外多层结构易于将来扩展，如果系统预计未来有较大扩展可能性则适合采用多层架构进行部署。通过中间逻辑运算层的分布式部署，可以有效的降低主机服务器的运算负载，将大量运算逻辑处理在二级应用服务器上面进行处理，有效缓解医院系统高峰时候超负荷运行的需求。如下图：Cach服务器本身既可以作为一个数据库，也可以作为一个应用服务器。无需第三方的应用服务器产品，Cach数据库自身就能够实现真正意义上的3层结构，实现真正的分布式服务。如下图：Cach数据库数据访问结构图其它数据库(Oracle, SQL

17、 server, Sybase等)数据访问结构图由上图可看到，在Cach环境下用户并非直接访问主数据库，而是先访问二级服务器上的Cach数据，通过二级服务器上的数据交换处理分散了主服务器上数据处理工作，所有计算处理功能都由二级服务器上的Cach完成，只有用户真正调用主数据库中的数据时或二级服务器上的Cach不能完成用户访问要求时，才会向主服务器上的Cach数据库提出访问申请。相反，其它类型的数据库却无法实现这种功能，如上图，尽管Oracle 与 SQL server 等也声明它们支持3层结构和分布式访问结构，但客观上的性能限制其无法实现真正意义上的分布式功能，Oracle 等仅仅是在其数据库内

18、部实现了虚拟的分布式3层结构，而全部工作最终还是由一台主服务器上的数据库进行处理，所以当大量数据访问主服务器数据库时（病人访问高峰期），整个系统性能将大大降低，处理速度非常慢，造成病人大量滞留等情况发生。而Cach数据库却能通过二级服务器数据库有效的分散处理工作，当高峰期来临时，同一时间内上百个数据访问将被分散为几十个一组分别由二级服务器数据库处理，就像平时非高峰期使用时一样，系统性能不会有明显下降，用户甚至无法察觉。Cach服务器本身就是一个基于面向对象技术的应用服务器，并且Cach拥有和任何一种主流技术的接口，可以支持.NET和J2EE的技术构建三层应用。 由上图可看到，Cach可以作为应

19、用服务器，使用本身自带的CSP动态页面技术，构建B/S结构的三层应用。也可以和符合J2EE规范的应用服务器构建三层或多层的应用。同样对于.NET构架也是适用的。Cach不仅能够提供以上的B/S结构瘦客户端的三层应用，而且可以提供胖客户端的三层应用。故障切换的特性增加了Cach的健壮性Cach支持备份服务器（Shadow Server）和数据库集群(Database Cluster)这些先进高可靠性功能，使Cach的应用系统更加健壮。备份服务器的功能是非常强大的。使用了备份服务器后，主服务器的所有数据更新将定时在备份服务器上更新，这样可带来如下好处：当主服务器故障时，备份服务器可以立即投入使用，

20、故障发生时正在进行的交易会自动回滚并需要重新提交。备份服务器可以用来做报表或查询，当主服务器在工作时备份服务器不能进行更新操作。数据库的备份可以在备份服务器上做，一定程度上可以减轻主服务器的负载。当主备服务器的连接因故障中断后，备份服务器可以在恢复后自动连接并更新数据。数据库集群功能支持动态切换特性。在数据库集群中，多个系统访问共享的数据区，并且利用集群管理软件来对数据块进行同步访问。如果一个系统故障时，其它系统会继续提供服务，在故障机上未完成的交易会回滚，客户端重新连接到其它节点继续工作。负载均衡功能会动态分配用户到不同的节点工作。数据库集群提供了非常可靠和灵活的功能，但需要比其它系统更多的

21、系统管理和维护，并需要专门的硬件实现。升级扩容方便Cach使用分布式缓存协议（DCPDistributed Cach Protocol），这允许在不修改程序逻辑的情况下，将数据库服务器或者应用服务器扩展到网络上任何一个节点主机上，主机的平台甚至可以任意选择，也可以根据处理需要增加数据库或应用服务器的数量。 Cach可以提供灵活的网络结构方案，根据用户的应用需求和现有的网络拓扑，你可以选择多台数据库服务器主机方案、多个中间应用服务器方案或瘦客户机方案。当医院需要增加客户端PC或医院进行扩大规模时，不需要重新购买或更新主服务器，只需要适当增加二级服务器的数量即可，二级服务器相对来说要比主服务器要便宜许多，因此，医院可节约资金减少重复投资。支持远程映射和镜像Cach数据库支持远程的映射和镜像，比如在不同城市之间，或在同一城市的不同区域之间，Cach可以进行镜像（Mapping），使不同区域的Cach数据库同步联系起来，虽然在不同区域，但大家使用起来就像共用一个数据库。该功能特别适合于一家医院同时拥有几个分部的情况。这样，用户虽然地处不同区