Обоснование выбора технических средств. Обзор систем управления базами данных (субд) для систем контроля и управления доступом (скуд)

18.03.2014

Источник: Журнал "Технологии Защиты" № 1, 2014

В данной статье мы коснёмся достаточно скрытой, но при этом, такой важной части любой современной сетевой СКУД, как система управления базами данных (СУБД). Любая современная сетевая СКУД нуждается в базе данных, так как является по своей сути информационной системой, предназначенной для хранения, обработки и анализа информации о происходящих на защищаемом объекте событиях. Также в СКУД должны храниться настройки оборудования, коды карт и личные данные пользователей, уровни доступа и другая нужная информация.

Терминология

Частая ошибка многих специалистов по безопасности - некорректное использование термина «база данных» (БД) вместо термина «система управления базами данных» (СУБД). Давайте разберёмся, что к чему.

База данных - представленная в объективной форме совокупность самостоятельных материалов, систематизированных таким образом, чтобы эти материалы могли быть найдены и обработаны с помощью электронной вычислительной машины.

Система управления базами данных (СУБД) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

То есть, упрощённо, «база данных» – это сами данные, представленные в виде совокупности файлов на дисках, с которыми как раз работает «система управления базами данных» (СУБД) – программный продукт, имеющий средства для создания, наполнения, модификации и поиска по базам данных.

Разработчики различных приложений, в том числе и разработчики СКУД, работают именно с СУБД и выбирают СУБД под свои нужды.

Требования к СУБД, применяемым в СКУД

Какие же особенные требования следует предъявить к СУБД, используемой в СКУД с точки зрения пользователя?

• Во-первых - надёжность: никакие данные не должны пропасть! Сбои должны быть минимизированы и не должны приводить к потерям данных, базы должны быть надёжно защищены от несанкционированного доступа, на режимных объектах могут потребоваться функции шифрования данных, необходимо также обеспечивать регулярное резервное копирование баз данных и возможность восстановления из архива при необходимости.
• Во-вторых - производительность: СУБД должна обеспечивать приемлемый уровень производительности для решения возложенных на неё задач.
• В-третьих, на мой взгляд, это уверенность в том, что СУБД будет поддерживаться производителем, и вы не останетесь один на один с проблемой в случае какого-то серьёзного сбоя или сложной ситуации.

Виды СУБД

СУБД на данный момент существует великое множество и классифицируются они по разным признакам. Но мы не будем останавливаться в данной статье на всём многообразии этих типов, опустим перспективные и экзотические технологии типа объектно-ориентированных и иерархических СУБД. Стандартом де-факто в современных информационных системах являются реляционные СУБД, в которых данные хранятся в табличном виде, о них мы и будем говорить. Так чем же различаются все эти системы? Перечислю ключевые параметры важные как для разработчиков, так и для пользователей системы.

Способ доступа к БД:

1. Клиент-серверные СУБД
2. Файл-серверные СУБД
3. Встраиваемые СУБД

В клиент-серверных СУБД (Microsoft SQL Server, Oracle, Firebird, PostgreSQL, InterBase, MySQL и др.) вся обработка данных ведётся в одном месте, на сервере, в том же месте, где хранятся (обычно) данные, при этом к файлам данных имеет доступ только один сервер, одна система - это сама СУБД. Приложения-клиенты при этом посылают запросы на обработку и получение данных из СУБД и получают ответы; приложения-клиенты не имеют непосредственного доступа к файлам данных. Все промышленные СУБД на данный момент являются именно клиент-серверными.

В файл-серверных СУБД (Paradox, Microsoft Access, FoxPro, dBase и др.), наоборот, приложения имеют общий доступ ко всем файлам базы данных (хранящимся обычно в каком-то разделяемом файловом хранилище) и совместно обрабатывают эти данные. Каждое приложение самостоятельно обрабатывает данные. На данный момент файл-серверная технология считается устаревшей, а её использование в крупных информационных системах - недостатком. Проблема в том, что файл-серверные СУБД не имеют многих преимуществ клиент-серверных, таких как: кэширование данных, параллелизм запросов, высокая производительность и обладают рядом недостатков (сложности с поддержанием целостности базы, восстановлением, блокировками и т.д.), что приводит в свою очередь к пониженной надёжности и производительности. Состояние базы в файловых СУБД необходимо постоянно отслеживать и проводить операции по её «лечению» с помощью встроенных или сторонних утилит.

Встраиваемые СУБД (SQLite, Firebird Embedded, Microsoft SQL Server Compact и др.) поставляются в составе готового программного продукта, не требуя процедуры самостоятельной установки. Встраиваемые СУБД предназначены для локального хранения данных приложения и не рассчитаны на коллективное использование в сети. К примеру, встраиваемая бесплатная СУБД SQLite широко используется в известной мобильной ОС Android, разработанной в компании Google, и во многих мобильных приложениях.

Схема лицензирования:

1. Бесплатные СУБД
2. Коммерческие промышленные СУБД (большинство производителей предлагают также бесплатную ограниченную версию)

Файл-серверные и встраиваемые СУБД практически все являются бесплатными, из бесплатных клиент-серверных СУБД наиболее известные: Firebird, PostgreSQL и MySQL.

Чисто коммерческий продукт, разработанный компанией Borland: СУБД InterBase. Ранее у этой СУБД была бесплатная версия с открытым исходным кодом: InterBase 6.0, но проект InterBase 6.0 Open Source Edition перестал поддерживаться компанией Borland. В 2001 году группа энтузиастов создала отдельный Open source проект СУБД Firebird, упомянутой выше, который получил широкую известность и множество поклонников среди разработчиков.

Большинство производителей промышленных СУБД дают возможность пользоваться бесплатными редакциями своих продуктов, которые являются урезанными по функционалу и по производительности вариантами полнофункциональной версии СУБД.

Плюсы свободных СУБД: это бесплатно, они менее требовательны к ресурсам ПК, обладают богатым функционалом и хорошей производительностью при грамотной настройке, достаточно надёжны.

Минусы: никто не даст гарантии, что через определенное время проект не перестанет существовать, т.к. его поддерживает сообщество энтузиастов, также сложнее найти грамотного специалиста для обслуживания СУБД типа Firebird или PostgreSQL.

Плюсы коммерческих СУБД: хорошая задокументированность, высокая производительность, масштабируемость, надёжность, поддерживаемость, наличие встроенных инструментов для разработки и администрирования. Вероятность того, что компания Oracle, Microsoft или IBM перестанут поддерживать свои системы, стремится к нулю.

Минусы : они более требовательны к ресурсам, чем бесплатные аналоги, стоят денег и немалых.

В приведённой ниже таблице приведены ограничения наиболее часто используемых бесплатных редакций промышленных СУБД.

При превышении максимального размера базы запись в БД прекратится, но эту проблему легко предотвратить. В основном, объём требуется для хранения постоянно накапливающихся в системе событий, остальные данные (настройки контроллеров, данные субъектов доступа, уровни доступа и т.п.) относительно статичны и только на сверхкрупных системах могут превысить ограничения бесплатных Express-версий. Необходимо настроить средствами вашей СУБД процедуру периодического удаления старых событий из БД. Во многих СКУД эти процедуры предусмотрены разработчиками и их надо просто настроить.

Что касается ограничений по производительности: если система небольшая, не подразумевает больших нагрузок на СУБД, спокойно можно ограничиться бесплатной редакцией, её будет более чем достаточно. Если же задача накладывает повышенные требования на подсистему СУБД: большое количество пользователей в системе, большой трафик событий и поток обновлений данных в системе (объекты с большим количеством временных посетителей) и высокие требования к глубине архива событий, то всегда можно перейти с бесплатной редакции на коммерческий вариант, оплатив необходимую лицензию.

СУБД в СКУД

В таблице ниже приведены данные из открытых источников относительно типа применяемой СУБД в популярных в России системах контроля и управления доступом.

Как видно, большинство производителей СКУД поставляют бесплатную версию промышленной клиент-серверной СУБД Microsoft SQL Server Express Edition и свободную (бесплатную) кроссплатформенную СУБД Firefird (примерно 50 на 50).

Конкретный выбор той или иной СУБД – дело вкуса и предпочтений каждого производителя, благо – выбор есть. При выборе разработчики учитывают также вопросы удобства и простоты администрирования, наличие встроенных бесплатных инструментов для администрирования и разработки.

СУБД для СКУД помимо высокой надёжности и производительности должна быть удобной и недорогой в поддержке. Разработчики СКУД прекрасно понимают, что даже на крупных объектах зачастую нет выделенных специалистов для обслуживания СКУД, обладающих навыками администрирования СУБД, поэтому стараются включать в свои продукты функции, облегчающие и автоматизирующие процессы обслуживания базы данных.

Прежде всего – резервное копирование БД, основа основ, которая позволяет администратору системы спокойно спать. Все СУБД имеют собственные средства для создания резервных копий, но хорошим тоном считается, когда функция резервного копирования интегрирована в продукт и администратору необходимо лишь включить/настроить её и периодически проверять функционирование.

Вторая частая проблема – восстановление данных после сбоя. Здесь опять же на выручку приходит свежая резервная копия, но если её нет, или критично восстановление всех возможных данных, то потребуются дополнительные усилия. К счастью, в промышленных СУБД (чего не скажешь о старых файловых СУБД типа Paradox) такие явления происходят нечасто, их может вызвать разве что «умирающий» жёсткий диск или сбой электропитания. В этом случае потребуются услуги специалиста-администратора СУБД, который сможет с помощью встроенных в любую серьёзную СУБД инструментов восстановить максимум из возможного. Также следует учесть, что некоторые производители СКУД в рамках технической поддержки оказывают услуги по восстановлению баз.

• При выборе СКУД обратите внимание на то, какая СУБД поставляется совместно с системой.
• Если вы эксплуатируете СКУД, то выясните, какая СУБД в ней используется.
• Оцените трафик данных и нагрузку в вашей системе, чтобы определиться с требуемыми аппаратными ресурсами сервера СУБД и нужной редакцией СУБД (проконсультируйтесь у производителя вашей СКУД при необходимости).
• Если в вашей СКУД используется Express-версия Microsoft SQL Server или Oracle, то необходимо задаться вопросом: «Насколько нам хватит бесплатного объёма базы?». Настройте периодическое удаление из базы старых событий средствами СКУД (если таковые имеются) либо же рассмотрите вопрос о миграции на платную неограниченную версию СУБД.
• Настройте резервное копирование баз данных средствами СКУД или же средствами СУБД и регулярно проверяйте его выполнение.
• Найдите специалиста по СУБД (администратора), к которому можно будет обратиться в случае повреждения базы данных, узнайте в технической поддержке производителя СКУД возможность предоставления такого рода услуг.

Microsoft Access – это интерактивная реляционная СУБД (relational database management system – RDBMS) для WINDOWS. Это программа, которую вы можете использовать для хранения и извлечения данных в зависимости от отношений, которые вы установили. Работа с ней упрощена посредством манипулятора мыши. Графические возможности оболочки производят большое впечатление при изготовлении высококачественных отчетов и распечаток. Все это благодаря поддержки True-type шрифтов и встраивания OLE-объектов (Object Linking and Embeding) в рамках среды WINDOWS. OLE – объект представляет собой ссылку на определенную информацию, которая остается в своей первоначальной форме. OLE-объектом может быть EXCEL –таблица, Paintbrush – иллюстрация или Sound –файл.

Новинкой программы Access является Cue Cards – Система суфлирования. Это обучающая система, предоставляющая пользователю рекомендации по выходу из реальных ситуаций при решении прикладных задач. При знании английского языка пользователь всегда сможет получить подсказку о том, что следует делать далее.

Access также предоставляет в распоряжение пользователя механизмы работы с базами данных различных форматов. К примеру, можно прямо обращаться к базам данных dBASE, Paradox или Btrieve без конвертирования их в формат, используемый Access. В состав пакета Access также входит язык Access Basic (встроенный диалект языка Visual Basic), дающий возможность формирования специализированных систем управления базами данных.

Теперь перейдем к более подробному рассмотрению системы Access. Основными понятиями или объектами этой системы являются: таблицы, запросы, формуляры, отчеты, макросы и модули. И, конечно же, главным понятием будет база данных (database).

Для создания базы данных необходимо выполнить следующие шаги:

Активизируйте окно Microsoft Access и выберите в меню File директиву New Database (или щелкните кнопкой New Database в строке пиктограмм). Microsoft Access высвечивает диалоговое окно New Database и автоматически дает имя вашей базе данных, которое вы можете заменить.

В строке File Name, напечатайте ваш вариант имени базы данных. Оно может содержать до 8 символов без пробелов. Microsoft Access автоматически добавляет расширение. MDB к имени вашей базы данных, если Вы этого не сделали.

Если вы хотите хранить базу данных в определенном месте, выберите соответствующую директорию в списке директорий Directories list.

Нажмите на кнопку OK.

Microsoft Access создает пустой файл базы данных и открывает окно базы данных Database window.

Базу данных можно наполнить объектами различного рода и выполнять операции с ними. Но с базой данных можно выполнять операции как с неделимым образованием. Все операции такого рода – операции управления базой данных – сосредоточены в меню File прикладного окна Access или в окне базы данных.

При открытии базы данных можно ограничить возможные операции с базой данных только чтением и ограничить круг пользователей, имеющих доступ к базе данных только собственной персоной. Если необходимо только просмотреть базу данных и содержащиеся в ней объекты, но не изменять их, то при открытии базы данных необходимо активизировать контрольный индикатор Read Only. Если необходимо предотвратить изменения данных и объектов данной базы данных со стороны других пользователей, то при открытии базы данных необходимо установить опцию Exlusive.

Если пользователь закончил работу с базой данных, то ее следует закрыть при помощи директивы Close Database в меню File, с помощью двойного щелчка мышью на кнопке вызова управляющего меню окна базы данных или нажатием клавиш (Ctrl + F4).

Таблицы.

Следующим шагом в построении базы данных будет ее заполнение, т. е. создание объектов и присвоение последним необходимых свойств. Какого бы типа ни были ваши данные, вам придется хранить их в одной или нескольких таблицах.

Таблицы являются основной формой представления информации, содержащейся в базе данных. Без таблицы нельзя спроектировать формуляр, на базе таблиц составляются запросы и отчеты.

Каждому полю, включаемому в запись, приписывается тип данных, определяющий вид информации, которая будет храниться в данном поле. Тип данных вносится в колонку Data Type, причем его можно выбрать из списка доступных типов.

В готовую спецификацию можно вносить изменения. Но при этом следует постараться внести все исправления в спецификацию до начала заполнения базы данных, т. к. попытка изменить параметры полей, заполненной базы может повлечь за собой потерю или искажение данных.

В Access-таблицы можно встроить объекты из других поддерживающих интерфейс OLE прикладных программ и связать эти объекты с их родительскими программами.

При встраивании объекта Access сохраняет объект в таблице. Двойным щелчком мышью на объекте запускается прикладная программа, с помощью которой он был изготовлен – в ней можно произвести изменения в объекте. После завершения работы с родительской программой объект в измененной форме будет сохранен в таблице.

Таблицы, находящиеся в базе данных, созданной другой программой, можно импортировать в Access, также можно и экспортировать Access-таблицы, сохраняя их в форматах, понятных другим прикладным программам управления базами данных. Но прежде чем непосредственно приступить к импорту или экспорту, необходимо совершить соответствующие установки импорта или экспорта.

Запросы.

Запросы служат для селекции и фильтрации набора данных. Они позволяют выбрать из базы только необходимую информацию, т. е. ту, которая соответствует определенному критерию(условию) и нужна для решения конкретной задачи. Например, вам может понадобиться информация о поставщиках и поставляемых ими товарах. Вы можете создать запрос типа "Какие товары поставляют московские поставщики" или "Кто из петербургских поставщиков сигарет продал за последний квартал наибольшую партию". Результат обработки программой Access такого запроса представляет собой таблицу называемую Dynaset. В эту таблицу включены выбранные из основной таблицы(или нескольких таблиц) блоки данных, которые удовлетворяют критериям запроса. Dynaset – динамический, временный набор данных, поэтому при каждом выполнении запроса он строится вновь на основе "свежих" табличных данных.

Выделяют два типа запросов:

QBE-запросы (Query by Example –Запрос по образцу). Пользователь дает им определения, специфицируя отдельные параметры в окне проектирования с использованием подсказок(образцов).

SQL - запросы (Structured Query Language – Структурированный язык запросов). Пользователь формулирует их с использованием инструкций и функций, выстраивая описание. QBE-запрос Access легко транслирует в соответствующий SQL-запрос. Обратная операция тоже не составляет труда. Вообще для Access безразлично, с каким типом запроса работает пользователь.

Запросы можно создавать с помощью Конструктора запросов, а также без помощи Конструктора запросов. Однако первый способ ускоряет проектирование нескольких специальных типов запросов.

Критерии отбора – это инструкции, посредством которых пользователь сообщает Access, какие блоки данных должны отбираться по запросу и индицироваться в Dynaset. Критерии могут задаваться для одного или нескольких полей запроса.

Пользователь может воспользоваться запросом для проведения вычислений с блоками данных. Он может задать в каждом поле некоторую функцию, обрабатывающую содержимое этого поля. Результат обработки выдается в Dynaset. Функция обработки задается в строке Total, которая появляется после нажатия в пиктографическом меню кнопки с греческой литерой "сигма". Саму функцию можно выбрать в этой строке, развернув список возможных значений.

После того как запрос спроектирован, его можно выполнить, щелкнув мышью в строке пиктограмм на кнопке с восклицательным знаком или вызывая в меню Query директиву Run. Access индицирует отобранные по запросу в Dynaset блоки в виде таблицы.

С помощью структурированного языка запросов SQL в рамках Access пользователь может сформулировать сколь угодно сложные по структуре критериев и вычислений запросы. Этот же язык позволяет управлять обработкой запросов. SQL-запрос представляет собой последовательность инструкций, в которую могут включаться выражения и вызовы агрегатных функций.

Если пользователь хочет иметь разработанный проект запроса в своем распоряжении и во время следующих сеансов работы, то он должен его сохранить с помощью директивы Save в меню File. Если проект сохраняется впервые, то после обращения к этой директиве появится диалоговое окно Save As. В нем следует назначить запросу имя, под которым он будет сохранен и включен в список запросов в окне банка данных. Имя запроса не должно совпадать с именем таблицы.

Если данный запрос уже был однажды сохранен и пользователь выбрал директиву Save, то старая версия будет заменена новым, измененным проектом запроса. Если изменения не должны испортить предыдущую версию, а должны быть сохранены в другом запросе, то следует вызвать директиву Save As и назначить сохраняемому проекту новое имя. Для сохранения табличного представления запроса следует выбрать директиву Save Query в меню File. Эта директива сохраняет изменения в проекте имеющегося запроса и заменяет предыдущую версию запроса на активную версию. Для того чтобы сохранить запрос впервые или создать копию активного запроса, Dynaset которого виден на экране, следует выбрать директиву Save Query As.

Наряду с запросами выбора, с помощью Access можно реализовать также запросы действий, параметрические запросы и запросы кросс-таблиц.

Формуляры.

Просмотр базы данных в виде таблицы в режиме заполнения дает пользователю возможность оценить базу как единое целое, сравнить записи и т.п. Часто, однако, возникает необходимость работы с отдельными записями базы. В этом случае присутствие на экране других записей (как это имеет место в режиме заполнения) только мешает и отвлекает. Работа с отдельными записями посредством формуляров позволяет сосредоточиться только на относящейся к делу информации.

Формуляр представляет собой бланк, подлежащий заполнению, или маску, накладываемую на набор данных. Бланк-формуляр позволяет упростить процесс заполнения базы данных, благодаря чему появляется возможность поручить ввод информации персоналу невысокой квалификации. Маска-формуляр позволяет ограничить объем информации, доступной пользователю, обращающемуся к базе.

Внешний вид, структура и режимы работы отдельных управляющих элементов и формуляров определяются значениями характеристик этих объектов. Характеристики объектов доступны пользователю через окно характеристик. Для установки или изменения характеристик элемента его надлежит маркировать и из меню View вызвать директиву Properties.

Для индикации инструментального окна установите в меню View опцию Toolbox. Каждый инструмент, а точнее, создаваемый с его помощью элемент управления/оформления, располагает собственным окном характеристик, и в нем в виде списка представлены стандартные установки для соответствующего управляющего элемента.

Включаемые в формуляр поля можно выбрать из списка полей, который будет виден на экране после обращения к директиве Field List в менюView.

При проектировании формуляра в него можно вставить управляющие элементы. Каждый управляющий элемент может быть связан с некоторым объектом в таблице, на которой базируется форма.

Отчеты.

Отчет – это информация, которую вы оформили в соответствии с Вашими спецификациями. Отчет позволяет извлекать и представлять данные как значимую информацию, которую вы можете использовать и распространять. Примерами отчетов могут служить почтовые адреса, накладные, суммы продаж или списки телефонов. С помощью Microsoft Access вы можете спроектировать отчет который представит информацию в том виде, в котором Вы пожелаете. Вы можете использовать множество различных элементов проектирования, таких как текст, данные, рисунки, линии, поля и графики для создания вашего отчета. От вас зависит, как и какие элементы использовать для построения отчета.

Microsoft Access обеспечивает несколько способов получения информации из вашей базы данных - используя запрос, формуляр или отчет. Вы можете выбрать тот метод, который наиболее подходит к решению вашей задачи.

Отчеты также являются эффективным средством для распечатки информации регулярного использования. Вы можете создать проект отчета и сохранить его для дальнейшего использования. Проект отчета останется неизменным, но каждый раз вы будете получать распечатку текущих данных.

Перед тем как создать отчет, подумайте о том откуда ваш отчет будет извлекать данные. Если все данные из одной таблицы, то ваш отчет будет основываться на этой таблице. Если же вам необходимы данные более чем из одной таблицы, то ваш отчет должен основываться на запросе.

Вы можете создавать отчеты как при помощи, так и без помощи Конструктора Отчетов. Конструктор намного ускорит процесс создания отчета, так как он сделает за Вас основную работу.

В прототип отчета в процессе проектирования можно встроить управляющие элементы. Управляющие элементы, встроенные в прототип отчета, могут использоваться для оформления заголовков, надписей и иллюстраций.

Для встраивания управляющих элементов в отчет на экране должно присутствовать инструментальное меню Toolbox (опция View/Toolbox). В инструментальном меню выбирается кнопка создаваемого управляющего элемента. После этого следует выполнить мышью щелчок в той позиции прототипа отчета, где надлежит разместить данный управляющий элемент. Access размещает выбранный элемент, приписывая ему по умолчанию стандартные значения характеристик (размер, цвет и т.п.).

Для изменения стандартных значений характеристик управляющего элемента можно обратиться к окну характеристик, предварительно маркировав настраиваемый элемент.

Зависимый управляющий элемент в отчете связан с полем в соответствующей таблице. С помощью зависимого управляющего элемента можно ввести данные в поле или индицировать и актуализировать их в отчете.

Связывание управляющего элемента можно выполнить одним из двух способов:

Если пользователь хочет, чтобы Access автоматически создала управляющий элемент, связанный с базовой для данного отчета таблицей, то следует воспользоваться списком полей таблицы. Он виден на экране, если установлена опция View/Field List. Управляющий элемент, изготовленный с помощью списка полей, имеет те же значения характеристик, что и поле таблицы, с которым он связан. Для выполнения связывания следует отбуксировать выбранное поле или поля из списка в отчет. Там надлежит поместить курсор мыши в позицию, где должен находиться левый верхний угол управляющего элемента (но не поля названного данного управляющего элемента), и затем отпустить кнопку мыши. Access создает для каждого поля, выбранного в списке полей, связанный управляющий элемент (текстовое поле).

Если задним числом необходимо связать с полем уже имеющийся, несвязанный управляющий элемент, то это можно выполнить с помощью окна характеристик. В этом окне после маркирования управляющего элемента в прототипе отчета перечислены характеристики этого элемента. При занесении имени связываемого поля в это окно в качестве значения характеристики ControlSource выполняется связывание.

Сохраняя только его проект, структуру отчета, без данных.

В меню File выберите директиву Save.

Если отчет не был назван, напечатайте имя в строке Report Name.

Нажмите OK.

Сохраняя результат, полный отчет - проект вместе с данными – в файле, который вы сможете использовать в других поддерживаемых Windows приложениях, например, Microsoft Excel.

В меню File выберите Output To.

Следуйте инструкциям в диалоговых полях Output To.

Настольные СУБД используются для сравнительно небольших задач (небольшой объем обрабатываемых данных, малое количество пользователей). С учетом этого, указанные СУБД имеют относительно упрощенную архитектуру, в частности, функционируют в режиме файл-сервер, поддерживают не все возможные функции СУБД (например, не ведется журнал транзакций, отсутствует возможность автоматического восстановления базы данных после сбоев и т. п.). Тем не менее, такие системы имеют достаточно обширную область применения. Прежде всего, это государственные (муниципальные) учреждения, сфера образования, сфера обслуживания, малый и средний бизнес. Специфика возникающих там задач заключается в том, что объемы данных не являются катастрофически большими, частота обновлений не бывает слишком высокой, организация территориально обычно расположена в одном небольшом здании, количество пользователей колеблется от одного до 10–15 человек. В подобных условиях использование настольных СУБД для управления информационными системами является вполне оправданным, и они с успехом применяются.

Одними из первых СУБД были так называемые dBase-совместимые программные системы, разработанные разными фирмами. Первой широко распространенной системой такого рода была система dBase III – PLUS (фирма Achton-Tate). Развитый язык программирования, удобный интерфейс, доступный для массового пользователя, способствовали широкому распространению системы. В то же время работа системы в режиме интерпретации обусловливала низкую производительность на стадии выполнения. Это привело к появлению новых систем-компиляторов, близких к системе dBase III – PLUS: Clipper (фирма Nantucket Inc.), FoxPro (фирма Fox Software), FoxBase+ (фирма Fox Software), Visual FoxPro (фирма Microsoft). Одно время достаточно широко использовалась СУБД PARADOX (фирма Borland International).

В последние годы очень широкое распространение получила система управления базами данных Microsoft Access, которая входит в целый ряд версий пакета Microsoft Office(фирма Microsoft).

3.5.2. Серверные СУБД

Для крупных организаций ситуация принципиально меняется. Там использование файл-серверных технологий является неудовлетворительным по описанным выше причинам. Поэтому на передний край борьбы за автоматизацию выходят так называемые серверные СУБД.

Основными производителями таких систем обработки и хранения данных являются 3 корпорации: Oracle, Microsoft и IBM. Диаграмма соотношения объемов продаж соответствующих систем (источник: IDC Report, Май 2006) приводится на рис. 3.4 .

Рис. 3.4.

Наиболее распространенными клиент-серверными системами здесь соответственно являются системы Oracle (разработчик компания Oracle ), MS SQL Server (разработчик компания Microsoft), DB2 , Informix Dynamic Server (компания IBM).

Дадим краткую характеристику этим системам.

MS SQL Server

К настоящему времени разработано несколько версий систем: MS SQL Server-2000, MS SQL Server -2005, MS SQL Server-2008. Приведем информацию о системе MS SQL Server-2008 с сервера Microsoft (http://www.microsoft.com/rus/SQL/2008/default.mspx)

Microsoft SQL Server 2008 - это законченное предложение в области баз данных и анализа данных для быстрого создания масштабируемых решений электронной коммерции, бизнес-приложений и хранилищ данных. Оно позволяет значительно сократить время выхода этих решений на рынок, одновременно обеспечивая масштабируемость, отвечающую самым высоким требованиям. В SQL Server включена поддержка языка XML и протокола HTTP, средства повышения быстродействия и доступности, позволяющие распределить нагрузку и обеспечить бесперебойную работу, функции для улучшения управления и настройки, снижающие совокупную стоимость владения.

Платформа бизнес-анализа SQL Server 2008, тесно интегрированная с Microsoft Office, предоставляет развитую масштабируемую инфраструктуру для внедрения мощных возможностей бизнес-анализа в рабочий процесс всех бизнес-подразделений вашей компании, открывая доступ к нужной бизнес-информации через знакомый интерфейс MS Excel и MS Word.

MS SQL Server-2008 поддерживает создание и работу с корпоративным хранилищем данных, объединяющим информацию со всех систем и приложений, позволяющим получить единую комплексную картину бизнеса вашей компании.

MS SQL Server-2008 предоставляет масштабируемый и высокопроизводительный "процессор данных" - для самых ответственных и требовательных бизнес-приложений, тем, кому необходим высочайший уровень надежности и защиты, позволяя при этом снизить совокупную стоимость владения за счет расширенных возможностей по управлению серверной инфраструктурой.

MS SQL Server-2008 предлагает разработчикам развитую, удобную и функциональную среду программирования, включая средства работы с веб службами, инновационные технологии доступа к данным – все, что необходимо для эффективной работы с данными любых типов и форматов.

Отдельные аспекты MS SQL Server – 2008 будут описаны в лекциях "Структура современной СУБД на примере Microsoft SQL Server 2008" и "Направления развития баз данных" 14.

Oracle

К настоящему времени разработано несколько версий систем, каждая из которых включает целую линейку продуктов, например Oracle 8, Oracle 9i, Oracle 10g.

Соответствующие линейки продуктов включают как собственно СУБД (например Oracle Database 10g, Oracle Database 11g) , так и средства разработки и анализа данных.

Приведем информацию о системе с сервера Oracle http://www.oracle.com/global/ru/mid/oracle_products/database.html).

Oracle предлагает комплексные, открытые, доступные и удобные в использовании технологические решения. Готовые пакетируемые решения автоматически включают в свою стоимость базу данных, сервер приложений, интеграционную платформу, инструменты аналитики и управления неструктурированными данными. Масштабируемые бизнес-приложения Oracle могут быть легко интегрированы с ИТ-инфраструктурой предприятия без потери уже вложенных в IT инвестиций.

СУБД Oracle Database 11g обеспечивает улучшенные характеристики за счет автоматизации задач администрирования и обеспечения лучших в отрасли возможностей по безопасности и соответствию нормативно-правовым актам в области защиты информации. Появилось больше функций автоматизации, самодиагностики и управления. Среди характеристик системы можно отметить управление большими объемами данных с использованием распределенных таблиц и компрессии, эффективную защиту данных, возможность полного восстановления, возможность интеграции геофизических данных медиа-контента в бизнес-процеcc и т.д.

Серверы баз данных компании IBM

К настоящему времени разработаны линейки продуктов DB2 и Informix , включающие как собственно СУБД так и средства разработки и анализа данных (DB2 Universal Database DB2 Personal Edition, DB2 Enterprise 9 и др., а также Informix Dynamic Server, Informix Dynamic Server Express, Informix Extended Parallel Server и др.

Приведем информацию о части таких систем с сервера (

Реляционные базы данных уже давно используются в программировании. В своё время они обрели популярность благодаря простоте и удобству реляционной модели работы с данными.

Данная статья анализирует различия между наиболее популярными реляционными системами управления базами данных (СУБД): SQLite, MySQL и PostgreSQL.

Системы управления базами данных

Базы данных – это логически смоделированные хранилища различной информации (данных) всех видов. Каждая база данных SQL основана модели, которая предоставляет структуру для хранящихся в ней данных. Системы управления базами данных — это приложения (или библиотеки), которые управляют базами данных различных форм, размеров и видов.

Реляционные системы управления базами данных

Реляционные СУБД для работы с данными используют реляционную модель. Эта модель хранит любую информацию в таблицах в виде связанных записей с атрибутами.

Этот тип СУБД требует наличия структур-таблиц. Столбцы (атрибуты) такой таблицы содержат различные типы данных. Каждая запись БД воспринимается как строка в таблице, атрибуты которой представлены в виде столбцов.

Отношения и типы данных

Отношения можно рассматривать как математические наборы, содержащие ряд атрибутов, которые в совокупности представляют собой базы данных и хранимую в ней информацию.

Добавляя запись в таблицу, нужно распределить все её компоненты (атрибуты) по типам данных. Разные реляционные СУБД используют разные типы данных, и они не всегда взаимозаменяемы.

Подобные ограничения (как, например, с типами данных) типичны для реляционных СУБД, ведь, по сути, отношения между данными и строятся на основе ограничений.

Примечание : Базы данных NoSQL не имеют таких строгих ограничений, поскольку они не выстраивают таких отношений между данными. Чтобы узнать больше о NoSQL, читайте .

Популярные реляционные базы данных

В данной статье мы рассмотрим три наиболее важные и популярные СУБД с открытым исходным кодом.

• SQLite: встроенная мощная система управления базами данных.
• MySQL: самая популярная и широко распространённая БД.
• PostgreSQL: продвинутая SQL-совместимая объектная СУБД с открытым исходным кодом.

Примечание : Приложения с открытым исходным кодом почти всегда дают пользователям право на свободное использование и изменение кода. Ответвляя код, вы можете создать совершенно новое приложение. Одним из ответвлений MySQL, например, является MariaDB .

SQLite

SQLite – это производительная библиотека, которую можно встраивать в приложения. Полноценная БД на основе файлов SQLite предлагает широкий набор инструментов для обработки всех видов данных и накладывает намного меньше ограничений, чем другие реляционные базы данных.

Приложения, использующие SQLite, не взаимодействуют с помощью интерфейса (портов, сокетов), а отправляют прямые запросы в файл, в котором хранятся данные (например БД SQLite). Благодаря этому приложение SQLite очень быстрое и производительное.

Типы данных SQLite

• NULL: пустое значение.
• INTEGER: целочисленное значение (зависимо от объёма значение хранится в 1, 2, 3, 4, 6 или 8 байтах).
• REAL: число с плавающей точкой, хранится в виде 8-байтного IEEE.
• TEXT: текстовая строка, хранится в зашифрованном виде (UTF-8, UTF-16BE или UTF-16LE).
• BLOB: бинарные данные, хранятся в том виде, в котором были введены.

Преимущества SQLite

• Простое строение на основе файлов: вся база данных состоит всего из одного файла, что увеличивает её портативность.
• Стандарты: несмотря на простоту, система SQLite основана на SQL. Некоторые функции опущены (RIGHT OUTER JOIN или FOR EACH STATEMENT), однако вместо них добавлены другие.
• SQLite отлично подходит для разработки или тестирования. На этих этапах почти всегда необходимо простое, но масштабируемое решение.

Недостатки SQLite

• Нет управления пользователями. Более сложные СУБД поддерживают управление пользователями (их взаимосвязями, привилегиями и т.п.). Простая СУБД SQLite такой функции не предоставляет.
• Невозможно повысить производительность. Библиотека SQLite проста в настройке и в использовании. Однако она разработана таким образом, что не позволяет путём тонкой настройки получить дополнительную производительность. То есть сделать SQLite более производительной технически невозможно.

Когда лучше использовать SQLite

• Простые встроенные приложения, которым нужна портативность, например, однопользовательские локальные приложения, мобильные приложения, игры.
• Замена диска. Обычно приложения, которым необходимо читать или записывать файлы на диск, могут использовать SQLite для получения дополнительных функций.
• Тестирование.

Когда лучше не использовать SQLite

• Многопользовательские приложения. Если приложение построено таким образом, что большое количество клиентов одновременно использует одну БД, то в такое приложение лучше внедрить полнофункциональную реляционную СУБД (например, MySQL).
• Приложения, записывающие большое количество данных. операция записи является одним из ограничений SQLite. Эта СУБД позволяет выполнять только одну операцию записи за один момент времени, следовательно, она ограничивает пропускную способность.

MySQL

MySQL – самая популярная СУБД. Это многофункциональное открытое приложение, поддерживающее работу огромного количества сайтов. Система MySQL довольно проста в работе и может хранить большие массивы данных.

Примечание : Учитывая популярность MySQL, для этой системы было разработано большое количество сторонних приложений, инструментов и библиотек.

MySQL не реализует полный стандарт SQL. Несмотря на это, MySQL предлагает множество функциональных возможностей для пользователей: автономный сервер баз данных, взаимодействие с приложениями и сайтами и т.п.

Типы данных MySQL

• TINYINT: целое число в диапазоне от -128 до 127 (1 байт).
• SMALLINT: целое число от -32768 до 32767 (2 байта).
• MEDIUMINT: число от -8388608 до 8388608 (3 байта).
• INT или INTEGER: число в диапазоне от -2147683648 до 2147683648 (4 байта).
• BIGINT: число от -2 63 до 2 63 -1 (8 байт).
• FLOAT: число с плавающей точкой (4 байта).
• DOUBLE, DOUBLE PRECISION, REAL: число с двойной точностью и плавающей точкой.
• DECIMAL, NUMERIC: величины повышенной точности.
• DATE: дата.
• DATETIME: дата и время.
• TIMESTAMP: временная метка.
• TIME: время в формате hh:mm:ss.
• YEAR: год (по умолчанию хранится в виде 4 цифр, но можно настроить и 2).
• CHAR: строка фиксированной длины.
• VARCHAR: строки переменных.
• TINYBLOB, TINYTEXT: Тип TEXT позволяет хранить текст, а BLOB — изображения, звук, электронные документы и т.п. Максимальная длина – 225 символов.
• BLOB, TEXT: большие объемы текста, максимум 65535 символов.
• MEDIUMBLOB, MEDIUMTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 16777215 символов.
• LONGBLOB, LONGTEXT: аналогично предыдущему, но максимум до 4294967295 символов.
• ENUM: принимает только одно из значений заданного множества.
• SET: принимает любой или все элементы из значений заданного множества.

Преимущества MySQL

• Простота в работе: MySQL очень просто установить и настроить. Сторонние инструменты, в том числе визуализаторы (интерфейсы) значительно упрощают работу с данными.
• Функциональность: MySQL поддерживает огромное количество функций SQL.
• Безопасность: MySQL предоставляет много встроенных продвинутых функций для защиты данных.
• Масштабируемость и производительность: MySQL может работать с большими объёмами данных.

Недостатки MySQL

• Ограничения: структура MySQL накладывает некоторые ограничения, из-за которых не смогут работать продвинутые приложения.
• Уязвимости: метод обработки данных, применяемый в MySQL, делает эту СУБД немного менее надёжной по сравнению с другими СУБД.
• Медленное развитие: хотя MySQL является продуктом с открытым исходным кодом, он очень медленно развивается. Однако тут следует заметить, что на MySQL основано несколько полноценных баз данных (например, MariaDB).

Когда использовать MySQL

• Распределенные операции: автономный сервер баз данных MySQL поддерживает множество операций и предоставляет несколько дополнительных функций.
• Высокая безопасность данных: MySQL предлагает высокую защиту данных.
• Веб-сайты и веб-приложения: несмотря на ограничения MySQL может поддерживать работу почти любого сайта и веб-приложения. Этот гибкий и масштабируемый инструмент прост в использовании.
• Пользовательские решения: MySQL можно подогнать под строгие требования сайта или приложения.

Когда лучше не использовать MySQL

• Конфликты с SQL: поскольку MySQL всё же полностью не реализует стандартов SQL, он не полностью совместим с SQL. Потому MySQL не всегда можно интегрировать с другой СУБД.
• Слабая поддержка параллелизма: несмотря на то, что MySQL хорошо выполняет операции чтения, одновременные операции чтения и записи могут вызвать проблемы.
• Отсутствие некоторых функций (например, полнотекстового поиска).

PostgreSQL

PostgreSQL – это продвинутая открытая объектно-ориентированная СУБД. PostgreSQL реализует SQL-стандарты ANSI/ISO.

В отличие от других СУБД, PostgreSQL поддерживает очень важные объектно-ориентированные и реляционные функции баз данных: надежные транзакции ACID (атомарность, согласованность, изолированность, долговечность) и т.п.

Основанная на надёжной технологии СУБД PostgreSQL может одновременно обрабатывать большое количество задач. Поддержка согласованности достигается без блокирования операций чтения благодаря MVCC.

Хотя СУБД PostgreSQL не так популярна, как MySQL, для неё тоже разработано большое количество дополнительных инструментов и библиотек, которые упрощают работу с данными и увеличивают производительность СУБД.

Типы данных PostgreSQL

• bigint: знаковое восьмибайтное целое число.
• bigserial: восьмибайтное целое число с автоинкрементом.
• bit [(n)]: битовая строка фиксированной длины.
• bit varying [(n)]: битовая строка с переменной длиной.
• boolean: логическое значение (true/false).
• box: четырёхугольник на плоскости.
• bytea: бинарные данные.
• character varying [(n)]: строка символов с переменной длиной.
• character [(n)]: строка символов с фиксированной длиной
• cidr: адрес сети IPv4 или IPv6.
• circle: круг на плоскости.
• date: дата (год, месяц, день).
• double precision: число с плавающей точкой двойной точности (8 байт).
• inet: адрес хоста IPv4 или IPv6.
• integer: знаковое четырёхбайтовое целое число.
• interval [(p)]: промежуток времени.
• line: бесконечная линия на плоскости.
• lseg: сегмент линии на плоскости.
• macaddr: MAC (Media Access Control) адрес.
• money: валюта.
• numeric [(p, s)]: точное числовое значение с выбранной точностью.
• path: геометрический путь на плоскости.
• point: геометрическая точка на плоскости.
• polygon: закрытый геометрический путь на плоскости (полигон)
• real: число с плавающей точкой одинарной точности (4 байта).
• smallint: знаковое двухбайтное целое число.
• serial: четырёхбайтное целое число с автоинкрементом.
• text: строка символов с переменной длиной.
• time [(p)] : время дня (без часового пояса).
• time [(p)] with time zone: время дня и часовой пояс.
• timestamp [(p)] : временная метка (дата и время) без часового пояса.
• timestamp [(p)] with time zone: временная метка с часовым поясом.
• tsquery: запрос текстового поиска.
• tsvector: документ текстового поиска.
• txid_snapshot: снапшот ID-транзакции уровня пользователя.
• uuid: универсальный уникальный идентификатор.
• xml: данные XML.

Преимущества PostgreSQL

• Система управления базами данных PostgreSQL открытая, SQL-совместимая, свободная.
• Активное сообщество PostgreSQL поможет найти решение любой проблемы, связанной с СУБД, в любое время суток.
• Поддержка сторонних инструментов: помимо встроенных продвинутых функций, PostgreSQL поддерживает множество открытых сторонних инструментов для проектирования, управления данными и т.п.
• Масштабируемость и расширяемость.
• Объектно-ориентированность.

Недостатки PostgreSQL

• Производительность: в некоторых ситуациях производительность PostgreSQL ниже, чем у MySQL.
• Невысокая популярность.
• В связи с вышеперечисленными недостатками не все хостинг-провайдеры поддерживают PostgreSQL.

Когда использовать PostgreSQL

• Если приложению необходима целостность данных.
• Для выполнения сложных пользовательских задач.
• Если в будущем приложению понадобится более надёжная платная БД, с PostgreSQL легче будет перейти.
• Для поддержки приложений со сложной структурой PostgreSQL предлагает специальный набор функций.

Когда лучше не использовать PostgreSQL

• Если приложению нужны быстрые операции чтения.
• Если приложению не нужна абсолютная целостность данных, ACID или сложная структура, PostgreSQL может стать слишком сложным решением.
• Репликация данных сложнее, чем в MySQL, потому в кластерах PostgreSQL лучше не использовать.

И Azure SQL Database .

По словам экспертов, выручка Microsoft от продаж OPDBMS растет быстрее рынка. Компания получила самую высокую оценку от клиентов за общий опыт, удовлетворение потребностей заказчиков, соотношение цены и качества, опыт в ведении переговоров, интеграции и развертывании проектов, обслуживании и поддержки.

Microsoft повысила свой конкурентоспособный уровень, запустив бесплатные инструменты Developer Edition of SQL Server и Database Migration Service для миграции баз данных SQL Server и Oracle в среду Azure SQL Database.

Несмотря на эти сильные стороны SQL Server многие корпоративные заказчики по-прежнему не считают эту СУБД подходящей для критически важных приложений, а ряд клиентов Microsoft недовольны схемой лицензирования этого продукта корпорации. Microsoft все сложнее удерживать и привлекать клиентов на фоне того, как конкурирующие Google и Amazon предлагают более привлекательные цены на свои продукты.

К достоинствам Oracle на рынке аналитики отнесли правильную стратегию обновления портфеля облачных продуктов, поддержку совместимости со старыми решениями (три четверти клиентов Oracle работают с Oracle Database более 10 лет) и высокие показатели удовлетворенности продуктами.

Минусами Oracle эксперты сочли сложности лицензирования и проблемы, связанные с поддержкой клиентов и выпуском обновлений. Чтобы упростить установку исправлений, вендор начал выпускать их один раз в квартал.

Чтобы привлечь клиентов к своим облачным сервисам, Oracle увеличила количество процессорных лицензий, необходимых для запуска программного обеспечения компании в конкурирующих облачных инфраструктурах. Такой подход фактически привел к удвоению стоимости использования продуктов Oracle. Кроме того, компания ограничила работу некоторых функций для Oracle Cloud и локальных инженерных систем.

Говоря об IBM, аналитики Gartner указали на богатую функциональность (в том числе облачные и гибридные возможности), которой обладают продукты OPDBMS компании, а также активное использование популярных решений с (Hadoop , Kafka , Parquet, Spark и др.) и функций резервного копирования и восстановления данных в/из Swift и AWS S3 . На пользу IBM играет и глобальное присутствие корпорации.

Однако, согласно исследованию, выручка и доля IBM на рынке операционных СУБД сокращается уже несколько лет. Ряд заказчиков, опрошенных Gartner, указали на трудности с ценообразованием и лицензированием.

Кроме того, как отмечают специалисты, база данных DB2 проигрывает большинству конкурентов по скорости обработки транзакций, загрузки данных (ingestion) и их автоматического распределения. IBM проделала большую работу в том, чтобы упростить восприятие бренда на рынке (в частности, DB2 переименовала в Db2), однако клиенты, по всей видимости, не увидели эти изменения или безразлично отнеслись к ним.

Расстановка сил на рынке СУБД может кардинально измениться - IDG

Опрос показал, что подавляющее большинство ИТ-руководителей пытаются уменьшить значительные расходы на управление базами данных, и многие из них не ограничивают поиск традиционными решениями. В результате, как отметил разработчик инновационного программного обеспечения для предприятий TmaxSoft, расстановка сил на рынке корпоративных баз данных может в ближайшее время сильно измениться из-за вендоров, предлагающих принципиально иной подход к технологиям баз данных, ценообразованию и лицензированию.

У компании 30-летняя история на рынке поставок хранилищ данных в сочетании с подготовленным оборудованием и специализированным ПО базы данных аналитики. Teradata имеет более 1 тыс. организаций-заказчиков по всему миру.

Продукты Teradata включают решения для интеллектуального анализа данных, ведомственные решения, ориентированные на поиск данных и корпоративные решения. Её портфолио содержит облачные решения и продукты для работы с большими данными. Aster Data добавила новые возможности в линейку продуктов Teradata (такие как MapReduce, неструктурированные данные и графический анализ).

В 2010 году Sybase была приобретена компанией SAP. В квадранте Gartner рассматривается СУБД SAP Sybase IQ , ставшая первой колоночной СУБД. Она же является основным хранилищем данных СУБД SAP/Sybase. У Sybase тысячи клиентов Sybase IQ во всём мире.

Oracle предлагает широкий спектр продуктов, позволяющий клиентам сделать выбор при разработке хранилища, использовать сертифицированную конфигурацию или приобрести устройство, готовое к настройке хранилища и нагрузке. В дополнение к СУБД и сертифицированным конфигурациям Oracle предлагает три фирменных продукта Exadata : Oracle Exadata X2-2 для хранилищ данных и смешанных рабочих нагрузок, Oracle Exadata X2-8 для облачных решений и Oracle Exadata Storage Expansion Rack X2-2 для увеличения ёмкости хранилища. Oracle сообщает о наличии более 300 тыс. клиентов по всему миру.

Корпорация IBM предлагает как автономные решения СУБД, так и устройства для хранилищ данных. В настоящее время на рынке представлено семейство IBM Smart Analytics System (ISAS) и бренд Netezza . ПО хранилищ данных IBM - InfoSphere Warehouse доступно для Unix , Linux , Windows и z/OS. IBM имеет тысячи клиентов баз данных по всему миру и более 500 клиентов на устройства (комбинация Netezza и ISAS).

Greenplum является частью подразделения компании EMC - Data Products, разрабатывающего хранилища данных СУБД массово-параллельной архитектуры (MPP), работающих на Linux и Unix. Продукт реализуется в виде устройства или автономной СУБД. Компания имеет в мире более 400 клиентов.

Microsoft продолжает продажу своих решений SQL Server 2008 DBMS (Release 2) Business Data Warehouse и Fast Track Data Warehouse для обеспечения хранилища данных клиентов, которым не требуется СУБД массово-параллельной архитектуры. Microsoft выпустила собственное ​​устройство хранилища данных массово-параллельной архитектуры - SQL Server 2008 R2 Parallel Data Warehouse (Microsoft) в ноябре 2010 года.

В состав претендентов в этом квадранте вошла лишь компания 1010data.

Компания 1010data создана 11 лет назад как провайдер управляемого сервиса хранилища данных с интегрированной СУБД и решением бизнес-аналитики () для финансового сектора. В последнее время её решения применяются и в секторе розничных/потребительских упакованных товаров (CPG). 1010data может разместить свои решения с использованием модели программного обеспечения как услуги (SaaS) или поддерживать управляемое решение на площадке клиента. У 1010data около 200 заказчиков.

Сектор дальновидных игроков представлен компанией Vertica