Co je databáze? Definice a typy

Co je to Data?

Zjednodušeně řečeno, datum jsou fakta o objektu zájmu. Vaše jméno, věk, výška a váha jsou všechno data o vás. Obrázky, obrázky, soubory a PDF soubory lze také považovat za data, protože každý z nich obsahuje informace, které lze ukládat a zpracovávat.

Co je databáze?

A databáze je systematický sběr dat. Databáze podporují elektronické ukládání, vyhledávání a manipulaci s daty, což usnadňuje správu dat ve velkém měřítku.

Vezměme si několik známých příkladů. Online telefonní seznam používá databázi k ukládání osob, telefonních čísel a kontaktních údajů. Dodavatel elektřiny používá databázi ke zpracování fakturace, problémů zákazníků a historie poruch. Facebook ukládá členy, přátelství, příspěvky, zprávy, reklamy a mnoho dalšího – to vše se nachází v databázích. Vzor je stejný napříč odvětvími: uspořádejte informace tak, aby je aplikace a lidé mohli spolehlivě vyhledávat.

Typy databází

Níže jsou shrnuty nejběžnější typy databází. Každý z nich je vhodný pro určitý tvar dat a pracovní zátěž.

Distribuované databáze

Distribuovaná databáze rozprostírá data mezi více lokalit. Každá lokalita si uchovává svůj vlastní segment, zatímco klienti vidí jednu logickou databázi. Tento model je běžný v globálních aplikacích, které vyžadují nízkou latenci a lokální dostupnost.

Relační databáze

Relační databáze ukládá data do tabulek s řádky a sloupci a používá klíče k propojení mezi tabulkami. Často se nazývá RDBMS a zůstává nejoblíbenější. DBMS rodina na trhu. Mezi příklady patří MySQL, Oracle Database, PostgreSQL, a Microsoft SQL Server.

Objektově orientované databáze

Objektově orientované databáze ukládají data jako objekty, přičemž každý z nich obsahuje atributy a metody, které definují, jaké operace jsou s daty povoleny. Čistě se mapují na objektově orientované programovací jazyky a odstraňují potřebu vrstvy ORM.

Centralizovaná databáze

Centralizovaná databáze uchovává všechny záznamy na jednom centrálním serveru. Uživatelé se připojují z mnoha míst ke stejnému úložišti, což zjednodušuje administraci, ale server se stává jediným bodem sporu.

Open-source databáze

Open-source databáze zveřejňují svůj zdrojový kód pod permisivní licencí, takže je kdokoli může používat, upravovat a dále distribuovat. MySQL, PostgreSQL, SQLite, MariaDB, a MongoDB jsou široce používané příklady.

Cloudové databáze

Cloudová databáze je optimalizována pro virtualizovanou infrastrukturu na vyžádání. Je poskytována jako spravovaná služba, elasticky škáluje úložiště a výpočetní výkon a nabízí vysokou dostupnost díky vestavěné replikaci. Mezi příklady patří Amazon RDS, Azure Databáze SQL a Google Cloud Klíč.

Datové sklady

A datový sklad centralizuje historická a kumulativní data z mnoha zdrojových systémů pro podporu rozhodování, reportingu a prognózování. Zjednodušuje analytiku tím, že organizaci poskytuje jednu a důvěryhodnou verzi pravdivých informací.

NoSQL databáze

NoSQL databáze zpracovávají velmi rozsáhlé, často nestrukturované datové sady, které se nevejdou úhledně do řádků a sloupců. Úložiště dokumentů, klíč-hodnota, rodina sloupců a grafů řeší každý jiný přístupový vzorec a poskytují horizontální škálovatelnost, kterou tradiční relační databáze jen těžko dokáží srovnat.

Databáze grafů

Grafová databáze využívá teorii grafů – uzly a hrany – k přímému ukládání a dotazování vztahů. Je ideální pro detekci podvodů, doporučovací nástroje a analýzu sociálních sítí, kde na propojeních mezi entitami záleží stejně jako na entitách samotných.

OLTP databáze

Databáze OLTP (Online Transaction Processing) se zaměřují na transakce s vysokou propustností a nízkou latencí ve víceuživatelských prostředích. Zaručují vlastnosti ACID a jsou vyladěny pro mnoho malých čtení a zápisů, které řídí operační systémy, jako jsou aplikace v pokladních prostorách a bankovní aplikace.

Osobní databáze

Osobní databáze ukládá data na jednom počítači pro jednoho uživatele nebo malý tým. Microsoft Přístup a SQLite jsou typické příklady.

Multimodální databáze

Multimodální databáze podporuje několik datových modelů – například dokument, graf a pár klíč-hodnota – v rámci jednoho enginu. ArangoDB a Microsoft Azure Cosmos DB jsou oblíbené multimodální možnosti.

Databáze dokumentů/JSON

V databázi orientované na dokumenty je každý záznam samostatným dokumentem, obvykle ve formátu JSON, BSON nebo XML. Jeden dokument může obsahovat bohatě vnořená data a různá pole, což model činí flexibilním pro rychle se vyvíjející aplikace. MongoDB a Couchbase jsou dobře známými příklady.

Hierarchická databáze

Hierarchická databáze používá stromovou strukturu se vztahy rodič-potomek. Uzly představují záznamy a větve pole. Windows Registr zapnutý Windows XP a IBM IMS jsou klasickými příklady hierarchických databází.

Síťová databáze

Síťový systém správy databází (DBMS) podporuje vztahy typu „mnoho k mnoha“ mezi záznamy, což vytváří složitější struktury než hierarchický model. RDM Server je příkladem systému správy databází, který implementuje síťový model.

Komponenty databáze

Komponenty databáze.

Každá databáze je sestavena z pěti komponent, které spolupracují:

technické vybavení

Hardware je fyzická vrstva – počítače, I/O zařízení, paměťová média a sítě. Poskytuje rozhraní mezi databází a zbytkem světa.

Software a licence

Software zahrnuje vše, co spravuje a řídí databázi: samotnou SŘBD, operační systém, síťový software, který umožňuje více uživatelům sdílet data, a aplikace, které čtou a zapisují prostřednictvím SŘBD.

Data

Data jsou nezpracovaná fakta, pozorování, čísla, symboly a obrázky, které databáze ukládá. Sama o sobě nezpracovaná data nemají význam; databáze je organizuje a zpracovává do užitečných informací.

postupy

Procedury jsou zdokumentované instrukce a pravidla, která řídí návrh, provoz a údržbu databáze. Říkají administrátorům a uživatelům, jak spolehlivě provozovat systém.

Jazyk pro přístup k databázi

Jazyk pro přístup k databázi – nejčastěji SQL – umožňuje uživatelům a aplikacím vkládat, aktualizovat, mazat a dotazovat se na data. Uživatelé vydávají specifické příkazy, které systém správy databází analyzuje, plánuje a spouští v podkladovém úložišti.

Co je to systém správy databází (DBMS)?

A Systém správy databází (DBMS) je softwarová vrstva, která umožňuje uživatelům definovat, ukládat, načítat, aktualizovat a zabezpečovat data. DBMS koordinuje přístup mezi mnoha uživateli a aplikacemi, vynucuje integritu a řídí, kdo co může vidět nebo měnit.

Technologie DBMS není nová – Charles Bachman Integrované úložiště dat (IDS), postavený ve společnosti General Electric na začátku 60. let 20. století, je všeobecně považován za první systém správy databází (DBMS). Od té doby se tato oblast vyvinula prostřednictvím hierarchických, síťových, relačních, objektově orientovaných a NoSQL modelů, přičemž každý z nich řeší další generaci datových úloh.

Historie systémů správy databází

Níže uvedené milníky trace vývoj databázové technologie.

• 1960s — Charles Bachman navrhuje první DBMS (integrované úložiště dat) ve společnosti General Electric.
• 1968 - IBM lodní informační systém (IMS), jeden z nejstarších hierarchických systémů správy databází.
• 1970 — Edgar F. Codd publikuje knihu „Relační model dat pro velké sdílené datové banky“, ve které představuje relační model.
• 1976 — Peter Chen formalizuje model entity a vztahu (ER).
• 1980s - The relační model stává se dominantním databázovým paradigmatem a SQL je standardizován.
• 1985 — Zdá se, že objektově orientované systémy pro správu databází (DBMS) odpovídají nástupu objektově orientovaných programovacích jazyků (OOP).
• 1990s — Objektově-relační funkce se objevují v běžných RDBMS.
• 1992 - Microsoft vydává první verzi Microsoft Přístup k osobním databázím.
• 1995 — Webové aplikace začínají řídit využívání databází v internetovém měřítku.
• 1997 — XML vstupuje do databází jak jako formát, tak jako cíl dotazu.
• 2009 — Termín NoSQL získává tracs rychlým růstem úložišť dokumentů, párů klíč-hodnota a grafů.
• 2010. léta a dále — Cloudově nativní a distribuované SQL databáze (Aurora, Spanner, CockroachDB) objevit se.

Výhody DBMS

Dobře implementovaný systém správy databází (DBMS) poskytuje organizacím několik praktických výhod:

• Nabízí mnoho technik pro efektivní ukládání a načítání dat.
• Vyvažuje potřeby více aplikací, které sdílejí stejná data.
• Zajišťuje jednotné administrativní postupy.
• Chrání aplikační programátory před detaily úložiště.
• Zajišťuje integritu a zabezpečení dat prostřednictvím omezení a řízení přístupu.
• Naplánuje souběžný přístup, aby uspěly pouze platné operace.
• Zkracuje dobu vývoje aplikací díky opakovaně použitelným službám.

Nevýhody DBMS

Model DBMS má i své nevýhody:

• Náklady na hardware a software mohou být značné.
• Většina systémů je složitá, takže uživatelé i administrátoři potřebují školení.
• Centralizace dat do jedné databáze vytváří vysoce hodnotný cíl pro výpadky, poškození nebo útok.
• Souběžný přístup vyžaduje pečlivý návrh, aby se předešlo ztrátě aktualizací a zablokování.
• Systém správy databází (DBMS) není určen pro náročné numerické výpočty; specializované nástroje si s touto zátěží poradí lépe.

Nejčastější dotazy