Τι είναι η βάση δεδομένων; Ορισμός και τύποι

Τι είναι τα Δεδομένα;

Με απλά λόγια, ημερομηνία είναι στοιχεία σχετικά με ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος. Το όνομά σας, η ηλικία, το ύψος και το βάρος σας είναι όλα δεδομένα που σας αφορούν. Οι εικόνες, τα αρχεία και τα PDF μπορούν επίσης να θεωρηθούν δεδομένα επειδή το καθένα περιέχει πληροφορίες που μπορούν να αποθηκευτούν και να υποστούν επεξεργασία.

Τι είναι μια βάση δεδομένων;

A βάσεις δεδομένων είναι μια συστηματική συλλογή δεδομένων. Οι βάσεις δεδομένων υποστηρίζουν την ηλεκτρονική αποθήκευση, ανάκτηση και χειρισμό δεδομένων, καθιστώντας τη διαχείριση δεδομένων εύκολη σε μεγάλη κλίμακα.

Σκεφτείτε μερικά γνωστά παραδείγματα. Ένας ηλεκτρονικός τηλεφωνικός κατάλογος χρησιμοποιεί μια βάση δεδομένων για την αποθήκευση ατόμων, αριθμών τηλεφώνου και στοιχείων επικοινωνίας. Ένας πάροχος ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιεί μια βάση δεδομένων για τη διαχείριση χρεώσεων, προβλημάτων πελατών και ιστορικού σφαλμάτων. Το Facebook αποθηκεύει μέλη, φιλίες, αναρτήσεις, μηνύματα, διαφημίσεις και πολλά άλλα — όλα αυτά βρίσκονται μέσα σε βάσεις δεδομένων. Το μοτίβο είναι το ίδιο σε όλους τους κλάδους: οργανώστε τις πληροφορίες έτσι ώστε οι εφαρμογές και οι χρήστες να μπορούν να τις αναζητήσουν με αξιόπιστο τρόπο.

Τύποι βάσεων δεδομένων

Οι πιο συνηθισμένοι τύποι βάσεων δεδομένων συνοψίζονται παρακάτω. Κάθε ένας είναι κατάλληλος για ένα συγκεκριμένο σχήμα δεδομένων και φόρτο εργασίας.

Κατανεμημένες βάσεις δεδομένων

Μια κατανεμημένη βάση δεδομένων κατανέμει δεδομένα σε πολλαπλές τοποθεσίες ή τοποθεσίες. Κάθε τοποθεσία διατηρεί το δικό της τμήμα, ενώ οι πελάτες βλέπουν μία λογική βάση δεδομένων. Το μοντέλο είναι συνηθισμένο σε παγκόσμιες εφαρμογές που χρειάζονται χαμηλή καθυστέρηση και τοπική διαθεσιμότητα.

Σχεσιακές βάσεις δεδομένων

Μια σχεσιακή βάση δεδομένων αποθηκεύει δεδομένα σε πίνακες με γραμμές και στήλες και χρησιμοποιεί κλειδιά για να συσχετίσει έναν πίνακα με έναν άλλο. Συχνά ονομάζεται RDBMS (Registered Database - RDBMS) και παραμένει η πιο δημοφιλής. DBMS οικογένεια στην αγορά. Παραδείγματα περιλαμβάνουν MySQL, Oracle Database, PostgreSQLκαι Microsoft SQL Server.

Αντικειμενοστρεφείς βάσεις δεδομένων

Οι αντικειμενοστρεφείς βάσεις δεδομένων αποθηκεύουν δεδομένα ως αντικείμενα, καθένα από τα οποία φέρει χαρακτηριστικά και μεθόδους που καθορίζουν ποιες λειτουργίες επιτρέπονται στα δεδομένα. Αντιστοιχίζονται με σαφήνεια σε αντικειμενοστρεφείς γλώσσες προγραμματισμού και εξαλείφουν την ανάγκη για ένα επίπεδο ORM.

Κεντρική βάση δεδομένων

Μια κεντρική βάση δεδομένων διατηρεί κάθε εγγραφή σε έναν μόνο κεντρικό διακομιστή. Οι χρήστες συνδέονται από πολλές τοποθεσίες στο ίδιο κατάστημα, γεγονός που απλοποιεί τη διαχείριση αλλά καθιστά τον διακομιστή ένα μοναδικό σημείο διαφωνίας.

Βάσεις δεδομένων ανοιχτού κώδικα

Οι βάσεις δεδομένων ανοιχτού κώδικα δημοσιεύουν τον πηγαίο κώδικά τους με άδεια χρήσης, ώστε ο καθένας να μπορεί να τις χρησιμοποιεί, να τις τροποποιεί και να τις αναδιανέμει. MySQL, PostgreSQL, SQLite, MariaDBκαι MongoDB είναι ευρέως διαδεδομένα παραδείγματα.

Βάσεις δεδομένων cloud

Μια βάση δεδομένων cloud είναι βελτιστοποιημένη για εικονικοποιημένη, κατ' απαίτηση υποδομή. Παρέχεται ως διαχειριζόμενη υπηρεσία, κλιμακώνει ελαστικά την αποθήκευση και τον υπολογισμό και προσφέρει υψηλή διαθεσιμότητα μέσω ενσωματωμένης αναπαραγωγής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν Amazon RDS, Azure Βάση δεδομένων SQL, και Google Cloud Αγγλικό κλειδί.

Αποθήκες δεδομένων

A αποθήκη δεδομένων Συγκεντρώνει ιστορικά και σωρευτικά δεδομένα από πολλά συστήματα πηγών για την υποστήριξη της λήψης αποφάσεων, της υποβολής εκθέσεων και των προβλέψεων. Απλοποιεί την ανάλυση παρέχοντας στον οργανισμό μια ενιαία, αξιόπιστη εκδοχή της αλήθειας.

NoSQL βάσεις δεδομένων

Οι βάσεις δεδομένων NoSQL χειρίζονται πολύ μεγάλα, συχνά μη δομημένα σύνολα δεδομένων που δεν ταιριάζουν απόλυτα σε γραμμές και στήλες. Τα αρχεία αποθήκευσης εγγράφων, κλειδιών-τιμών, οικογενειών στηλών και γραφημάτων αντιμετωπίζουν το καθένα ένα διαφορετικό μοτίβο πρόσβασης και παρέχουν οριζόντια επεκτασιμότητα που οι παραδοσιακές σχεσιακές βάσεις δεδομένων δυσκολεύονται να αντιστοιχίσουν.

Βάσεις δεδομένων γραφημάτων

Μια βάση δεδομένων γραφημάτων χρησιμοποιεί τη θεωρία γραφημάτων — κόμβους και ακμές — για την άμεση αποθήκευση και υποβολή ερωτημάτων σε σχέσεις. Είναι ιδανική για ανίχνευση απάτης, μηχανές προτάσεων και ανάλυση κοινωνικών δικτύων, όπου οι συνδέσεις μεταξύ οντοτήτων έχουν την ίδια σημασία με τις ίδιες τις οντότητες.

Βάσεις δεδομένων OLTP

Οι βάσεις δεδομένων OLTP (Online Transaction Processing - Επεξεργασία Συναλλαγών μέσω Διαδικτύου) εστιάζουν σε συναλλαγές υψηλής απόδοσης και χαμηλής καθυστέρησης σε περιβάλλοντα πολλαπλών χρηστών. Εγγυώνται ιδιότητες ACID και είναι ρυθμισμένες για πολλές μικρές αναγνώσεις και εγγραφές που οδηγούν λειτουργικά συστήματα όπως εφαρμογές σημείου πώλησης και τραπεζικές εφαρμογές.

Προσωπική βάση δεδομένων

Μια προσωπική βάση δεδομένων αποθηκεύει δεδομένα σε έναν μόνο υπολογιστή για έναν μόνο χρήστη ή μια μικρή ομάδα. Microsoft Πρόσβαση και SQLite είναι χαρακτηριστικά παραδείγματα.

Πολυτροπική βάση δεδομένων

Μια πολυτροπική βάση δεδομένων υποστηρίζει πολλά μοντέλα δεδομένων — για παράδειγμα, έγγραφο, γράφημα και κλειδί-τιμή — μέσα σε έναν μόνο μηχανισμό. ArangoDB και Microsoft Azure Τα Cosmos DB είναι δημοφιλείς επιλογές πολυτροπικών μεταφορών.

Βάση δεδομένων εγγράφων/JSON

Σε μια βάση δεδομένων προσανατολισμένη σε έγγραφα, κάθε εγγραφή είναι ένα αυτοτελές έγγραφο, συνήθως σε JSON, BSON ή XML. Ένα μόνο έγγραφο μπορεί να περιέχει πλούσια ένθετα δεδομένα και ποικίλα πεδία, γεγονός που καθιστά το μοντέλο ευέλικτο για εφαρμογές που κινούνται γρήγορα. MongoDB και η Couchbase είναι γνωστά παραδείγματα.

Ιεραρχική βάση δεδομένων

Μια ιεραρχική βάση δεδομένων χρησιμοποιεί μια δομή δέντρου με σχέσεις γονέα-θυγατρικού. Οι κόμβοι αντιπροσωπεύουν εγγραφές και οι κλάδοι αντιπροσωπεύουν πεδία. Windows Μητρώο στο Windows XP και IBM Τα IMS είναι κλασικά παραδείγματα ιεραρχικών βάσεων δεδομένων.

Βάση δεδομένων δικτύου

Ένα ΣΔΒΔ δικτύου υποστηρίζει σχέσεις πολλά-προς-πολλά μεταξύ εγγραφών, παράγοντας πιο σύνθετες δομές από το ιεραρχικό μοντέλο. Ο διακομιστής RDM είναι ένα παράδειγμα συστήματος διαχείρισης βάσεων δεδομένων που υλοποιεί το μοντέλο δικτύου.

Στοιχεία βάσης δεδομένων

Στοιχεία βάσης δεδομένων.

Κάθε βάση δεδομένων αποτελείται από πέντε στοιχεία που συνεργάζονται:

υλικού

Το υλικό είναι το φυσικό επίπεδο — υπολογιστές, συσκευές εισόδου/εξόδου, μέσα αποθήκευσης και δικτύωση. Παρέχει τη διεπαφή μεταξύ της βάσης δεδομένων και του υπόλοιπου κόσμου.

Λογισμικό

Το λογισμικό καλύπτει όλα όσα διαχειρίζονται και ελέγχουν τη βάση δεδομένων: το ίδιο το ΣΔΒΔ, το λειτουργικό σύστημα, το λογισμικό δικτύου που επιτρέπει σε πολλούς χρήστες να μοιράζονται δεδομένα και τις εφαρμογές που διαβάζουν και γράφουν μέσω του ΣΔΒΔ.

ημερομηνία

Τα δεδομένα είναι τα ακατέργαστα γεγονότα, οι παρατηρήσεις, οι αριθμοί, τα σύμβολα και οι εικόνες που αποθηκεύει η βάση δεδομένων. Τα ακατέργαστα δεδομένα από μόνα τους δεν έχουν νόημα. Η βάση δεδομένων τα οργανώνει και τα επεξεργάζεται σε χρήσιμες πληροφορίες.

Διαδικασίες

Οι διαδικασίες είναι οι τεκμηριωμένες οδηγίες και κανόνες που διέπουν τον τρόπο σχεδιασμού, λειτουργίας και συντήρησης της βάσης δεδομένων. Υποδεικνύουν στους διαχειριστές και τους χρήστες πώς να εκτελούν το σύστημα με αξιοπιστία.

Γλώσσα πρόσβασης βάσης δεδομένων

Μια γλώσσα πρόσβασης σε βάσεις δεδομένων — συνήθως η SQL — επιτρέπει στους χρήστες και τις εφαρμογές να εισάγουν, να ενημερώνουν, να διαγράφουν και να υποβάλλουν ερωτήματα σε δεδομένα. Οι χρήστες εκδίδουν συγκεκριμένες εντολές που το ΣΔΒΔ αναλύει, σχεδιάζει και εκτελεί σε σχέση με τον υποκείμενο χώρο αποθήκευσης.

Τι είναι ένα Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS);

A Σύστημα Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων (DBMS) είναι το επίπεδο λογισμικού που επιτρέπει στους χρήστες να ορίζουν, να αποθηκεύουν, να ανακτούν, να ενημερώνουν και να ασφαλίζουν δεδομένα. A DBMS Συντονίζει την πρόσβαση μεταξύ πολλών χρηστών και εφαρμογών, επιβάλλει την ακεραιότητα και ελέγχει ποιος μπορεί να δει ή να αλλάξει τι.

Η τεχνολογία DBMS δεν είναι καινούργια — του Charles Bachman Ολοκληρωμένη Αποθήκη Δεδομένων (IDS), που κατασκευάστηκε στην General Electric στις αρχές της δεκαετίας του 1960, θεωρείται ευρέως ως το πρώτο ΣΔΒΔ. Έκτοτε, ο τομέας έχει εξελιχθεί μέσω ιεραρχικών, δικτυακών, σχεσιακών, αντικειμενοστρεφών και NoSQL μοντέλων, καθένα από τα οποία αντιμετωπίζει την επόμενη γενιά φόρτων εργασίας δεδομένων.

Ιστορία των Συστημάτων Διαχείρισης Βάσεων Δεδομένων

Τα ορόσημα παρακάτω tracη εξέλιξη της τεχνολογίας βάσεων δεδομένων.

• 1960s — Ο Charles Bachman σχεδιάζει το πρώτο DBMS (Ολοκληρωμένο Αποθετήριο Δεδομένων) στην General Electric.
• 1968 - IBM Σύστημα Διαχείρισης Πληροφοριών Πλοίων (IMS), ένα από τα πρώτα ιεραρχικά ΣΔΒΔ.
• 1970 — Ο Edgar F. Codd δημοσιεύει το άρθρο «Ένα σχεσιακό μοντέλο δεδομένων για μεγάλες κοινόχρηστες τράπεζες δεδομένων», στο οποίο παρουσιάζεται το σχεσιακό μοντέλο.
• 1976 — Ο Peter Chen επισημοποιεί το μοντέλο Οντότητας-Σχέσης (ER).
• 1980s - Ο σχεσιακό μοντέλο γίνεται το κυρίαρχο παράδειγμα βάσεων δεδομένων και η SQL τυποποιείται.
• 1985 — Τα αντικειμενοστρεφή ΣΔΒΔ φαίνεται να ταιριάζουν με την άνοδο των OOP γλωσσών.
• 1990s — Τα αντικειμενοσχεσιακά χαρακτηριστικά εμφανίζονται στα κυρίαρχα RDBMS.
• 1992 - Microsoft κυκλοφορεί την πρώτη έκδοση του Microsoft Πρόσβαση σε προσωπικές βάσεις δεδομένων.
• 1995 — Οι εφαρμογές ιστού αρχίζουν να οδηγούν στη χρήση βάσεων δεδομένων σε κλίμακα Διαδικτύου.
• 1997 — Η XML εισέρχεται στις βάσεις δεδομένων τόσο ως μορφή όσο και ως στόχος ερωτήματος.
• 2009 — Ο όρος NoSQL κέρδη tracκαθώς οι χώροι αποθήκευσης εγγράφων, κλειδιών-τιμών και γραφημάτων αυξάνονται ραγδαία.
• Δεκαετία 2010 και μετά — Cloud-native και κατανεμημένες βάσεις δεδομένων SQL (Aurora, Spanner, CockroachDB) αναδύονται.

Πλεονεκτήματα του DBMS

Ένα καλά υλοποιημένο ΣΔΒΔ προσφέρει στους οργανισμούς πολλά πρακτικά οφέλη:

• Προσφέρει πολλές τεχνικές για την αποτελεσματική αποθήκευση και ανάκτηση δεδομένων.
• Εξισορροπεί τις ανάγκες πολλαπλών εφαρμογών που μοιράζονται τα ίδια δεδομένα.
• Παρέχει ενιαίες διοικητικές διαδικασίες.
• Προστατεύει τους προγραμματιστές εφαρμογών από τις λεπτομέρειες αποθήκευσης.
• Παρέχει ακεραιότητα και ασφάλεια δεδομένων μέσω περιορισμών και ελέγχου πρόσβασης.
• Προγραμματίζει την ταυτόχρονη πρόσβαση έτσι ώστε να επιτυγχάνονται μόνο οι έγκυρες λειτουργίες.
• Μειώνει τον χρόνο ανάπτυξης εφαρμογών μέσω επαναχρησιμοποιήσιμων υπηρεσιών.

Μειονεκτήματα του DBMS

Το μοντέλο DBMS έχει επίσης και αντισταθμίσεις:

• Το κόστος υλικού και λογισμικού μπορεί να είναι σημαντικό.
• Τα περισσότερα συστήματα είναι πολύπλοκα, επομένως οι χρήστες και οι διαχειριστές χρειάζονται εκπαίδευση.
• Η συγκέντρωση δεδομένων σε μια ενιαία βάση δεδομένων δημιουργεί έναν στόχο υψηλής αξίας για διακοπές λειτουργίας, διαφθορά ή επιθέσεις.
• Η ταυτόχρονη πρόσβαση απαιτεί προσεκτικό σχεδιασμό για την αποφυγή απώλειας ενημερώσεων και αδιεξόδων.
• Ένα ΣΔΒΔ δεν έχει σχεδιαστεί για βαρείς αριθμητικούς υπολογισμούς· εξειδικευμένα εργαλεία χειρίζονται αυτό το φόρτο εργασίας καλύτερα.

Συχνές Ερωτήσεις