Mis on andmebaas? Definitsioon ja tüübid

Mis on andmed?

Lihtsamalt öeldes andmed on faktid huvipakkuva objekti kohta. Teie nimi, vanus, pikkus ja kaal on kõik teie kohta käivad andmed. Pildid, kujutised, failid ja PDF-failid võivad samuti andmeteks lugeda, kuna igaüks neist sisaldab teavet, mida saab salvestada ja töödelda.

Mis on andmebaas?

A andmebaas on süstemaatiline andmete kogum. Andmebaasid toetavad andmete elektroonilist salvestamist, otsimist ja töötlemist, muutes andmete haldamise suures mahus lihtsaks.

Mõelge mõnele tuttavale näitele. Veebipõhine telefonikataloog kasutab andmebaasi inimeste, telefoninumbrite ja kontaktandmete salvestamiseks. Elektripakkuja kasutab andmebaasi arvelduse, klientide probleemide ja rikete ajaloo haldamiseks. Facebook salvestab liikmeid, sõprussuhteid, postitusi, sõnumeid, reklaame ja palju muud – kõik see asub andmebaasides. Muster on kõigis tööstusharudes sama: korraldage teave nii, et rakendused ja inimesed saaksid seda usaldusväärselt pärida.

Andmebaaside tüübid

Kõige levinumad andmebaasitüübid on kokku võetud allpool. Igaüks neist sobib konkreetse andmekuju ja töökoormusega.

Hajutatud andmebaasid

Hajutatud andmebaas levitab andmeid mitme saidi või asukoha vahel. Iga sait säilitab oma sektori, samas kui kliendid näevad ühte loogilist andmebaasi. Mudel on levinud globaalsetes rakendustes, mis vajavad väikest latentsust ja kohalikku kättesaadavust.

Relatsioonandmebaasid

Relatsioonandmebaas salvestab andmeid ridade ja veergudega tabelitesse ning kasutab võtmeid ühe tabeli seostamiseks teisega. Sageli nimetatakse seda relatsioonandmebaasi haldamise süsteemiks (RDBMS) ja see on endiselt kõige populaarsem. DB-süsteemid perekond turul. Näited hõlmavad järgmist MySQL, Oracle Database, PostgreSQLja Microsoft SQL Server.

Objektorienteeritud andmebaasid

Objektorienteeritud andmebaasid salvestavad andmeid objektidena, millest igaühel on atribuudid ja meetodid, mis määravad andmetega lubatud toimingud. Need ühilduvad selgelt objektorienteeritud programmeerimiskeeltega ja välistavad ORM-kihi vajaduse.

Tsentraliseeritud andmebaas

Tsentraliseeritud andmebaas hoiab iga kirjet ühes keskserveris. Kasutajad saavad sama poega ühendust luua paljudest asukohtadest, mis lihtsustab haldamist, kuid muudab serveri üheks vaidluspunktiks.

Avatud lähtekoodiga andmebaasid

Avatud lähtekoodiga andmebaasid avaldavad oma lähtekoodi lubava litsentsi alusel, nii et igaüks saab seda kasutada, muuta ja levitada. MySQL, PostgreSQL, SQLite, MariaDBja MongoDB on laialdaselt kasutatavad näited.

Pilveandmebaasid

Pilvepõhine andmebaas on optimeeritud virtualiseeritud ja nõudmisel toimiva infrastruktuuri jaoks. Seda pakutakse hallatud teenusena, see skaleerib salvestusruumi ja arvutusvõimsust elastselt ning pakub sisseehitatud replikatsiooni kaudu kõrget käideldavust. Näited hõlmavad järgmist: Amazon RDS, Azure SQL-andmebaas ja Google Cloud Mutrivõti.

Andmelaod

A andmekogus koondab ajaloolisi ja kumulatiivseid andmeid paljudest alliksüsteemidest, et toetada otsuste tegemist, aruandlust ja prognoosimist. See lihtsustab analüütikat, andes organisatsioonile ühe usaldusväärse versiooni tõest.

NoSQL andmebaasid

NoSQL-i andmebaasid käsitlevad väga suuri ja sageli struktureerimata andmekogumeid, mis ei mahu täpselt ridadesse ja veergudesse. Dokumendi-, võtme-väärtuse-, veeruperekonna- ja graafikusalvestused käsitlevad igaüks erinevat juurdepääsumustrit ja pakuvad horisontaalset skaleeritavust, millega traditsioonilistel relatsioonandmebaasidel on raske sammu pidada.

Graafiku andmebaasid

Graafiandmebaas kasutab graafiteooriat – sõlmi ja servi – seoste otseseks salvestamiseks ja päringute tegemiseks. See sobib ideaalselt pettuste avastamiseks, soovitusmootoriteks ja sotsiaalvõrgustike analüüsiks, kus üksustevahelised seosed on sama olulised kui üksused ise.

OLTP andmebaasid

OLTP (Online Transaction Processing) andmebaasid keskenduvad suure läbilaskevõimega ja väikese latentsusega tehingutele mitme kasutaja keskkondades. Need garanteerivad ACID-omadused ja on häälestatud paljude väikeste lugemis- ja kirjutustoimingute jaoks, mis käivitavad operatsioonisüsteeme, näiteks müügikoha- ja pangandusrakendusi.

Isiklik andmebaas

Isiklik andmebaas salvestab andmeid ühes arvutis ühe kasutaja või väikese meeskonna jaoks. Microsoft Juurdepääs ja SQLite on tüüpilised näited.

Multimodaalne andmebaas

Multimodaalne andmebaas toetab ühes mootoris mitut andmemudelit – näiteks dokumendi-, graafiku- ja võtme-väärtuse mudelit. ArangoDB ja Microsoft Azure Cosmos DB on populaarsed multimodaalsed valikud.

Dokumendi/JSON-i andmebaas

Dokumendipõhises andmebaasis on iga kirje iseseisev dokument, tavaliselt JSON-, BSON- või XML-vormingus. Üks dokument võib sisaldada rikkalikult pesastatud andmeid ja erinevaid välju, mis muudab mudeli kiiresti arenevate rakenduste jaoks paindlikuks. MongoDB ja Couchbase on tuntud näited.

Hierarhiline andmebaas

Hierarhiline andmebaas kasutab puustruktuuri, millel on vanema-lapse seosed. Sõlmed esindavad kirjeid ja harud esindavad välju. Windows Registri sisse lülitatud Windows XP ja IBM IMS on hierarhiliste andmebaaside klassikaline näide.

Võrgu andmebaas

Võrgu-andmebaasihaldussüsteem toetab kirjete vahelist palju-mitmele seost, luues keerukamaid struktuure kui hierarhiline mudel. RDM-server on näide andmebaasihaldussüsteemist, mis rakendab võrgumudelit.

Andmebaasi komponendid

Andmebaasi komponendid.

Iga andmebaas koosneb viiest koos töötavast komponendist:

riistvara

Riistvara on füüsiline kiht – arvutid, sisend-/väljundseadmed, salvestusmeedia ja võrgud. See pakub liidest andmebaasi ja ülejäänud maailma vahel.

tarkvara

Tarkvara hõlmab kõike, mis andmebaasi haldab ja kontrollib: andmebaasihaldussüsteemi ennast, operatsioonisüsteemi, võrgutarkvara, mis võimaldab mitmel kasutajal andmeid jagada, ja rakendusi, mis andmebaasihaldussüsteemi loevad ja kirjutavad.

kuupäev

Andmed on töötlemata faktid, tähelepanekud, numbrid, sümbolid ja pildid, mida andmebaas salvestab. Töötlemata andmed üksi on mõttetud; andmebaas korraldab ja töötleb need kasulikuks informatsiooniks.

Protseduurid

Protseduurid on dokumenteeritud juhised ja reeglid, mis reguleerivad andmebaasi kujundamist, käitamist ja hooldamist. Need ütlevad administraatoritele ja kasutajatele, kuidas süsteemi usaldusväärselt käitada.

Andmebaasi juurdepääsukeel

Andmebaasile juurdepääsu keel – enamasti SQL – võimaldab kasutajatel ja rakendustel andmeid sisestada, värskendada, kustutada ja päringuid teha. Kasutajad annavad välja konkreetseid käske, mida andmebaasihaldussüsteem alussalvestusruumi suhtes parsib, planeerib ja täidab.

Mis on andmebaasihaldussüsteem (DBMS)?

A Andmebaasihaldussüsteem (DBMS) on tarkvarakiht, mis võimaldab kasutajatel andmeid määratleda, salvestada, hankida, uuendada ja turvata. A DB-süsteemid koordineerib juurdepääsu paljude kasutajate ja rakenduste vahel, tagab terviklikkuse ja kontrollib, kes mida näha või muuta saab.

Andmebaasihaldussüsteemide tehnoloogia pole uus – Charles Bachmani Integreeritud andmehoidla (IDS), mille ehitas General Electric 1960. aastate alguses, peetakse laialdaselt esimeseks andmebaasi juhtimissüsteemiks. Sellest ajast alates on valdkond arenenud hierarhiliste, võrgu-, relatsiooni-, objektorienteeritud ja NoSQL-mudelite kaudu, mis kõik käsitlevad järgmise põlvkonna andmekoormusi.

Andmebaaside haldussüsteemide ajalugu

Allpool olevad verstapostid tracandmebaasitehnoloogia areng.

• 1960s — Charles Bachman kavandab General Electricu esimese andmebaasihaldussüsteemi (DBMS).
• 1968 - IBM laevade infosüsteem (IMS), mis on üks varasemaid hierarhilisi andmebaasihaldussüsteeme.
• 1970 — Edgar F. Codd avaldab teose „A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks” (Andmete relatsiooniline mudel suurte jagatud andmepankade jaoks), milles tutvustatakse relatsioonilist mudelit.
• 1976 — Peter Chen formaliseerib entiteedi-suhete (ER) mudeli.
• 1980s - The relatsiooniline mudel saab domineerivaks andmebaasiparadigmaks ja SQL standardiseeritud.
• 1985 — Objektorienteeritud andmebaasihaldussüsteemid näivad sobivat OOP-keelte esiletõusuga.
• 1990s — Objektirelatsioonilised funktsioonid saabuvad tavapärastesse relatsiooniliste andmebaasisüsteemidesse.
• 1992 - Microsoft avaldab esimese versiooni Microsoft Juurdepääs isiklikele andmebaasidele.
• 1995 — Veebirakendused hakkavad edendama internetipõhist andmebaaside kasutamist.
• 1997 — XML siseneb andmebaasidesse nii vormingu kui ka päringu sihtmärgina.
• 2009 — Termin NoSQL kasu trackuna dokumendi-, võtme-väärtuse- ja graafikusalvestusruumid kasvavad kiiresti.
• 2010ndad ja kaugemalgi — Pilvepõhised ja hajutatud SQL-andmebaasid (Aurora, Spanner, CockroachDB) tekivad.

DBMS-i eelised

Hästi rakendatud andmebaasihaldussüsteem annab organisatsioonidele mitmeid praktilisi eeliseid:

• Pakub palju tehnikaid andmete tõhusaks salvestamiseks ja hankimiseks.
• Tasakaalustab mitme sama andmeid jagava rakenduse vajadusi.
• Pakub ühtseid haldusprotseduure.
• Kaitseb rakenduste programmeerijaid salvestusdetailide eest.
• Tagab andmete terviklikkuse ja turvalisuse piirangute ja juurdepääsukontrolli kaudu.
• Planeerib samaaegse juurdepääsu nii, et õnnestuvad ainult kehtivad toimingud.
• Vähendab rakenduste arendusaega korduvkasutatavate teenuste abil.

DBMS-i puudused

DBMS-mudelil on ka kompromisse:

• Riist- ja tarkvarakulud võivad olla märkimisväärsed.
• Enamik süsteeme on keerulised, seega vajavad kasutajad ja administraatorid koolitust.
• Andmete koondamine ühte andmebaasi loob väärtusliku sihtmärgi katkestusteks, andmete rikkumiseks või rünnakuteks.
• Samaaegne juurdepääs nõuab hoolikat kavandamist, et vältida kadunud uuendusi ja ummikseisu.
• Andmebaasi juhtimissüsteem ei ole loodud mahukateks numbrilisteks arvutusteks; spetsiaalsed tööriistad saavad selle töökoormusega paremini hakkama.

KKK