Ce este o bază de date? Definiție și tipuri

Ce sunt datele?

In termeni simpli, de date sunt informații despre un obiect de interes. Numele, vârsta, înălțimea și greutatea ta sunt toate date despre tine. Fotografiile, imaginile, fișierele și fișierele PDF pot fi, de asemenea, considerate date, deoarece fiecare conține informații care pot fi stocate și procesate.

Ce este o bază de date?

A Baza de date este o colecție sistematică de date. Bazele de date permit stocarea, recuperarea și manipularea electronică a datelor, facilitând gestionarea datelor la scară largă.

Să luăm în considerare câteva exemple familiare. O carte de telefon online folosește o bază de date pentru a stoca persoane, numere de telefon și date de contact. Un furnizor de energie electrică folosește o bază de date pentru a gestiona facturile, problemele clienților și istoricul defecțiunilor. Facebook stochează membri, prietenii, postări, mesaje, reclame și multe altele - toate acestea se află în baze de date. Modelul este același în toate industriile: organizați informațiile astfel încât aplicațiile și oamenii să le poată interoga în mod fiabil.

Tipuri de baze de date

Cele mai comune tipuri de baze de date sunt rezumate mai jos. Fiecare este potrivit pentru o anumită formă de date și o anumită sarcină de lucru.

Baze de date distribuite

O bază de date distribuită distribuie datele pe mai multe site-uri sau locații. Fiecare site își păstrează propria porțiune, în timp ce clienții văd o singură bază de date logică. Acest model este comun în aplicațiile globale care necesită latență redusă și disponibilitate locală.

Baze de date relaționale

O bază de date relațională stochează datele în tabele cu rânduri și coloane și folosește chei pentru a corela un tabel cu altul. Adesea numită SGBDR, rămâne cea mai populară Baze de date familie pe piață. Exemplele includ MySQL, Oracle Database, PostgreSQL și Microsoft SQL Server.

Baze de date orientate pe obiecte

Bazele de date orientate pe obiecte stochează datele ca obiecte, fiecare purtând atribute și metode care definesc ce operațiuni sunt permise asupra datelor. Acestea se mapează perfect cu limbajele de programare orientate pe obiecte și elimină necesitatea unui strat ORM.

Baza de date centralizata

O bază de date centralizată păstrează fiecare înregistrare pe un singur server central. Utilizatorii se conectează din mai multe locații la același depozit, ceea ce simplifică administrarea, dar transformă serverul într-un singur punct de dispută.

Baze de date open-source

Bazele de date open-source își publică codul sursă sub o licență permisivă, astfel încât oricine le poate utiliza, modifica și redistribui. MySQL, PostgreSQL, SQLite, MariaDB și MongoDB sunt exemple utilizate pe scară largă.

Baze de date cloud

O bază de date în cloud este optimizată pentru infrastructura virtualizată, la cerere. Este livrată ca serviciu gestionat, scalează elastic stocarea și calculul și oferă disponibilitate ridicată prin replicare încorporată. Exemplele includ Amazon RDS, Azure Bază de date SQL și Google Cloud cheie.

Depozite de date

A depozit de date centralizează datele istorice și cumulative din mai multe sisteme sursă pentru a sprijini luarea deciziilor, raportarea și prognozarea. Simplifică analiza oferind organizației o versiune unică și de încredere a adevărului.

Baze de date NoSQL

Bazele de date NoSQL gestionează seturi de date foarte mari, adesea nestructurate, care nu se încadrează perfect în rânduri și coloane. Stocurile de documente, cheie-valoare, familii de coloane și grafice abordează fiecare un model de acces diferit și oferă scalabilitate orizontală pe care bazele de date relaționale tradiționale o consideră dificil de egalat.

Baze de date grafice

O bază de date cu grafuri folosește teoria grafurilor — noduri și muchii — pentru a stoca și interoga direct relațiile. Este ideală pentru detectarea fraudelor, motoarele de recomandare și analiza rețelelor sociale, unde conexiunile dintre entități contează la fel de mult ca entitățile în sine.

baze de date OLTP

Bazele de date OLTP (Online Transaction Processing - Procesarea tranzacțiilor online) se concentrează pe tranzacții cu randament ridicat și latență redusă în medii cu mai mulți utilizatori. Acestea garantează proprietățile ACID și sunt optimizate pentru numeroase citiri și scrieri de dimensiuni reduse care determină sisteme operaționale precum aplicațiile POS și cele bancare.

Baza de date personală

O bază de date personală stochează date pe un singur computer pentru un singur utilizator sau o echipă mică. Microsoft Acces și SQLite sunt exemple tipice.

Baza de date multimodala

O bază de date multimodală acceptă mai multe modele de date — de exemplu, documente, grafice și cheie-valoare — într-un singur motor. ArangoDB și Microsoft Azure Cosmos DB sunt opțiuni multimodale populare.

Baza de date document/JSON

Într-o bază de date orientată pe documente, fiecare înregistrare este un document autonom, de obicei în JSON, BSON sau XML. Un singur document poate conține date bogat imbricate și câmpuri variate, ceea ce face ca modelul să fie flexibil pentru aplicațiile cu evoluție rapidă. MongoDB și Couchbase sunt exemple bine-cunoscute.

Baza de date ierarhică

O bază de date ierarhică folosește o structură arborescentă cu relații părinte-copil. Nodurile reprezintă înregistrări, iar ramurile reprezintă câmpuri. Windows Înregistrare pe Windows XP și IBM IMS sunt exemple clasice de baze de date ierarhice.

Baza de date a rețelei

Un SGBD de rețea acceptă relații de tip „mulți-la-mulți” între înregistrări, producând structuri mai complexe decât modelul ierarhic. Serverul RDM este un exemplu de sistem de gestionare a bazelor de date care implementează modelul de rețea.

Componente baze de date

Componentele bazei de date.

Fiecare bază de date este construită din cinci componente care funcționează împreună:

Piese metalice

Hardware-ul este stratul fizic — computere, dispozitive I/O, medii de stocare și rețele. Acesta oferă interfața dintre baza de date și restul lumii.

Software

Software-ul acoperă tot ceea ce gestionează și controlează baza de date: SGBD-ul în sine, sistemul de operare, software-ul de rețea care permite mai multor utilizatori să partajeze date și aplicațiile care citesc și scriu prin SGBD.

Date

Datele sunt faptele brute, observațiile, numerele, simbolurile și imaginile pe care le stochează baza de date. Datele brute în sine nu au sens; baza de date le organizează și le procesează în informații utile.

Proceduri

Procedurile sunt instrucțiunile și regulile documentate care guvernează modul în care baza de date este proiectată, operată și întreținută. Acestea le spun administratorilor și utilizatorilor cum să ruleze sistemul în mod fiabil.

Limbaj de acces la baze de date

Un limbaj de acces la baze de date — cel mai adesea SQL — permite utilizatorilor și aplicațiilor să insereze, să actualizeze, să șteargă și să interogheze date. Utilizatorii emit comenzi specifice pe care SGBD le analizează, le planifică și le execută asupra spațiului de stocare subiacent.

Ce este un sistem de management al bazelor de date (DBMS)?

A Sistem de management al bazelor de date (DBMS) este stratul software care permite utilizatorilor să definească, să stocheze, să recupereze, să actualizeze și să securizeze datele. A Baze de date coordonează accesul între mai mulți utilizatori și aplicații, impune integritatea și controlează cine poate vedea sau modifica ce.

Tehnologia SGBD nu este nouă — Charles Bachman Depozit de date integrat (IDS), construit la General Electric la începutul anilor 1960, este recunoscut pe scară largă ca primul SGBD. De atunci, domeniul a evoluat prin modele ierarhice, de rețea, relaționale, orientate pe obiecte și NoSQL, fiecare abordând următoarea generație de sarcini de lucru cu date.

Istoria sistemelor de gestionare a bazelor de date

Reperele de mai jos trace evoluția tehnologiei bazelor de date.

• Anii 1960 — Charles Bachman proiectează primul SGBD (Integrated Data Store) la General Electric.
• 1968 - IBM Sistemul de gestionare a informațiilor (IMS) al navelor, unul dintre cele mai vechi SGBD-uri ierarhice.
• 1970 — Edgar F. Codd publică „Un model relațional de date pentru bănci mari de date partajate”, introducând modelul relațional.
• 1976 — Peter Chen formalizează modelul Entitate-Relație (ER).
• Anii 1980 - The model relațional devine paradigma dominantă a bazelor de date, iar SQL este standardizat.
• 1985 — SGB-urile orientate pe obiecte par să se potrivească ascensiunii limbajelor POO.
• Anii 1990 — Caracteristicile relaționale-obiectuale ajung în sistemele RDBMS mainstream.
• 1992 - Microsoft lansează prima versiune a Microsoft Acces la baze de date personale.
• 1995 Aplicațiile web încep să impulsioneze utilizarea bazelor de date la scară de internet.
• 1997 XML intră în bazele de date atât ca format, cât și ca țintă de interogare.
• 2009 — Termenul NoSQL câștigă tracpe măsură ce depozitele de documente, cheie-valoare și grafice cresc rapid.
• Anii 2010 și peste — Baze de date SQL cloud-native și distribuite (Aurora, Spanner, CockroachDB) apar.

Avantajele DBMS

Un SGBD bine implementat oferă organizațiilor mai multe beneficii practice:

• Oferă numeroase tehnici pentru stocarea și recuperarea eficientă a datelor.
• Echilibrează nevoile mai multor aplicații care partajează aceleași date.
• Oferă proceduri administrative uniforme.
• Protejează programatorii de aplicații de detaliile de stocare.
• Oferă integritatea și securitatea datelor prin restricții și control al accesului.
• Planifică accesul concurent astfel încât doar operațiunile valide să aibă succes.
• Reduce timpul de dezvoltare a aplicațiilor prin servicii reutilizabile.

Dezavantajele DBMS

Modelul SGBD are și compromisuri:

• Costurile cu hardware și software pot fi substanțiale.
• Majoritatea sistemelor sunt complexe, așa că utilizatorii și administratorii au nevoie de instruire.
• Centralizarea datelor într-o singură bază de date creează o țintă valoroasă pentru întreruperi, corupere sau atacuri.
• Accesul concurent necesită o proiectare atentă pentru a evita pierderea actualizărilor și blocajele.
• Un SGBD nu este conceput pentru calcule numerice complexe; instrumente specializate gestionează mai bine acest volum de muncă.

Întrebări frecvente