Що таке бази даних, їх призначення та види?

Що таке бази даних

Дізнайтеся, що таке бази даних, які вони бувають і якими є самі основні принципи роботи БД. Ви будете краще розуміти сутність одного з основних понять сучасного технологічного прогресу.

Що таке дані?

Дані – це сукупність окремої невеликої одиниці інформації. Вони можуть використовуватися у різних формах, таких як текст, цифри, носії інформації, байти тощо, вони можуть зберігатися на аркушах паперу або в електронній пам’яті тощо.

Під час обчислень дані є інформацією, яка може бути розміщена у форму для ефективного переміщення та обробки. Дані взаємозамінні.

Що таке бази даних?

База даних – це організоване зібрання даних, завдяки якому можна легко отримати до них доступ та керувати ними.  

Що таке бази даних?
Що таке база даних?

Ви можете впорядкувати дані у таблиці, рядки, стовпці та індексувати їх, щоб полегшити пошук відповідної інформації.

Обробники баз даних створюють базу даних таким чином, що лише один набір програмного забезпечення забезпечує доступ до даних для всіх користувачів. 

Основною метою бази даних є працювати з великою кількістю інформації шляхом зберігання, вилучення та управління даними.  

Сьогодні у всесвітній павутині Інтернету існує багато динамічних веб-сайтів, які обробляються через бази даних. Наприклад, модель, яка перевіряє наявність номерів у готелі. Це приклад динамічного веб-сайту, який використовує базу даних.  

Доступно багато баз даних, таких як MySQL, Sybase, Oracle, MongoDB, Informix, PostgreSQL, SQL Server тощо.  

Сучасні бази даних управляються системою управління базами даних (СУБД).

SQL або мова структурованих запитів використовується для роботи з даними, що зберігаються в базі даних. SQL залежить від реляційної алгебри та кортежного реляційного числення. 

Циліндрична конструкція використовується для зображення бази даних.

Що таке бази даних

Які бувають системи управління базами даних (СУБД)?

Еволюція баз даних

База даних завершила понад 50 років шляху своєї еволюції від плоскофайлової системи до реляційних та об’єктних реляційних систем. Цей процес тривав декілька поколінь.

На основі файлів

1968 року було представлено базу даних на основі файлів. У файлових базах даних дані зберігались у файлі. Хоча файли мають багато переваг, є кілька обмежень.

Однією з головних переваг є те, що файлова система має різні методи доступу, наприклад, послідовний, індексований та випадковий.

Це вимагає здійснення програмування мовою третього покоління, такою як COBOL, BASIC.

Ієрархічна модель даних

1968-1980 роки – це ера ієрархічної бази даних. Найвідомішою ієрархічною моделлю бази даних стала СУБД від IBM. Вона отримала назву IMS (Система управління інформацією).

Ієрархічна модель даних

У цій моделі файли пов’язані у батьківському/дочірньому стилі.

Як і файлова система, ця модель також мала деякі обмеження, такі як складна реалізація, відсутність структурної незалежності, не може легко обробляти відносини багато-багато і т.д.

Модель мережевих даних

Чарльз Бахман розробив першу СУБД в Honeywell під назвою Integrated Data Store (IDS). Вона була розроблена на початку 1960-х років, але стандартизована у 1971 році групою CODASYL (Конференція з мов систем даних). 

Модель мережевих даних

Модель мережевих даних визначила такі компоненти:

  • Схема мережі (організація баз даних)
  • Підсхема (подання бази даних на користувача)
  • Мова управління даними (процедурна)

Ця модель також мала деякі обмеження, такі як складність системи, і її складно проектувати та обслуговувати.

Реляційна база даних

1970 і по теперішній час – це епоха реляційних баз даних. У 1970 р. реляційна модель була запропонована Е. Ф. Коддом. 

Реляційна модель бази даних має дві основні складові, які називаються екземпляром та схемою (сутність-звязок).

Екземпляр – це таблиця з рядками або стовпцями.

Реляційна база даних

Схема визначає структуру, як ім’я відношення, тип кожного стовпця та ім’я.

Ця модель використовує деякі математичні поняття, такі як теорія множин та логіка предикатів.

Перша програма реляційних баз даних Інтернету була створена в 1995 році.

В епоху реляційної бази даних було введено багато інших моделей, таких як об’єктно-орієнтована модель, об’єктно-реляційна модель тощо.

Хмарна база даних

Хмарна база даних дозволяє вам зберігати, керувати та отримувати їх структуровані, неструктуровані дані через хмарну платформу. Ці дані доступні через Інтернет. Хмарні бази даних також називають базою даних як послуга (DBaaS), оскільки вони пропонуються як керована служба.

Хмарна база даних

Кращі варіанти хмарних баз даних:

  • AWS (веб-служби Amazon)
  • Хмарні служби Oracle Database
  • Сервер Microsoft SQL
  • Snowflake Computing
  • Google cloud spanner

Переваги хмарних баз даних

Менші витрати

Як правило, постачальник компаній не повинен інвестувати в бази даних. Він може підтримувати один або кілька центрів обробки даних.

Автоматизація

Хмарні бази даних збагачені різноманітними автоматизованими процесами, такими як відновлення після відмови та автоматичне масштабування.

Збільшена доступність

Ви можете отримати доступ до своєї хмарної бази даних з будь-якого місця та в будь-який час. Все, що вам потрібно, це лише підключення до Інтернету.

База даних NoSQL

База даних NoSQL – це підхід до проектування таких баз даних, які можуть вмістити найрізноманітніші моделі даних. NoSQL розшифровується як “не тільки SQL”. Це альтернатива традиційним реляційним базам даних, в яких дані розміщуються в таблицях, а схема даних ідеально розроблена до побудови бази даних.

Бази даних NoSQL корисні для великого набору розподілених даних.

Деякі приклади системи баз даних NoSQL з їх категорією:

База даних NoSQL та Sql
  • MongoDB, CouchDB, Cloudant (на основі документів) 
  • Memcached, Redis, Coherence (сховище ключ-значення) 
  • HBase (таблична) 

Перевага NoSQL

Висока масштабованість

NoSQL може обробляти великий обсяг даних через масштабованість. Якщо дані зростають, база даних NoSQL масштабує їх, щоб ефективно обробляти ці дані.

Висока доступність

NoSQL підтримує автоматичну реплікацію. Автоматична реплікація робить її дуже доступною, оскільки в разі будь-якої помилки дані реплікуються до попереднього узгодженого стану.

Які бувають різновиди комп’ютерів: 10 видів

Недолік NoSQL

Відкрите джерело

NoSQL – це база даних з відкритим кодом, тому надійного стандарту для NoSQL поки що немає.

Виклик управління

Управління даними в NoSQL набагато складніше, ніж в реляційних базах даних. Встановити їх дуже складно, і навіть більш важчі в щоденному управлінні.

GUI недоступний

Інструменти графічного інтерфейсу для бази даних NoSQL непросто знайти на ринку.

Резервне копіювання

Резервне копіювання є слабким місцем для баз даних NoSQL. Деякі бази даних, такі як MongoDB, не мають хороших підходів до резервного копіювання даних.

Об’єктно-орієнтовані бази даних

Об’єктно-орієнтовані бази даних містять дані у вигляді об’єкта та класів. Об’єкти – це реальна сутність, а класи – це колекція об’єктів. Об’єктно-орієнтована база даних – це поєднання особливостей реляційної моделі з об’єктно-орієнтованими принципами. Це альтернативна реалізація реляційної моделі.

Об’єктно-орієнтовані бази даних містять правила об’єктно-орієнтованого програмування. Об’єктно-орієнтована система управління базами даних є гібридною.

Властивості об’єктно-орієнтованого програмування

  • Об’єкти
  • Класи
  • Успадкування
  • Поліморфізм
  • Інкапсуляція

Графічні бази даних

Графічна база даних – це база даних NoSQL. Це графічне представлення даних. 

Графічні бази даних корисні для пошуку взаємозв’язку між даними, оскільки вони висвітлюють зв’язок між відповідними даними.

Бази даних графіків дуже корисні, коли база даних містить складні взаємозв’язки та динамічну схему.

Вони в основному використовується в управлінні ланцюгами поставок.  

СУБД (система управління базою даних)

Система управління базами даних (DBMS – Data Base Management System) – це програмне забезпечення, яке використовується для зберігання та отримання бази даних. Наприклад, Oracle, MySQL тощо; це деякі популярні засоби СУБД.

СУБД (система управління базою даних)
СУБД (система управління базою даних)
  • СУБД забезпечує інтерфейс для виконання різних операцій, таких як створення, видалення, модифікація тощо.
  • СУБД дозволяє користувачеві створювати свої бази даних відповідно до їх вимог.
  • СУБД приймає запит від програми та надає конкретні дані через операційну систему.
  • СУБД містить групу програм, яка діє відповідно до інструкцій користувача.
  • Це забезпечує безпеку бази даних.

Перевагі СУБД

Керує надмірністю

Зберігає всі дані в одному файлі бази даних, тому може контролювати надмірність даних.

Обмін даними

Уповноважений користувач може обмінюватися даними між кількома користувачами.

Резервне копіювання

Забезпечує підсистему резервного копіювання та відновлення. Ця система відновлення створює автоматичні дані при відмові системи та відновлює дані, якщо потрібно.

Декілька користувальницьких інтерфейсів

Надає різні типи користувальницьких інтерфейсів, такі як графічний інтерфейс, інтерфейси програм.

Недолік СУБД

Розмір

Займає великий простір на диску та потребує велику пам’ять для ефективної роботи.

Вартість

СУБД вимагає високошвидкісного процесора даних і більшої пам’яті для запуску програмного забезпечення СУБД, тому це дорого.

Складність

СУБД створює додаткову складність та вимоги.

RDBMS (Реляційна система управління базами даних)

Слово RDBMS означає “Реляційна система управління базами даних”. Вона представлена у вигляді таблиці, яка містить рядки та стовпці.

Реляційна база даних містить такі компоненти:

  • Таблиця
  • Запис / Кортеж
  • Поле / Назва стовпця / Атрибут
  • Екземпляр
  • Схема
  • Ключі

Джерело: www.javatpoint.com/

Подібні новини