Примеры баз данных: краткие описания, схемы и примеры БД

База данных: что такое БД, их типы, свойства, структура

Как организуют и хранят большие данные, что такое СУБД и SQL и зачем это нужно аналитикам. Бонусом расскажем, почему таблица в Excel — это ещё не база данных.

• Что такое базы данных
• Свойства базы данных
• Типы баз данных
• Примеры использования баз данных
• Популярные системы управления базами данных
• Главное о базах данных

Что такое базы данных

Таблицы помогают делать жизнь проще: выбрать из меню блюдо на обед или сгруппировать данные в квитанции для оплаты ЖКХ. Такие таблицы простые, их можно понять с помощью органов чувств без специальных инструментов. А когда количество строк и столбцов превышает сотни тысяч, обработать такую таблицу тяжело даже с помощью инструментов вроде Excel.

Поэтому программисты разбивают большие данные на несколько таблиц и организуют между ними связи. Так таблицы превращаются в базы данных.

База данных (БД) — это набор информации, которая хранится упорядоченно в электронном виде.

Например, Моника и Фиби из «Друзей» решили открыть свою кофейню и размышляют, какие напитки будут продавать. Для начала они хотят проанализировать меню в других точках своего города. Затем составить базу данных из меню конкурентов, чтобы понять, какие напитки пользуются спросом и будут делать выручку, а какие — привлекать посетителей уникальностью: например, капучино с фисташками или матча-латте на банановом молоке.

Затем нужно изучить поставщиков: у кого бесперебойно заказывать кофейные зёрна, сиропы, молоко и топпинги, где взять посуду и кофемашину, какие трубочки, стаканчики и крышечки закупить для напитков навынос. Всю эту информацию можно хранить и в таблицах, но работа с базами данных проще и удобнее, и вот почему:

1. Базы данных позволяют обрабатывать, хранить и структурировать намного большие объёмы информации, чем таблицы.

2. Удалённый доступ и система запросов позволяет множеству людей одновременно использовать базы данных. С электронными таблицами тоже можно работать онлайн всей командой, но системы управления базами данных делают этот процесс организованнее, быстрее и безопаснее.

3. Объём информации в базах данных может быть огромным и не влиять на скорость работы. А в Google Таблицах уже после нескольких сотен строк или тысяч символов страница будет загружаться очень медленно.

Отличия таблиц от баз данных основаны на главном свойстве последних: информацию можно связать, даже если она находится в разных таблицах. Так, на примере кофейни, когда Фиби с Моникой будут изучать рецепты, высчитывать, сколько ингредиентов и расходных материалов уйдёт на один напиток, будет удобно связать базы с рецептами напитков и закупками. И по тому же принципу перейти к бухгалтерии — считать расходы и прибыль.

Если на этом шаге подруги ещё не передумают открыть свою кофейню, придётся изучить основ работы с базами данных и инструменты, помогающие с ними работать. Можно, конечно, нанять аналитика, чтобы он собрал все данные и внедрил в бизнес современные инструменты. Но чтобы составить для специалиста грамотное ТЗ, нужно понимать термины и немного разбираться в технической стороне вопроса.

Управлять базами данных с помощью языка запросов SQL и различных СУБД можно научиться на курсе «SQL для работы с данными и аналитики». Этот навык пригодится в работе аналитикам, маркетологам, продакт-менеджерам и экономистам. Даже без опыта в IT студенты за период от 1,5 месяцев осваивают современные инструменты для работы с базами данных.

Научитесь работать с SQL

Попробуйте себя в роли аналитика, даже если нет опыта работы с базами данных и html, и сделайте 2 бизнес-проекта по реальным требованиям заказчика за 1,5 месяца обучения. Начните с бесплатной вводной части курса «SQL для работы с данными и аналитики».

Свойства базы данных

Удобное использование баз данных основано на их свойствах:

1. Быстродействие

Современные БД проектируются по принципу «получить данные прямо сейчас», чтобы пользователь не ждал отклик на запрос.

2. Простота получения и обновления данных

Какой бы высокой ни была скорость, это бессмысленно, если нужно сделать много сложных операций, чтобы получить, обновить или добавить данные в базу.

3. Независимость структуры

Изменения в любом количестве и качестве информации не должны влиять на структуру базы данных. Также изменения не должны касаться программного обеспечения и средств хранения, например жёсткого диска.

4. Стандартизация

Аналогично свойству независимости структуры: при обновлении программного обеспечения или СУБД (сокр. от «системы управления базами данных») база данных не должна менять свою структуру или свойства.

5. Безопасность данных

Для каждой категории пользователей делают список ограничений и доступов, согласно которым можно взаимодействовать с информацией из БД.

6. Интегрированность

Данные должны быть логически связаны. И эти связи должны прослеживаться по структуре таблиц.

7. Многопользовательский доступ

Удалённо вносить изменения и получать информацию из БД могут сразу несколько человек с разных устройств.

Материал по теме:

Как устроен язык SQL и почему он так востребован

Типы баз данных

Чаще всего базы данных классифицируют в зависимости от того, как в них структурирована информация и как с ней взаимодействовать.

Иерархические

Простейшая структура, где записи, как ветви, отходят от «родителя». Информация связана по аналогии с папками на рабочем столе. У каждой записи есть физическая связь только с одной предыдущей, а отношение многих ко многим невозможно.

На примере базы данных для кофейни в виде иерархической структуры можно представить сорта кофе: Арабика (англ. Arabica), Робуста (англ. Robusta) и Либерика (англ. Liberica).

Сетевые

В отличие от иерархической структуры, у каждой записи может быть более одного родителя. Сетевые БД представляют собой не древовидный, а общий граф.

Можно построить граф с рецептами напитков, где связаны «Капучино» с «Эспрессо» и «Молоком», а «Эспрессо» — с «Кофейными зёрнами» и «Водой». «Латте» имеет связи с «Эспрессо», «Молоком» и «Молочной пеной».

Объектно-ориентированные

Базы данных, где информация о реальных вещах представлена в виде объектов под уникальным идентификатором. К ООБД обращаются на языке объектно-ориентированного программирования (ООП). Состояние объекта описывается атрибутами, а его поведение — набором методов. Объекты с одинаковыми атрибутами и методами образуют классы.

Объект в ООП создаётся как отдельная сущность со своими свойствами и методами работы. И как только объект создан, его можно вызвать по «имени», или коду, а не разрабатывать заново.

Например, при разработке руки главного героя в компьютерной игре программист один раз создаёт объект «рука». И когда нужно запрограммировать движения, достаточно сказать на языке программирования: «рука, сожми кулак» или «рука, поднимись вверх».

По такому же принципу работают и объектно-ориентированные базы данных. Данные формируются в объекты, и работать с ними можно как с рукой героя в примере.

Реляционные

Их также называют SQL — как язык программирования, с помощью которого создают, преобразовывают и управляют данными в реляционных БД. Записи и связи между ними организованы при помощи таблиц. В таблицах есть поле для внешнего ключа со ссылками на другие таблицы. Благодаря высокой организации и гибкости структуры реляционные БД применяются для многих типов данных.

В кофейне реляционные базы данных пригодились бы для описания рецептов, закупок и связей между ними. В таблице с поставщиками можно указать цены на один и тот же продукт у разных брендов. При выборе бренда данные будут автоматически попадать в таблицу «Закупка ингредиентов». Так можно будет настроить расчёт суммы всей закупки и себестоимости одного напитка. Каждый сотрудник сможет вывести данные по любому поставщику и обновить цены, если они изменятся.

Закупка ингредиентов

Состав капучино

Нереляционные (NoSQL)

Эту группу называют также NoSQL, потому что к таким базам данных нужны отличные от SQL-запросы.

● Базы данных «ключ-значение»

В таких базах данные сохраняются под ключами. Если хотите получить объект, например, изображение или текст, нужно ввести ключ. Таким образом часто хранят информацию о состоянии объектов, представленную различными типами данных. Каждому хранилищу разрабатывают свою схему именования ключей в зависимости от форматов значений.

● Графовые базы данных

Связи в графовых базах данных обозначены узлами, рёбрами и свойствами. Записи в этих БД могут иметь любое количество связанных с ними свойств.

Например, взаимодействия между сотрудниками кофейни можно обозначить с помощью графа. В его узлах находятся карточки сотрудников с именем, возрастом и должностью, а каждое ребро показывает функции и задачи, которые связывают этих людей.

● Колоночные базы данных

Подобно реляционным, в этих базах данные хранятся в виде таблиц.

Но структура колонок строго не регламентирована — они могут объединяться в колоночные семейства с определённым форматом. Строки колоночного семейства имеют уникальные идентификаторы.

Например, в колоночном семействе «Десерты» будут строки «Печенье» и «Круассаны».

NewSQL базы данных

NewSQL совмещают реляционную модель, язык запросов SQL и распределённые горизонтально масштабируемые базы данных NoSQL. Этот тип появился на рубеже 2000-х и 2010-х годов как ответ на потребности рынка, которые существующие БД не могли удовлетворить. Так, SQL-базы не поддерживали масштабируемость на уровне NoSQL, а эти, в свою очередь, не отвечали стандартам точного выполнения оперативных транзакций ACID (англ. atomicity, consistency, isolation, durability — «атомарность, непротиворечивость, изолированность, долговечность»).

Для баз данных NewSQL характерны:

● реляционная модель и транзакционность,

● язык SQL для доступа к данным,

● горизонтальная масштабируемость,

● более быстрая производительность за счёт новых «движков».

Развитие типов баз данных не останавливается на NewSQL. Появляются новые гибридные модели (англ. multi-model databases), так как использование базы данных может решить разные задачи.

Узнайте больше про работу с базами данных и SQL

Скачайте нашу памятку с основными SQL-командами, чтобы они всегда были под рукой

Примеры использования баз данных

Весь спектр возможного использования БД не показать в одной статье, поэтому остановимся на нескольких примерах.

Даже в небольшой точке питания вроде кофейни найдутся данные, которые нужно хранить, использовать и обновлять:

● Показания счётчиков

Коммерческое помещение, как и жилое, подключено к системам электро- и водоснабжения. Если счётчики автоматические, они сами передадут показания, управляющая компания назначит плату за услуги, и придёт счёт.

После оплаты в системе будет указано, что задолженности нет. Каждая компания обрабатывает огромное количество счётчиков. Базы данных нужны, чтобы хранить ежемесячные показания, сортировать их по номерам квартир, учитывать оплаты и долги. Простые электронные таблицы с такими задачами не справятся.

● Данные сотрудников

Если список сотрудников небольшой, данные можно записать в таблицу. Но это будет не самый безопасный способ их хранения, поэтому понадобятся базы данных с ограниченным доступом. Кроме личных данных, у каждого сотрудника должны быть медицинские карты и зарплатные счета. Здесь не обойтись без работы с базой данных: в первом случае она хранится на стороне клиники, а во втором — на стороне банка. Владельцу бизнеса останется только проконтролировать, все ли успешно прошли медосмотр и пришла ли зарплата.

● База лояльных клиентов

Заведения общепита часто предлагают поучаствовать в системе лояльности. Покупатель сообщает имя и телефон, чтобы начислялись бонусы, которыми можно оплатить следующие покупки. Без базы данных с лояльными клиентами сложно выстроить сообщество любителей кофейни.

● Налоги

Системы налогообложения тоже работают на базах данных, потому что объём информации колоссальный. Ни одна таблица Excel не вместит всех налоговых резидентов страны, чтобы каждый месяц присылать им уведомление о начисленном налоге.

● Заказы

Можно оценивать на глаз, в какие дни и время в кофейне больше всего посетителей, но это малоэффективно. Надёжнее и проще опираться на базу данных, где учитываются все чеки с суммой, временем и ID клиента.

● Сайты

Если сайт чуть больше, чем визитка, в его внутренней механике есть база данных. Это касается не только интернет-магазинов, где нужно хранить данные о заказах, товарах и ценах. В базах сайтов могут храниться изображения, данные о зарегистрированных пользователях, статистика посещений и перемещений.

Популярные системы управления базами данных

Системы управления базами данных (СУБД) — это инструменты, с помощью которых пользователь обращается к данным, изменяет их или создаёт. СУБД функционируют как менеджеры по работе с базами данных, которые «говорят» на их языке программирования. В российских и зарубежных компаниях используют шесть популярных СУБД:

1. Oracle

Объектно-реляционная СУБД, созданная одноимённой компанией-лидером на рынке. Преимущества Oracle: быстрая установка и настройка, возможность расширять функционал, практичность и надёжность. Но лицензия стоит дорого, поэтому Oracle обычно используют крупные корпорации.

2. MySQL

Реляционная СУБД с открытым исходным кодом, то есть доступна для просмотра, исправления ошибок и создания новых версий программ. MySQL — бесплатная, быстрая и гибкая система, подходящая для таблиц разных типов.

3. Microsoft SQL Server

Оптимальная СУБД для операционных систем Windows, но совместима и с Linux. Легко интегрируется с другими продуктами Microsoft, удобна в использовании, но потребляет много ресурсов, а лицензия стоит дорого.

4. PostgreSQL

Объектно-реляционная СУБД, которую используют для сайтов, сервисов и платформ. Бесплатный доступ и поддержка многих языков программирования делают эту СУБД одной из самых популярных. По её лицензии создано немало расширенных версий, в том числе для коммерческого использования.

5. Apache Cassandra

В отличие от вышеназванных, Cassandra — нереляционная СУБД. Она разработана на языке Java и принадлежит фонду Apache Software Foundation. Система хранит данные по модели семейства столбцов и «ключ-значение», распределяет данные в несколько дата-центров и легко масштабируется при увеличении объёма информации.

6. Redis

NoSQL резидентная СУБД, которая использует модель «ключ-значение». Она написана на языках C и C++, а применяется для атомарных операций, например, записи и чтения быстро изменяющихся данных.

Управлять базами данных с помощью языка запросов SQL и различных СУБД можно научиться на курсе «SQL для работы с данными и аналитики». Этот навык пригодится в работе аналитикам, маркетологам, продакт-менеджерам и экономистам. Даже без опыта в IT студенты за период от 1,5 месяцев осваивают современные инструменты для работы с базами данных.

Главное о базах данных

1. Базы данных (БД) — это структурированная информация, которая хранится в связанных электронных таблицах. Базы можно встретить в банках, библиотеках, космических наблюдениях и вообще везде, где данных слишком много, чтобы обрабатывать их вручную.

2. Не каждая электронная таблица — это база данных. В базе между таблицами есть связи, которые организованы в строгой системе. Отсюда и свойства баз данных: скорость обработки, простота получения и независимость данных.

3. По структуре и способу связей основные базы данных делятся на типы: иерархические, сетевые, колоночные, реляционные, нереляционные и объектно-ориентированные.

4. Чтобы управлять данными в базе, используют СУБД (систему управления базами данных). Каждому типу баз подходят свои СУБД.

Статью подготовили:

Поделиться 

Читать также:

Для чего строят и обучают нейросети в IT

Читать статью

Найти, сохранить и защитить: как СУБД помогают аналитикам и маркетологам

Читать статью

Примеры баз данных — Лаборатория интернета

Реляционные базы данных Примеры — MySQL, Oracle DB, PostgreSQL. Это самый популярный тип БД, в которых информация хранится в виде таблиц. В строках находится описание каждого отдельного свойства объекта, а столбцы нужны для извлечения определённых свойств из строки. Таблицы могут быть взаимосвязаны.

Содержание

1. Что такое база данных приведите примеры?
2. Какие могут быть базы данных?
3. Какие самые распространенные базы данных?
4. Где можно использовать базы данных?
5. Что такое база данных по информатике?
6. Какое поле можно считать уникальным?
7. Какие знаете классические базы данных?
8. Какие базы данных являются наиболее распространенными в практике?
9. Какая самая распространенная база данных?
10. Какая СУБД самая популярная?
11. Для чего можно использовать базу данных?
12. Где используются традиционные базы данных?
13. Что такое база данных приведите примеры?
14. Какие могут быть базы данных?
15. Какие самые распространенные базы данных?
16. Где можно использовать базы данных?
17. Что такое база данных по информатике?
18. Какое поле можно считать уникальным?
19. Какие знаете классические базы данных?
20. Какие базы данных являются наиболее распространенными в практике?
21. Какая самая распространенная база данных?
22. Что лучше SQL или MySQL?
23. Что можно делать с базами данных?
24. Где используются традиционные базы данных?

Что такое база данных приведите примеры?

База данных — это упорядоченный набор структурированной информации или данных, которые обычно хранятся в электронном виде в компьютерной системе. База данных обычно управляется системой управления базами данных (СУБД).

Какие могут быть базы данных?

Виды баз данных

• иерархические;
• объектные или объектно-ориентированные;
• объектно-реляционные;
• реляционные;
• сетевые;
• функциональные.

Какие самые распространенные базы данных?

Проанализировав данные трех источников, мы выделили 10 самых популярных Open-Source БД в 2021 году — вот они.

1. 1 место. База данных MySQL. Самая популярная OLTP-система с открытым исходным кодом. …
2. 2 место. PostgreSQL. …
3. 3 место. MongoDB. …
4. 4 место. Redis. …
5. 5 место. Elasticsearch.

Где можно использовать базы данных?

База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов. Базы данных активно используются для динамических сайтов со значительными объемами данных — часто это интернет-магазины, порталы, корпоративные сайты.

База данных (БД) — это совокупность данных, которая включает в себя определённые правила, принципы хранения, описания и управления данными. Эти данные относятся к какой-то предметной области и позволяют решать множество конкретных задач.

Какое поле можно считать уникальным?

Какое поле можно считать уникальным? Ответ: Для однозначного определения каждой записи таблица должна иметь уникальный ключ. Этот ключ может состоять из одного или нескольких полей. В качестве ключа выбирают уникальное поле, – данные в котором не могут повторяться.

Какие знаете классические базы данных?

К числу классических относятся следующие модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная. В конце 70-х гг. были разработаны иерархические и сетевые СУБД. Иерархические СУБД — использовали модели данных, в которой связи между данными имеют вид иерархии.

Какие базы данных являются наиболее распространенными в практике?

Наиболее распространенными в практике являются:

• распределенные базы данных;
• иерархические базы данных;
• сетевые базы данных;
• реляционные базы данных.

Какая самая распространенная база данных?

1. Oracle. Oracle RDBMS (она же Oracle Database) на первом месте среди СУБД. …
2. MySQL. MySQL работает на Linux, Windows, OSX, FreeBSD и Solaris. …
3. Microsoft SQL Server. Самая популярная коммерческая СУБД. …
4. PosgreSQL. …
5. MongoDB. …
6. DB2. …
7. Microsoft Access. …
8. Cassandra.

Какая СУБД самая популярная?

Различные рейтинги самых популярных СУБД возглавляют Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server, PostgreSQL.

Для чего можно использовать базу данных?

База данных (БД) — это программа, которая позволяет хранить и обрабатывать информацию в структурированном виде. БД это отдельная независимая программа, которая не входит в состав языка программирования. В базе данных можно сохранять любую информацию, чтобы позже получать к ней доступ.

Где используются традиционные базы данных?

Традиционные базы данных используют архитектуру сети клиент-сервер. Здесь пользователь (известный как клиент) может изменять данные, которые хранятся на централизованном сервере.

Реляционные базы данных Примеры — MySQL, Oracle DB, PostgreSQL. Это самый популярный тип БД, в которых информация хранится в виде таблиц. В строках находится описание каждого отдельного свойства объекта, а столбцы нужны для извлечения определённых свойств из строки. Таблицы могут быть взаимосвязаны.

Что такое база данных приведите примеры?

База данных — это упорядоченный набор структурированной информации или данных, которые обычно хранятся в электронном виде в компьютерной системе. База данных обычно управляется системой управления базами данных (СУБД).

Какие могут быть базы данных?

Виды баз данных

• иерархические;
• объектные или объектно-ориентированные;
• объектно-реляционные;
• реляционные;
• сетевые;
• функциональные.

Какие самые распространенные базы данных?

Проанализировав данные трех источников, мы выделили 10 самых популярных Open-Source БД в 2021 году — вот они.

1. 1 место. База данных MySQL. Самая популярная OLTP-система с открытым исходным кодом. …
2. 2 место. PostgreSQL. …
3. 3 место. MongoDB. …
4. 4 место. Redis. …
5. 5 место. Elasticsearch.

Где можно использовать базы данных?

База данных (БД) — это организованная структура, предназначенная для хранения, изменения и обработки взаимосвязанной информации, преимущественно больших объемов. Базы данных активно используются для динамических сайтов со значительными объемами данных — часто это интернет-магазины, порталы, корпоративные сайты.

База данных (БД) — это совокупность данных, которая включает в себя определённые правила, принципы хранения, описания и управления данными. Эти данные относятся к какой-то предметной области и позволяют решать множество конкретных задач.

Какое поле можно считать уникальным?

Какое поле можно считать уникальным? Ответ: Для однозначного определения каждой записи таблица должна иметь уникальный ключ. Этот ключ может состоять из одного или нескольких полей. В качестве ключа выбирают уникальное поле, – данные в котором не могут повторяться.

Какие знаете классические базы данных?

К числу классических относятся следующие модели данных: иерархическая, сетевая, реляционная. В конце 70-х гг. были разработаны иерархические и сетевые СУБД. Иерархические СУБД — использовали модели данных, в которой связи между данными имеют вид иерархии.

Какие базы данных являются наиболее распространенными в практике?

Наиболее распространенными в практике являются:

• распределенные базы данных;
• иерархические базы данных;
• сетевые базы данных;
• реляционные базы данных.

Какая самая распространенная база данных?

1. Oracle. Oracle RDBMS (она же Oracle Database) на первом месте среди СУБД. …
2. MySQL. MySQL работает на Linux, Windows, OSX, FreeBSD и Solaris. …
3. Microsoft SQL Server. Самая популярная коммерческая СУБД. …
4. PosgreSQL. …
5. MongoDB. …
6. DB2. …
7. Microsoft Access. …
8. Cassandra.

Что лучше SQL или MySQL?

Ключевые различия между MySQL и SQL сервером Как упоминалось ранее, SQL сервер лучше работает с . NET, в то время как MySQL может быть использован с практически любыми другими языками, наиболее распространённая связка с PHP.

Что можно делать с базами данных?

База данных (БД) — это программа, которая позволяет хранить и обрабатывать информацию в структурированном виде. БД это отдельная независимая программа, которая не входит в состав языка программирования. В базе данных можно сохранять любую информацию, чтобы позже получать к ней доступ.

Где используются традиционные базы данных?

Традиционные базы данных используют архитектуру сети клиент-сервер. Здесь пользователь (известный как клиент) может изменять данные, которые хранятся на централизованном сервере.

Что такое база данных, ее виды и примеры? – ExamPlanning

Что такое база данных?

База данных представляет собой набор информации или данных, которые организованы таким образом, чтобы к ним можно было легко получить доступ, управлять ими и извлекать их.

База данных сокращенно обозначается как БД.

Различные определения базы данных

1. «обычно большой набор данных, организованный специально для быстрого поиска и извлечения (как с помощью компьютера) онлайновой базы данных» (merriam-webster)
2. «обширный набор связанных данных, организованный для удобного доступа, как правило, на компьютере». (словарь)
3. База данных – это организованный набор данных. (Википедия)

Что такое данные?

Используется как в единственном, так и во множественном числе. Это может быть количество, символ или символ, над которым выполняются операции. Данные – это информация, преобразованная в цифровую форму.

Рост базы данных

База данных была разработана в 1960-е годы начались с иерархической базы данных. Реляционная база данных была изобретена Э. Ф. Коддом в 1970-х годах, а объектно-ориентированная база данных была изобретена в 1980-х годах. В 1990-х годах объектно-ориентированная база данных развивалась вместе с развитием объектно-ориентированных языков программирования. В настоящее время популярны базы данных с SQL и NoSQL.

Источник изображения: slideshare

Элементы базы данных

Элементами базы данных являются поля, строки, столбцы, таблицы. Все это строительные блоки базы данных.

Таблица

Таблица базы данных состоит из строк и столбцов, содержащих данные. Например, у вас есть таблица, в которой хранятся профили отдельных лиц, то есть идентификатор, имя, адрес и контактные данные.

Строки

Строки содержат данные, имеющие один или несколько столбцов. Чтение данных в строках облегчает понимание информации. Например, чтение профиля с идентификатором, именем, адресом и контактом одной записи в одной строке.

Столбцы

Столбцы аналогичны полям, отдельным элементам, содержащим данные. В приведенном выше примере запись профиля имеет имя, адрес и контактные данные в трех столбцах.

Поля

Поле является частью записи и содержит один элемент данных. В приведенном выше примере поле базы данных «Лидс» представляет собой отдельную ячейку.

Компоненты базы данных

База данных состоит из следующих четырех основных компонентов:

Данные

Данные имеют большое значение в базе данных. Он варьируется от небольшого до огромного количества и является основным источником взаимодействия остальных компонентов друг с другом. Данные подразделяются на еще два типа, один из которых — пользовательские данные, отвечающие за базу данных. Он хранится в разных таблицах в виде строк и столбцов. Во-вторых, это метаданные, также называемые данными о данных. Он содержит информацию о данных, например, имена таблиц в базе данных, ограничения базы данных, первичные и внешние ключи и т. д.

СУБД

Система управления базами данных — это программное обеспечение или приложение, которое позволяет пользователю взаимодействовать с базой данных, что позволяет пользователям вставлять, извлекать, обновлять и удалять данные.

Приложение базы данных

Это прикладная программа, помогающая пользователям взаимодействовать с базой данных с помощью языков запросов. Приложения базы данных не имеют представления о лежащей в их основе СУБД. Операции, выполняемые с данными, обрабатываются языком структурированных запросов (SQL).

Пользователь

Пользователи — это лица, которые используют базу данных для доступа к данным. Типы пользователей базы данных включают администраторов, разработчиков и конечных пользователей.

Среда системы базы данных

Среда базы данных включает оборудование, базу данных, программное обеспечение, процедуры, данные и пользователей. Аппаратное обеспечение включает в себя физические части и устройства, программное обеспечение — это операционная система и система управления базой данных, база данных — это совокупность, а процедуры включают в себя набор правил, регулирующих структуру и использование базы данных, а данные — это совокупность информации, а пользователи могут быть администраторами базы данных. дизайнеры и конечные пользователи, которые используют базу данных для доступа к данным.

Типы баз данных

Существует много типов баз данных, здесь обсуждаются некоторые важные типы.

1. Централизованная база данных
2. Облачная база данных
3. Распределенная база данных
4. Документо-ориентированная база данных
5. Навигационная база данных
6. Объектно-ориентированная база данных
7. Реляционная база данных

Централизованная база данных

Как видно из названия, централизованная база данных хранит информацию и прикладные программы в центральном месте, где к ним имеют доступ пользователи из разных удаленных мест.

Прикладные программы извлекают соответствующие данные из базы данных на основе транзакций, отправленных коммуникационным контроллером для обработки транзакции.

Проверка и проверка данных осуществляется центральными прикладными программами, а регистрационный номер присваивается прикладными программами, расположенными в центральной точке.

Облачная база данных

Облачная база данных имеет масштабируемый контент и работает на платформе облачных вычислений. Он обеспечивает масштабируемость и доступность базы данных. Доступ к нему можно получить через веб-интерфейс или API (предоставляется поставщиком).

Преимущество облачной базы данных заключается в том, что она позволяет корпоративным пользователям размещать базу данных без покупки специального оборудования.

Он может управляться пользователем или поставщиком как услуга, также называемая базой данных как услугой (DBaaS).  

Распределенная база данных

Обработка в распределенной базе данных реплицируется между различными точками сети, поскольку части базы данных хранятся в разных физических местах.

Существует два типа распределенных баз данных; однородные и неоднородные. В гомогенном типе физические местоположения имеют одинаковое базовое оборудование и одинаковые операционные системы и приложения базы данных, в то время как в случае гетерогенного типа базы данных; операционная система, приложения базы данных и оборудование могут быть разными в разных местах.  

Вам также могут понравиться: Разница между облачными вычислениями и распределенными вычислениями

Документно-ориентированная база данных  

Специальная компьютерная программа предназначена для хранения, поиска и управления документоориентированная информация. Ее также называют базой данных хранилища документов.

В отличие от реляционной базы данных модель документно-ориентированной базы данных не имеет структурированной формы таблиц, строк и столбцов.

Документно-ориентированная база данных является одной из основной тип базы данных NoSQL.

Данные кодируются с использованием стандартных форматов, таких как XML, JSON и BSON, а также двоичных форматов, то есть PDF и MS-Word и т. д.

Наиболее популярным примером документно-ориентированной базы данных является MongoDB. Данные группируются в наборы, называемые коллекциями, которые имеют уникальные имена в базе данных.

Навигационная база данных

В навигационной базе данных объекты находятся по ссылке из других объектов. Эти типы баз данных были распространены, когда данные хранились на магнитных лентах. Навигационная ссылка использовалась, чтобы указать, где хранится следующая запись.

Навигационный доступ обычно связан с иерархической моделью и сетевыми моделями. Методы навигации используют указатели и пути для перемещения между записями. Навигация характеризуется такими инструкциями, как «следующий», «предыдущий» и т. д.

Объектно-ориентированная база данных

В отличие от других баз данных, которые зависят от действий и данных, объектно-ориентированная база данных организована вокруг объектов

Объектно-ориентированная база данных подходит для те элементы, которые создаются объектно-ориентированными языками программирования.

Например, запись в базе данных может быть объектом данных, а не буквенно-цифровыми значениями. Объекты состоят из атрибутов и методов. Они содержат как данные, так и исполняемые коды.

Атрибут: Данные, определяющие характеристики объекта.

Методы: Показывает поведение объекта, ранее называвшегося функциями.

Другим важным термином, используемым в объектно-ориентированных языках программирования, являются классы. Класс — это шаблон для объекта.

Объектно-ориентированная база данных используется в мультимедийных приложениях, коммерческих проектах, проектах автоматизированного проектирования и т. д.

Основное преимущество объектно-ориентированной базы данных заключается в том, что нет необходимости в сборке и разборке объекта, что в конечном итоге экономит время при кодировании и выполнении. Контроль параллелизма также становится лучше в проектах.  

Оперативная база данных

Оперативная база данных содержит информацию о деятельности предприятия.

Такие базы данных обычно организованы по функциональным направлениям, таким как маркетинг, производство, сотрудники и т. д.

Например, компания может использовать оперативную базу данных для отслеживания количества различных продуктов на складе. Точно так же в интернет-магазине такие базы данных могут использоваться для просмотра количества проданных товаров.

Оперативная база данных работает как источник для хранилища данных. Он может быть основан на SQL и на основе NoSQL.

Система управления оперативной базой данных также упоминается как База данных оперативной обработки транзакций (OLTP).

Реляционная база данных

Реляционная база данных была изобретена в 1970-х годах Э. Ф. Коддом в IBM. Системы управления реляционными базами данных (RDBMS) предназначены для повышения производительности при управлении данными в настольных приложениях баз данных, особенно благодаря их многопользовательскому доступу, который может работать с данными одновременно.

Данные хранятся в табличной форме, чтобы к ним можно было легко получить доступ. Они сделаны с набором таблиц. Набор таблиц составляет схему, а несколько схем создают базу данных.

Эти базы данных легко расширяются, и в существующую базу данных можно добавить новую категорию без изменения всех существующих приложений.

Стандартным интерфейсом для реляционной базы данных является язык структурированных запросов (SQL).

База данных NoSQL

Базы данных NoSQL являются нереляционными базами данных и обеспечивают механизм хранения, отличный от табличного формата. База данных NoSQL в основном используется в больших данных и веб-приложениях реального времени. Их также называют «не только SQL», поскольку они поддерживают SQL-подобные языки.

Классификация базы данных NoSQL включает документ, ключ-значение и график.

Реляционные данные могут обрабатываться в базе данных NoSQL с использованием нескольких запросов, кэширования, репликации и ненормализованных данных.

Характеристики базы данных 

Данные в базе данных должны иметь следующие характеристики:

• Данные организованы и связаны.
• Данные в базе данных являются общими для разных пользователей и приложений.
• Данные в базе данных являются постоянными.
• Данные защищены от несанкционированного доступа.
• Данные в базе данных не избыточны.
• Также обеспечивается достоверность и целостность данных в базе данных.
• Данные легко доступны и доступны пользователям по мере необходимости.

Преимущества базы данных

• Повышенная и улучшенная безопасность данных.
• Избыточность данных уменьшена.
• Согласованность данных повышена.
• Целостность и независимость данных.
• Улучшенный доступ пользователей к данным за счет использования хост-языков и языков запросов
• Упрощение разработки новых прикладных программ

Недостатки базы данных

• Время, затрачиваемое на разработку сложных систем баз данных
• Повреждение базы данных затрагивает практически все прикладные программы
• Значительные затраты на запуск оборудования и программного обеспечения
• Значительные затраты на преобразование при переходе от файловой системы к системе баз данных
• Обучение требуется для всех программистов и пользователей

Загрузка типов базы данных в формате PDF

Загрузить типы баз данных PPT 

Объяснение реляционных баз данных — примеры, варианты использования и многое другое

Реляционная база данных — это именно то, что следует из ее названия: инструмент для хранения различных типов информации, которые связаны друг с другом различными способами. Например, реляционная база данных для интернет-магазина может содержать данные о клиентах, а также соответствующую информацию, такую ​​как их различные адреса, списки пожеланий, заказы и т. д.

Реляционные базы данных существуют уже давно, используются в самых разных случаях и остаются популярным выбором даже сегодня, поскольку они предлагают зрелую, стабильную, проверенную технологию, которая становится все более надежной и простой в использовании. Вы можете ожидать, что они будут управлять данными для приложений электронной коммерции, управления запасами, расчета заработной платы, данных о клиентах и ​​​​многого другого.

В этой статье мы объясним, как работают реляционные базы данных, обсудим их преимущества, сравним и сопоставим альтернативные системы, а также опишем некоторые более популярные сегодня системы, которые могут работать с реляционными базами данных.

Как работают реляционные базы данных

На заре вычислительной техники каждое приложение обычно хранило свои данные в собственном уникальном формате. Хранение данных столь разными способами усложняло обслуживание систем и их интеграцию по мере необходимости. Модель реляционной базы данных возникла как способ стандартизировать то, как разработчики могут последовательно работать с данными на высоком уровне, оставляя детали базовых операций и форматов хранения программному обеспечению.

Реляционные модели, как правило, организуют данные в таблицы, состоящие из строк и столбцов, подобно программам для работы с электронными таблицами. Ниже показано, как реляционная база данных может отслеживать детей в летнем лагере. Каждая строка содержит информацию о конкретном туристе, включая уникальный идентификационный номер, а также имя ребенка, возраст и любимую еду.

ID	Имя	Возраст	Любимая еда
1	Лиза	11	Пицца
2	Сара	8	Мороженое
3	Дженна	9	Пицца

Назначение уникального идентификатора может быть неочевидным, но это позволяет другим таблицам в базе данных отслеживать любые связанные данные, такие как даты посещения, назначения в каютах, мероприятия, сертификаты, награды и т. д. — путем включения идентификационного номера туриста в подчиненные таблицы . Возможность объединять множество разных таблиц по таким идентификаторам делает реляционные базы данных… ну, реляционными .

Напротив, системы управления реляционными базами данных (сокращенно РСУБД) — это программные системы, которые управляют реляционными базами данных. В то время как реляционная база данных сама по себе представляет собой набор концептуальных таблиц, которые хранятся на носителях в различных форматах, РСУБД — это то, что позволяет взаимодействовать с данными, не зная деталей. Например, СУБД позволяют администрировать несколько реляционных баз данных на одном или нескольких серверах и принимать команды для создания, чтения, обновления или удаления данных (называемые операциями «CRUD») в таблицах.

Реляционные базы данных абстрагируют операции с помощью так называемого языка структурированных запросов (SQL). SQL был стандартизирован для систем СУБД для согласованного выполнения операций CRUD (и других), поэтому одни и те же операторы SQL могут выполняться _любой _RDBMS, которая поддерживает этот стандарт. Возвращаясь к нашему примеру, можно выполнить элементарные операторы SQL, чтобы вставить новую строку для Тома, которому 13 лет и он любит спагетти, или изменить любимую еду Лизы на мороженое. SQL также может получить все строки в таблице или отфильтрованное и отсортированное подмножество только детей в определенных возрастных диапазонах, которые разделяют любимую еду.

Тем не менее, SQL не является обязательным требованием для классификации системы как реляционной. Современные реляционные базы данных, такие как Fauna, предлагают все свойства реляционной базы данных без использования SQL в качестве основного языка запросов. Новые языки, такие как GraphQL, могут предложить аналогичную (или даже большую) выразительность и иногда лучше вписываются в среду программирования разработчика.

Преимущества реляционных баз данных

Реляционные базы данных приносят много преимуществ таблице, что делает их популярным выбором для баз данных.

С точки зрения разработки реляционные базы данных представляют собой более структурированное представление о мире. Реляционная структура хорошо подходит для моделирования реальных бизнес-сущностей (например, клиентов, заказов, каталогов, товаров и т. д.) и деловых отношений, существующих между ними.

Сами операторы SQL часто достаточно просты, чтобы их можно было прочитать человеку, и они снижают входной барьер для разработчиков приложений. . Учитывая свой возраст, SQL стал обычным языком, знакомым многим разработчикам.

Тем не менее, одним из наиболее заметных преимуществ, предоставляемых реляционными базами данных, являются гарантии «ACID », что является важным преимуществом для критически важных бизнес-операций. «ACID» означает «атомарность», «непротиворечивость», «изоляция» и «долговечность», все из которых относятся к важным свойствам транзакции , термин , используемый для описания единицы работы с базой данных. Реляционные базы данных процветали при рабочих нагрузках, требующих ACID, точно так же, как сегодня это делают некоторые нереляционные системы. Давайте объясним это по одному.

Атомарность — это свойство транзакции, которое гарантирует, что это «все или ничего». То есть транзакция либо успешно завершается как завершенная единица работы, выполняя свои различные операции CRUD (и другие), и регистрируется как единая фиксация в реляционной базе данных, либо аналогично завершается сбоем. В случае сбоя атомарность требует полного отката любых частей уже выполненной транзакции, оставляя реляционную базу данных точно такой, какой она была до начала транзакции.

Легко понять, почему это важно. Рассмотрим пользователя, размещающего заказ на товар в интернет-магазине. Покупка сложного товара может означать, что, хотя пользователь заказывает «одну» вещь, это приводит к тому, что 90 365 три 90 366 разных предметов извлекаются из внутреннего инвентаря. Первые два могут не быть проблемой, но если третьего нет в наличии, вся транзакция должна завершиться неудачей и быть отменена. Реляционная модель поддерживает этот тип общей бизнес-логики.

Консистенция идет рука об руку с атомарностью, поскольку требует, чтобы данные всегда находились в согласованном внутреннем состоянии, когда транзакция начинается и когда она заканчивается. Все изменения в базовых данных для таблиц и других структур должны быть полными и правильными, чтобы каждая успешная транзакция «перемещала» данные базы данных из одного четко определенного допустимого состояния в другое, при этом ничего не оставалось или еще не было сделано.

Это может звучать как атомарность, но это несколько иное, что демонстрируют многие нереляционные системы, которые вместо этого обеспечивают частичную или окончательную согласованность. Такие системы часто отвечают на команды быстрее, потому что фактические данные о хранении данных могут быть неполными, когда они отвечают кодом успеха. Это может быть большим преимуществом при создании высокопроизводительных веб-сайтов, масштабируемых для одновременного обслуживания большого количества пользователей.

Полное обсуждение согласованности выходит за рамки этой статьи, но достаточно сказать, что разные подходы могут создать или разрушить систему в зависимости от того, какие варианты использования она обслуживает. Многие критически важные бизнес-операции требуют согласованности, поэтому важно тщательно продумать все детали.

Теперь мы подошли к изоляции и долговечности, которые, пожалуй, проще понять. Когда множество разных пользователей взаимодействуют с одной и той же реляционной базой данных в одно и то же время, каждый из которых предпринимает различные транзакции с потенциально одним и тем же набором таблиц, важно, чтобы каждый пользователь видел только его вид данных. Чтение данных из таблицы, в которую одновременно пытается записать другой пользователь, должно отображать существующие данные, а не изменения, чтобы избежать «утечки» информации из транзакции, которая еще может завершиться неудачно. Изоляция гарантирует, что «представление» во всей системе остается согласованным и неизменным для других операций, пока данная транзакция находится в процессе, как если бы она выполнялась сама по себе. Чтобы глубже погрузиться в уровни изоляции и их последствия, ознакомьтесь с этой серией 9. 0371 блогов известного эксперта по базам данных доктора Даниэля Абади.

Долговечность просто требует, чтобы детали любой успешно совершенной транзакции постоянно записывались после ее завершения. Базовые изменения представления данных должны применяться полностью, чтобы не было потерь — даже в случае кэширования, жесткого диска или других сбоев системы. Обычно это включает неизменное ведение журнала сведений о том, что было изменено, когда и кем, а также для будущих нужд аудита.

Реляционные и нереляционные базы данных

Обсудив реляционные базы данных в деталях, стоит уделить время важной, уже упомянутой альтернативе: нереляционным базам данных (или иногда называемым базами данных «NoSQL », поскольку они не используют SQL в качестве языка запросов). В отличие от строго структурированных таблиц СУБД, системы NoSQL вместо этого предлагают различные механизмы хранения, оптимизированные для конкретных случаев использования, и могут не предлагать гарантии ACID.

Существует четыре основных категории хранения, предлагаемые нереляционными базами данных: (1) документ, (2) пары ключ-значение, (3) широкий столбец и (4) граф. Рассмотрим каждый из них по очереди.

Так называемые «документные» базы данных, возможно, представляют собой нереляционное предложение в наиболее свободной форме, поскольку в их документах хранятся потенциально иерархические наборы объектов со свойствами. Вернемся к нашему предыдущему примеру: в то время как в реляционной базе данных данные об одном автофургоне будут храниться в ряде связанных таблиц, в базе данных документов могут храниться все сведения об этом автофургоне 9.0365 в одном документе . Упомянутый документ может содержать «Личные данные», включая свойства, которые мы видели ранее (например, имя, возраст и любимая еда), в то время как другие объекты, возможно, названные «Посещаемость», «Назначения салона», «Действия» и т. д., могут содержать другие данные. характеристики.

Таким образом, формат базы данных документов хорошо подходит для хранения менее структурированной информации в более свободной форме. Это отличный стартовый выбор для любого нового проекта разработки, если вы не уверены, какими будут модели данных. Нереляционные базы данных хранят практически все и позволяют схемам легко развиваться с течением времени без особой структуры.

Как следует из их названия, «базы данных ключ-значение » хранят пары ключ-значение или KVP для краткости. KVP может быть любой простой информационной диадой; т. е. какой-то элемент служит ключом, который связан с каким-то другим элементом как значение. В то время как версия базы данных документов из нашего предыдущего примера могла бы хранить информацию для одного дочернего элемента в одном документе, это было бы намного сложнее в базе данных ключ-значение. Например, вы можете хранить самую основную информацию о Лизе с помощью следующего KVP:

Ключ	Значение
Лиза.Имя	Лиза
Лиза.Возраст	11
Лиза. Избранное	Пицца

Но вы бы впихнули базу данных NoSQL типа «ключ-значение» в вариант использования, для которого она в лучшем случае не подходит. Такие базы данных предназначены для более простых целей, таких как кэширование временных данных для веб-сеансов, сбор простых точек телеметрии с устройств в полевых условиях и т. д. Если вам интересно, почему кто-то может принять такую ​​ограниченную модель данных, ответ — ее основное преимущество. : молниеносная производительность. Хеширование и другие алгоритмы позволяют считывать и записывать простые структуры KVP намного быстрее, чем многие альтернативы.

«Хранилища с широкими столбцами», иногда называемые «базами данных столбцов», занимают интересное место между базами данных документов и реляционными базами данных. Они не являются документными базами данных в том смысле, что они не поддерживают неопределенные иерархии объектов со свойствами, но они и не реляционные базы данных в том смысле, что они не требуют, чтобы все строки в таблице имели одинаковые столбцы. И, несмотря на свое название, такие базы данных часто могут быть ориентированы на строки, а не на столбцы.

Ключевым фактором для понимания модели данных с широкими столбцами является keyspace , которое, по сути, представляет собой набор различных квазитабличных структур, обычно называемых «семействами столбцов». Каждое семейство столбцов может иметь любое количество строк, но каждая строка (1) должна иметь уникальный ключ строки, который отличает ее от всех остальных, и (2) может иметь любое количество столбцов информации, каждый из которых обычно содержит KVP и отметка времени, указывающая на его последнее обновление.

Например, наша база данных летнего лагеря может иметь несколько пространств ключей для хранения той же информации, что и раньше, в то время как конкретное пространство ключей для личной информации может иметь одну строку для каждого ребенка со столбцами для имени, возраста, любимой еды и т. д. Проблема хранения таких данных в хранилище столбцов состоит в том, чтобы найти правильный подход к разделению информации на разные пространства ключей и выбрать значения, которые действительно индивидуализируют строки.

Наконец, мы подошли к «графовым базам данных», которые легче всего понять с точки зрения их узлов и отношений. Узлы — это то, что хранит значения данных, часто в виде небольших «мини-документов» аля базы данных документов или «мешков» KVP и т. д. Отношения соединяют узлы и, как таковые, фактически являются гражданами первого класса в модели данных графа. В то время как реляционная база данных объединяет различные типы данных в таблицах с общими уникальными идентификаторами, графовая база данных связывает один узел с другими через явные отношения различных типов.

Было бы тривиально просто хранить примерные данные, которые мы обсуждали, в графовой базе данных, где личная информация каждого туриста представляет собой единый узел, а любая связанная информация хранится в других узлах, связанных соответствующими отношениями. Кроме того, было бы просто хранить отношения между детьми, отслеживая, кто с кем дружит, какие участники не ладят с другими участниками лагеря и т. д.

Сама структура баз данных графов делает их идеально подходящими для многих целей. случаи, когда другие типы баз данных не справляются с легкостью. Примеры включают организационные схемы, социальные сети, сетевое оборудование и схемы маршрутизации, дорожные и другие карты, маршруты проезда и т. д.

Примеры реляционных баз данных

Сегодня на рынке доступно множество различных предложений реляционных баз данных. Некоторым требуется локальное оборудование, а это означает, что вы несете ответственность за всю подготовку, обслуживание и поддержку. Другие предлагают варианты облачного хостинга, но фактически предоставляют вам удаленные базы данных, к которым вы можете подключаться, но все равно должны администрировать и управлять ими самостоятельно. Третьи устраняют всю административную нагрузку, поставщик выполняет всю «черную работу», так что вы можете сосредоточиться на создании своих приложений.

При проектировании вашей базы данных важно не только рассмотреть ваши варианты на данный момент, но и предоставить дорожную карту для легкого масштабирования в будущем. В следующей таблице сравниваются некоторые распространенные примеры в свете различных факторов, которые мы обсуждали.

	[PostgreSQL]	[Аврора] (виртуальные машины PostgreSQL)	[Фауна]
КИСЛОТА	Да, но с более слабой изоляцией транзакций	Да, но с обычными предостережениями PostgreSQL	Да
Масштабируемость	Масштабируется по вертикали, но по горизонтали ограничивается записью только в первичный узел. Нет автоматической эластичности.	Масштабируется по вертикали, но с теми же ограничениями для PostgreSQL. Автоматизированная эластичность, ограниченная «короткой» детализацией на уровне виртуальных машин.	Вертикальное и горизонтальное масштабирование с полностью автоматизированной эластичностью.
Выставление счетов	Гибкие цены на сервер в Azure	Аврора Цены	Цены на фауну
Модели данных	Относительный	Относительный	Реляционный и Нереляционный
Заключение	Хорошо	Лучше	Лучший

Развернуть реляционную базу данных за считанные минуты

В этой статье мы обсудили, как реляционные базы данных и нереляционные предложения могут удовлетворить различные сценарии использования, а также их сильные и слабые стороны. Подводя итог, можно сказать, что реляционные базы данных лучше всего обеспечивают реляционную целостность, предлагая гарантии ACID и простоту программирования с помощью SQL. Но все это происходит за счет ограниченной гибкости и производительности.