История баз данных — это история экспертов, пытавшихся в разное время разобраться в их сложности. Первые информационные взрывы ранней компьютерной эры оказали неизгладимое влияние на то, как мы думаем о структурировании информации. Практики, структуры и использование баз данных, столь новаторские в то время, стали неотъемлемой частью того, как организации управляют данными сейчас.
Наша компания тоже не осталась в стороне. Часто организациям бывает нелегко угнаться за динамичными изменениями в технологии баз данных и ИИ. Сотрудники KLONA помогут Вам во всем разобраться. Благодаря многолетнему опыту команда компании сможет точно определить, что именно в Вашем бизнесе нуждается в оптимизации и предложить инновационные решения проблемы.
В прошлых статьях мы уже разбирали понятия больших данных и искусственного интеллекта. Сейчас же предлагаем разобрать, что такое базы данных, каковы их типы и где они полезны.
Представьте, что у вас есть свой онлайн-магазин товаров для садоводства. С целью учета данных о покупках была создана одна таблица с записями: с датой покупки, наименованием продукта, количеством товаров и адресами покупателей.
Допустим, Вам позвонил Сергей Коваленко и спрашивает о своей покупке. Проверяете таблицу, а в базе таких Сергеев Коваленко несколько. Как же быть?
Намного удобней создать отдельные таблицы покупателей, заказов и продуктов.
Сейчас эти таблицы, хоть и кажутся такими разными, на самом деле связаны между собой. Например, каждый клиент и продукт магазина имеет свой ID, и в таблице эти ID размещаются на одной общей строке. Согласитесь, теперь с данными про клиентов работать намного легче и удобней.
Что было до баз данных?
То, как компьютеры управляют данными, претерпело значительные изменения за последние несколько десятилетий. Сегодняшние пользователи воспринимают как должное многие преимущества системы хранилищ информации.
Один из способов сохранения информации на компьютере является хранение ее в постоянных файлах. Система компании имеет ряд прикладных программ; каждая из которых предназначена для манипулирования файлами данных. Эти прикладные программы были написаны по запросу пользователей в организациях. Новые приложения добавляются в систему, когда есть необходимость. Только что описанная система называется файловой системой.
В 60-х годах были созданы системы управления базами данных (СУБД). Технология позволяла упорядочивать огромные объемы информации. Трудная задача организации записей на носителе с целью оптимального доступа теперь выполнялась подсистемой, называемой СУБД.
Что такое бaзы данных?
БД — это наборы систематизированных сведений.
Любая коллекция сведений представляет собой информационную систему. Картотека о заработной плате, стопка больничных бланков пациентов, коллекция сведений о клиентах компании — это все базы данных.
Хранилища информации не только обеспечивают места для хранения данных, но и также обеспечивает их организованную структуру. Кроме этого, технология предоставляет механизмы взаимодействия со сведениями. В базы данных позволяют делать запрос, создавать, изменять и удалять данные.
Информационные системы для бизнеса
- Выполнение бизнес-операций
- Организация и отслеживание клиентов, ассортимента и сотрудников
- Обеспечение адекватной производительности запросов
- Удобство в работе с «безбумажным» потребительским спросом
- Хранение сведений разных типов
- Автоматизация процессов
Из чего состоят бaзы данных?
Всего выделяют 5 основных компонентов информационных систем:
- Аппаратное обеспечение. Это фактическая компьютерная система для хранения и работы с БД
- Данные. Это набор фактов в информационных системах, исходный материал генерируемой информации.
- Язык доступа. Это простой язык, что позволяет пользователям писать команды для выполнения операций с данными.
- Программное обеспечение. Это набор программ, инструкций, которые сообщают компьютеру, что делать.
- Процедуры. Обращается к общим инструкциям по использованию СУБД. Это включает процедуры настройки и установки СУБД, входа и выхода из программного обеспечения систем, управления, создания резервных копий и другое.
Что такое СУБД?
СУБД (система управления базами данных) — это программный пакет, который можно использовать для управления, проверки и извлечения этой информационной системы.
Сначала возникли две парадигмы: иерархическая модель и «сетевая», воплощенная в интегрированном массиве данных Чарльза Бахмана.
В традиционных файловых системах сведения хранились в файлах. Возьмем пример данных на учениках в школе. Департамент счетов ведет учет оплаты за учебы и имеет отдельный файл. А департамент экзаменов ведет учет оценок за весь период обучения каждого из учеников и также имеет свой отдельный файл. Два этих департамента заинтересованы в разной информации об учениках, поэтому не имеют одного общего файла.
Но как мы можем увидеть, в файлах есть и общие данные, как например, код ученика и имя, которые у двух таблицах повторяются, что приводит к дупликации данных и трате памяти для хранения.
В СУБД подходе все данные хранятся в единой среде и уже несколько человек имеют доступ к сведениям, зависимо от того, что их интересует, как например код ученика, оценки, счета и многое другое. Так на небольшом примере мы показали как избежать повторения данных, к тому же с СУБД намного удобнее работать.
СУБД действует как промежуточный уровень между пользователем и фактической информационной системой. Пользователи пишут логические структурированные запросы с помощью СУБД, благодаря системе происходят изменения и результаты отражаются в базе данных. Системы управления базами данных призваны облегчить обзор массивов информации, предоставляя административные операции, как например настройка, мониторинг производительности и восстановление из резервной копии.
Типы баз данных
- Распределенная БД
- Централизованная БД
- База персональных данных
- Реляционная БД
- Оперативная БД
- Иерархическая БД
- Облачная БД
- Объектно-ориентированная БД
Реляционные базы данных
Реляционная база данных хранит информацию в форме таблиц. Таблица состоит из строк и столбцов, в реляционной системе строки являются записями, а столбцы — полями. Термин «РБД» был впервые введен в 1970-х годах Э. Ф. Коддом из IBM, а позже, в 1974 году, Дональд Д. Чемберлин и Рэймонд Ф. Бойс выпустили SQL или стандартный язык запросов, который позволяет взаимодействовать с реляционной базой данных.
Реляционная информационная система — это то, что следует из ее названия: инструмент для хранения различных типов информации, которые по-разному связаны между собой.
| ID | Name | Age | Favorite Food |
| 1 | Lisa | 11 | Pizza |
| 2 | Sarah | 8 | Ice cream |
| 3 | Jenna | 9 | Pizza |
Структура реляционной модели позволяет хранить сведения упорядоченным образом. С целью извлечения данных, вы можете выполнить запрос для набора информации. В SQL можно фильтровать результаты запросов и управлять ими с помощью различных выражений, что предоставляет пользователям точный контроль над тем, какие именно данные будут отображаться в результирующем наборе.
Нереляционные БД
В отличие от реляционных БД, нереляционные не имеют таблиц, строк или ключей. По сути, этот тип баз данных предназначен для хранения неструктурированных сведений, как например сообщения на почте, изображения, видео и деловые документы.
Нереляционные БД называются NoSQL, поскольку чаще всего они не используют SQL-запросы, хотя некоторые системы все же поддерживают их. Некоторые из распространенных баз данных NoSQL — MongoDB, Apache Cassandra, Redis и Couchbase.
Существует несколько способов создания нереляционных хранилищ информации, некоторые из них: использование информационных систем типа «ключ-значение«, хранилищ данных семейства столбцов, хранилищ данных графов и данных документов.
Особенности нереляционных баз
- Гибкость. Работа с любыми типами данных упрощается благодаря нереляционным типам хранилищ информации.
- Масштабируемость и отзывчивость. Массивные БД хорошо масштабируются по запросам и обеспечивают быстрые ответы на запросы.
- Нулевое время простоя. Высокая доступность благодаря репликации сведений практически в режиме реального времени.
- Совместимость с облаком. Масштабируемость архитектуры облачных вычислений идеально сочетается с нереляционными БД.
- Несколько структур сведений. Доступны различные типы данных и форматы информационных систем с несколькими моделями.
Вместо языка SQL-запросов база данных NoSQL использует объектно-реляционное сопоставление (ORM). Концепция технологии заключается в написании запросов, используя язык программирования. Некоторые из известных ORM — это Jаva, Javascript, .NET и PHP.
Программы для создания баз данных
Вот список популярных СУБД:
- MySQL
- Microsoft Access
- Oracle
- PostgreSQL
- dBASE
- FoxPro
- SQLite
- IBM DB2
- LibreOffice Base
- MariaDB
- Microsoft SQL Server
Какие недостатки БД?
Настройка, эксплуатация и обслуживание информационных систем имеют некоторые общие проблемы, как следующие:
- Большие объемы БД
Крупная база данных со временем будет работать хуже. Часто это может происходить незаметно, поэтому важно делать регулярные аудиты и проверки работоспособности вашей БД, для контроля размеров и для того, чтобы убедиться, что она не содержит ненужных данных.
- Безопасность
Данные являются ценным бизнес-активом. Для защиты информационных систем требуется квалифицированный персонал по кибербезопасности, что часто бывает дорогостояще.
- Плохо постоянные запросы
Иногда это результат постепенной настройки по мере развития БД, а иногда запросы были плохо написаны с самого начала. Какой бы ни была причина, неэффективный запрос может серьезно повлиять на производительность и стабильность систем.
- Целостность
Добиться этого данных не всегда просто, необходимо, чтобы доступ к базам данных был предоставлен только тем, кто имеет право работать с ними.
- Потребление ресурсов
По данным Gartner, к следующему году три четверти всех БД будут развернуты в облаке. Хотя облако и может упростить эксплуатацию и обслуживание баз данных, это все равно не позволяет забыть об аппаратных мощностях и конфигурации. Если потребности вашего массива данных меняются в течение срока его службы, вы можете обнаружить, что емкость должна увеличиваться по мере роста вашего массива данных.
Перспективы баз данных
Сейчас разработчики и ИТ-команды имеют гораздо больше возможностей в создании и работе с базами данных. Огромное разнообразие различных вариантов развертывания направлено на упрощение, но это может привести к путанице. Имея так много доступных вариантов, более вероятно, что люди выберут варианты, которые предлагают краткосрочные выгоды, но менее ценны в долгосрочной перспективе по сравнению с другими.
История учит нас, что технологии не всегда продолжают двигаться по существующей траектории. Появляются прорывные технологии, которые создают разрывы, которые нельзя экстраполировать и не всегда можно полностью предвидеть.
При этом существует несколько тенденций в области компьютерных технологий, которые выходят за рамки архитектуры баз данных и могут сильно повлиять на информационные системы будущего, вот некоторые из них:
С момента зарождения цифровых БД существовал сильный конфликт между экономией скорости и экономией хранения. Носитель, который предлагает наибольшую экономию при хранении больших объемов данных (магнитный диск, лента), предлагает самое медленное время и, следовательно, наихудшие экономические показатели пропускной способности и задержки. И наоборот, носитель с наименьшими задержками и наибольшей пропускной способностью (память, твердотельный накопитель) является самым дорогим в расчете на единицу хранения.
Блокчейн — это распределенный реестр, лежащий в основе криптовалюты Биткойн.
Блокчейны, возможно, представляют собой новый вид общей распределенной базы данных. Подобно системам, основанным на модели Dynamo, данные в цепочке блоков избыточно распределяются по большому количеству хостов. В существующей системе баз данных владелец базы данных имеет абсолютный контроль над данными, хранящимися в базе данных. Однако в системе Blockchain право собственности сохраняется за создателем данных.
Использование квантовых эффектов для создания компьютеров нового типа было популяризировано физиком Ричардом Фейнманом еще в 1980-х годах. Основная концепция заключается в использовании поведения субатомных частиц в качестве строительных блоков вычислений.
Разработкой, настройкой и модификацией баз данных занимается наша компания KLONA. Обратитесь к нам и мы точно определим какая база данных нужна именно Вашему бизнесу.
