В основе большинства цифровых приложений находятся базы данных. С ними работают банки, соцсети, поисковые и бизнес-системы. Что такое база данных и для чего она нужна, расскажем в этой статье.
Самый ценный ресурс
Самый ценный ресурс в современном мире – не трудовые или финансовые активы, а информация. Она затрагивает не только IT-отрасль, но также проникает во все сферы общественной жизни и экономики. Например, владея определенными данными и анализируя их, можно найти новые точки роста для бизнеса и способы увеличения прибыли.
Однако в любой работе содержится невероятное количество разрозненных сведений из различных областей – о сотрудниках компании, клиентах, контрагентах, совершенных операциях, логинах и паролях и т.п. Чтобы этими сведениями быстро пользоваться и грамотно распоряжаться, необходимо привести их к единому знаменателю. Для этого и нужны базы данных, которые являются одним из важнейших инструментов для хранения, структурирования и управления информацией в электронном виде.
Одним компаниям достаточно ресурсов вроде Excel, Google таблиц и бумажных носителей, а другим требуются более масштабные системы для упорядочивания имеющихся у них сведений. В этом случае базы данных становятся незаменимыми, особенно если речь идет о больших объемах информации.
Преимущества баз данных
У баз данных множество преимуществ в сравнении с другими системами хранения и обработки информации:
- они просты в использовании.
Чтобы воспользоваться информацией, добавить ее, изменить или удалить, нужно совершить несколько простых действий, буквально пару щелчков мышью;
- они быстродейственны.
В отличие от того же Excel, базы данных не «тормозят», когда в них загружают большой объем данных, и позволяют пользователю найти нужные сведения за несколько секунд;
- они позволяют хранить огромный объем данных;
- к ним предоставляется многопользовательский доступ.
Сразу несколько пользователей могут работать с одной базой данных, при этом не мешать друг другу, и не влиять на быстродействие всех процессов;
- они безопасны.
Несмотря на многопользовательский доступ, при работе с базами данных можно настроить уровни доступа к таблицам. То есть, редактирование таблиц можно разрешить ограниченному числу лиц, а остальным позволить лишь их чтение, или даже установить для некоторых категорий сотрудников полный запрет просмотра;
- они строго стандартизированы.
Это значит, что даже при обновлении программного обеспечения база данных не изменить привычную структуру и свойства.
Кроме того, у простых электронных таблиц в сравнении с базами данных есть один глобальный недостаток: если несколько пользователей одновременно вносят корректировку в одни и те же строки или колонки, они могут не увидеть правки, сделанные коллегами. Тогда данные могут быть частично утеряны при сохранении, так как они окажутся как бы наложены друг на друга. С базами данных это невозможно, так все запросы в них обрабатываются в порядке очереди.
Типы базы данных
Базы данных по способу хранения делятся на централизованные и распределенные. В первом случае вся информация содержится на одном компьютере, во втором – распределяется по разным ПК.
Существует множество делений баз данных по типам в зависимости от того, как в них структурирована информация, и способам взаимодействия с ней. Вот только некоторые из них:
Реляционные базы данных
Имеют организованную структуру в виде таблиц со столбцами и строками, связанными между собой. Информацию хранят во вложенных таблицах и вносят ее при помощи записей.
Нереляционные базы данных (NoSQL)
В них информация содержится в виде документов текстового формата JSON, а данные структурируются на основе языка программирования JavaScript. Предназначены для обработки неструктурированной информации или данных со слабо выраженной структурой.
Иерархические базы данных
Имеют древовидную структуру, похожую на файловую систему Windows, где у каждого элемента есть вышестоящий и подчиненный элемент. По ней легко перемещаться и искать информацию, однако организовать их не всегда представляется возможным – только в том случае, если в данных существует четкое разделение и форма их взаимодействия (подчиненный и главенствующий элементы).
Графовые базы данных
Все данные в этой структуре представлены как определенным образом взаимосвязанные элементы и хранятся, соответственно, в графах. Оптимально подходит для того, чтобы получать информацию об основном объекте и связанных с ними подобъектами (например, социальные сети, где база данных помогает найти информацию о конкретном пользователе, его друзьях, сообществах, музыкальных пристрастиях и т.п.).
Key-value базы данных
Информация в таких базах данных представляется в виде пары «ключ-значение», где ключ – это поле в таблице с уникальной информацией, имеющий собственный идентификатор (код товара или ID-клиента). Такие базы быстро выдают результат по ключу, поэтому их часто применяют в тех случаях, когда ответ от базы нужно получать в онлайн-режиме.
Аналитические базы данных (OTLP)
Предназначены для использования разными пользователями для выполнения множества операций.
Документоориентированные базы данных
Единицей информации в таких базах данных является документ любого формата (*.xml, *.json и т.п.), добавлять можно какие угодно файлы, так как в подобной структуре нет схемы данных.
Системы управления базами данных (СУБД)
Итак, база данных – это система хранения информации в электронном виде, позволяющая собирать, обрабатывать и вносить изменения в большой объем разнообразных данных. В упрощенном виде – это множество таблиц, связанных между собой.
Однако сама по себе база данных – просто хранилище, файл, для управления которым нужна специальная программа. Для этого используют специальное программное обеспечение, или СУБД (систему управления базами данных).
СУБД помогает добавлять, изменять, удалять данные, получать необходимую информацию по запросу и при необходимости восстанавливать базу данных с нуля. В большинстве случаев делается это с помощью простого языка программирования SQL (язык запросов, помогающий извлекать необходимый срез данных из базы). Для обозначения и выстраивания связей в базе данных, а также для контролирования корректного внесения и хранения записей в таблицах, используют primary key и foreign key.
Наиболее популярные СУБД:
- MySQL (имеет ограниченную вместимость – до 50 млн элементов, но при этом позволяет работать с таблицами разных форматов и дает возможность интеграции с другими СУБД);
- Oracle Database (функционирует как клиент-сервер и располагается на одном сервере с базой данных, для работы с ней требуется интерфейс приложения-клиента. Эта СУБД снижает нагрузку на клиентские компьютеры, обеспечивает своим пользователям легкий доступ и высокую степень безопасности);
- PostgreSQL (высокопроизводительная и функциональная СУБД, в которой нет лимита по размеру баз данных и количеству записей в таблицах. Также в ней возможно поменять язык запросов с SQL на PL/Java, PL/Python, PL/Perl);
- Microsoft SQL Server (совместима с другими продуктами Microsoft, имеет функцию автоматизации задач, позволяет удобно хранить сложные структуры данных);
- Redis (этой СУБД можно пользоваться в облаке, она легко управляется и масштабируется. При помощи автоматизированного сервиса в нее возможен перенос данных из других баз).