Що таке база даних простою мовою

Розробник та викладач курсів Frontend, Full Stack

Senior Full-stack Developer, Transcenda

Сучасний цифровий світ заснований на даних. Кожен клік, кожен запит в пошуку та покупка — це інформація, яка зберігається й обробляється. Саме бази даних відповідають за зберігання цієї маси інформації. Без них наші улюблені вебсайти, мобільні додатки й комп’ютерні програми не могли б функціонувати так, як ми до цього звикли.

Але що таке база даних? Простими словами — це організований набір даних. У великих масштабах бази даних можуть зберігати терабайти інформації та обробляти мільйони запитів за секунду. Вони є основою більшості сучасних програм і вебсайтів.

Важливим елементом роботи з базами даних є системи управління базами даних (DBMS). Вони дозволяють створювати, оновлювати, управляти та отримувати дані з баз даних. Існує багато різних DBMS, але в цій статті ми сконцентруємося на трьох найбільш популярних з них: MySQL, PostgreSQL та MongoDB. Ці системи вибрані тому, що вони широко використовуються в індустрії та мають різні характеристики, що дозволить вам зрозуміти широкий спектр можливостей управління базами даних. Тепер детальніше про кожну з них.

MySQL

MySQL — одна з найпопулярніших систем управління базами даних. Вона забезпечує швидку та надійну роботу і відрізняється великою кількістю можливостей.

В основі MySQL лежить структурована модель даних, що використовує табличні структури. Кожна таблиця має рядки (записи) та стовпці (поля). Інформація у таблиці зберігається в рядках, а стовпці використовуються для опису даних.

Мова SQL (Structured Query Language) використовується для взаємодії з MySQL. З її допомогою ви можете створювати, модифікувати та отримувати дані з бази.

PostgreSQL

PostgreSQL — це інша популярна DBMS, яка використовується великими корпораціями для створення масштабних проєктів. Вона відрізняється своєю надзвичайною масштабованістю та гнучкістю, а також підтримкою великої кількості типів даних.

PostgreSQL також використовує структуровану модель даних і SQL для взаємодії. Однак ця система також дозволяє використовувати об’єктно-реляційні можливості, які дозволяють працювати з даними так, ніби вони є об’єктами у програмуванні. PostgreSQL підтримує складні операції, такі як транзакції, вкладені підзапити, математичні функції тощо.

MongoDB

MongoDB — це база даних NoSQL, яка відрізняється від MySQL і PostgreSQL тим, що вона використовує нереляційну модель даних. Замість традиційних таблиць і стовпців, MongoDB використовує структуру, подібну до формату даних JSON, що дозволяє зберігати дані в більш гнучкому форматі.

В MongoDB дані зберігаються у форматі BSON (Binary JSON), який дозволяє робити запити до бази даних за допомогою JSON-подібного синтаксису. Це може бути дуже зручно для розробників, які працюють з JavaScript, адже формат даних дуже подібний до того, з яким вони звикли працювати.

Вибір між MySQL, PostgreSQL та MongoDB

MySQL, PostgreSQL і MongoDB — це потужні та гнучкі системи управління базами даних, кожна з яких має свої унікальні особливості та переваги. Вибір між ними часто залежить від специфіки вашого проєкту. MySQL та PostgreSQL використовуються в технологіях, що потребують структурованого зберігання даних, а MongoDB краще підходить для проєктів, яким потрібна гнучкість структури даних, великі об’єми даних або даних, що часто змінюються.

MySQL — чудовий вибір для вебдодатків, які потребують високої швидкості й надійності. PostgreSQL краще підходить для великих проєктів, які потребують складних запитів та гнучкості в обробці даних, а MongoDB відмінно підходить для проєктів, яким потрібна висока швидкість роботи з великим обсягом даних і високої масштабованості.

Для початківців рекомендується спочатку вивчити MySQL або PostgreSQL, тому що вони використовують стандартну мову SQL, яка відома своєю строгістю і яку широко застосовують в індустрії. Однак MongoDB також може бути хорошим варіантом для вивчення, особливо, якщо ви вже знайомі з JavaScript і JSON.

Незалежно від того, яку систему управління базами даних ви оберете для вивчення, головне — розуміння того, як бази даних працюють, і як вони можуть допомогти вам зберігати і керувати даними для ваших проєктів. Це знання буде дуже цінним для розробника.

Висновок

Вивчення баз даних — важливий крок на шляху до становлення професійного розробника. MySQL, PostgreSQL та MongoDB представляють три різних підходи до управління даними, кожен з яких має свої переваги та недоліки.

MySQL надає надійний та швидкий сервіс з використанням структурованої моделі даних, в той час, як PostgreSQL відрізняється своєю масштабованістю та гнучкістю. MongoDB, як представник NoSQL баз даних, надає вам можливість працювати з гнучкою структурою даних, великими обсягами інформації та забезпечує високу швидкість обробки запитів.

Вибір між цими DBMS залежить від ваших потреб та конкретного проєкту. Деякі проєкти можуть краще працювати з реляційними базами даних, такими як MySQL або PostgreSQL, тоді як інші можуть мати користь від гнучкості та швидкості MongoDB.

Головне, що вам треба запам’ятати, — немає “найкращої” бази даних. Кожна з них була створена з певною метою, і вибір між ними залежить від ваших індивідуальних потреб. Чим більше ви знатимете про різні системи, тим краще ви зможете визначити, яка з них точно підходить саме для вашого проєкту.

Що таке база даних і чому вона важлива для бізнесу

Бази даних є набір інформації, зазвичай організованої як таблиць. Дані в базах даних зберігаються таким чином, щоб їх можна було легко витягти та використовувати за допомогою комп’ютерної програми.

Бази даних важливі для бізнесу, оскільки в них зберігається інформація, необхідна для роботи компанії, наприклад, інформація про клієнтів, інвентарні записи та замовлення на купівлю. До цього типу інформації можна отримати швидкий і точний доступ без необхідності сортувати стос паперових записів або намагатися згадати, де зберігається кожна частина даних.

Що таке бази даних RDBMS, NoSQL та SQL

Система керування реляційними базами даних (RDBMS) – це тип бази даних, який використовується для зберігання, вилучення та керування даними в таблицях. Він зберігає дані в рядках та стовпцях.

Бази даних NoSQL призначені для вирішення проблем, які не можуть вирішити СУБД, таких як зберігання неструктурованих даних, розподілене сховище, масштабованість та продуктивність.

Бази даних SQL працюють швидше, ніж бази даних NoSQL, але за своєю природою вони не масштабуються. Вони погано підтримують неструктуровані дані, через що їх не можна використовувати для аналізу великих даних.

Як працює база даних

Реляційна база даних зберігає дані у таблицях. Таблиці складаються з рядків та стовпців. Рядок – це окремий запис у таблиці, а стовпець – це певне поле у кожному рядку.

Стовпчаста база даних зберігає дані в стовпцях, які є певними полями в кожному рядку. Стовпці зберігаються у відсортованому порядку, щоб полегшити виконання запитів до них.

Сховища ключів та значень зберігають дані або у вигляді пар ключ-значення, або у вигляді списків ключ-значення. Це означає, що всі дані зберігаються у вигляді об’єктів, і їх організації не потрібні таблиці чи рядки.

Типи баз даних та переваги/недоліки кожного типу

Реляційні бази даних є найпоширенішим типом баз даних, які сьогодні використовуються. Вони зберігають дані в таблицях з рядками та стовпцями. До цих баз даних можна звертатися за допомогою мови SQL, що призначена для цієї мети.

Стовпцеві бази даних зберігають дані у вигляді стовпців, що ефективніше, ніж зберігання на основі рядків. Це дозволяє швидше виконувати запити та оновлювати базу даних. Стовпці бази даних також займають менше пам’яті, ніж бази даних на основі рядків, що означає, що для їх роботи потрібно менше оперативної пам’яті.

Сховища ключів та значень відрізняються від реляційних та стовпцевих баз даних, оскільки вони не вимагають попереднього проектування схеми та дозволяють зберігати дані у будь-якому порядку без необхідності заздалегідь визначати їхню структуру.

Висновок:
Бази даних – це сукупність даних, організована таким чином, щоб людям було легше їх знаходити та використовувати. Бази даних є невід’ємною частиною будь-якої організації. Вони допомагають організувати всі дані, зібрані компанією, та зробити їх доступними. Їх можна використовувати для різних цілей, таких як зберігання інформації про клієнтів, обробку транзакцій або відстеження запасів.

Що таке бази даних, їх призначення та види?

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 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.

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).

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 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.

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.

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:

• 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.

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

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 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

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

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

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