Характеристика типов баз данных

Что такое база данных

Сложно представить работу современной техники и электроники без правильного программного обеспечения. Такие продукты функционируют на основе модели программного кода. В процессе разработки приложения программисты применяют те или иные инструменты. К примеру, при наличии требования к использованию пользовательской информации необходимо задействовать базы данных. Подобные условия предусматривают различные интернет-магазины и игровые продукты.

Типичным примером базы данных служит определенное количество фотографий, сортировку которых допустимо выполнить, исходя из цветовой гаммы или особенностей изображения. В распространенных случаях базу данных представляют в табличном формате, то есть с каким-либо числом строк и столбцов. Инициализация элементов реализована по такому принципу:

• строка представляет собой новый элемент;
• в столбце зафиксированы свойства таких элементов.

Таким образом, фотографии представляется возможным сгруппировать по нужному количеству параметров. Стоит отметить, что база данных не является полноценной программой. По сути, это файл с записями информации. При необходимости в извлечении данных из базы нужно составить программное обеспечение для реализации требуемых функций в процессе взаимодействия и управления базой данных.

К примеру, при потребности осуществлять поиск элемента в зависимости от известного идентификатора целесообразно разработать программу, способную выполнять такие действия. Если в дальнейшем потребуется сортировка информации в базе данных по заданным критериям, то программисту нужно написать дополнительный скрипт, предусматривающий возможность осуществлять сортировку табличных форм. Конкретная задача предполагает написание миниатюрной программы для ее решения.

Результатом описанного выше действия является множество функциональных скриптов для работы с базой данных. Однако на практике при подобном подходе возникает вопрос целесообразности разработки новых программ для управления одной и той же базой. По этой причине созданные скрипты принято объединять в единую программную среду, которая играет роль системы управления базами данных. В итоге СУБД упрощает процесс манипуляций информацией из базы данных, в том числе, извлечения компонентов, добавления новых и устранение неактуальных элементов, без необходимости в изменении кода.

Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод о том, что база данных является простым файлом на компьютерном диске, а СУБД представляет собой инструментарий для управления этой базой данных. В информационных источниках нередко встречается название базы данных СУБД. Подобные недочеты в терминологии приводят в замешательство. По этой причине не стоит путать рассмотренные понятия.

Основные типы баз данных

Принцип и назначение базы данных целесообразно рассмотреть на практических примерах. Предположим, что существует некий магазин, который специализируется на продаже музыкальных инструментов. Для этого предприятия необходимо разработать сайт, позволяющий оформлять клиентам заказы в режиме онлайн. Основными требованиями к виртуальному ресурсу являются представление полного ассортимента товаров в виде перечня номенклатур в категориях с соответствующей графической и текстовой информацией, а также оперативное обновление данных о наличии того или иного товара.

Справиться с обозначенными задачами позволит база данных. После создания табличных массивов в них требуется добавить информацию об ассортименте музыкальных инструментов. Таблица получится в результате достаточно крупная. В ней строкам присвоены наименования инструментов, а столбцы предназначены для хранения свойств записанных товаров. Представим, что для нормального функционирования интернет-магазина в каталоге достаточно отразить информацию о трех свойствах товарах таких, как стоимость, товарный запас, разновидность инструмента.

После заполнения табличной формы получилась готовая к дальнейшей работе база данных. В ней содержится полный ассортимент музыкальных инструментов, представленных в магазине. Далее необходимо определиться с методом взаимодействия с построенной информационной базой. Перечислим главные операции, полезные для полноценного функционирования онлайн-площадки:

1. Запись новой информации для добавления новых закупленных товаров, которые поступили на склад и готовы к отгрузке покупателям.
2. Изменение записанных ранее данных, к примеру, корректировка цены продукции и складских остатков.
3. Поиск необходимых сведений, например, выявление всех имеющихся гитар для демонстрации пользователю сайта.
4. Ограничение доступа в зависимости от типа присвоенных ролей и прав, чтобы исключить возможность изменение цены на товар и другие сведения клиентом непосредственно.
5. Поддержание порядка в базе данных путем строгой классификации товаров по категориям.
6. Масштабирование базы данных с целью обеспечения возможности добавления новых позиций без лимита по объему номенклатурных списков.
7. Отсутствие рисков потерь важных сведений и информации в случае необходимости в восстановлении базы данных по каким-либо причинам.

Перечисленные принципы допустимо использовать применительно к разным базам данных. Схема не ограничена рассмотренным примером. Стоит отметить, что существует разница между управлением электронными табличными формами и полноценными базами данных, хотя на первый взгляд отличия между этими объектами отсутствуют. Представим некоторую таблицу формата Excel, предназначенную для ведения учета всех покупателей интернет-магазина. В файле сотрудник фиксирует информацию об имени клиента, месте работы, особенностях и крайней дате обращения.

Пусть такая таблица является единственной для всего предприятия. Ежедневно табличную форму пополняют новыми сведениями десятки работников магазина. Реализован процесс путем открытия таблицы и записи изменений определенным пользователем. Допустимо параллельное выполнение аналогичных действий другим сотрудником в тех же столбцах и колонках. После того как первый специалист завершил работу, информация обновилась и записалась в файл. Однако выполненные изменения не отображаются для второго работника. Новые сведения, которые он оставил в таблице, сохраняются в тех же строках и столбцах. По этой причине изменения, внесенные первым сотрудником, не сохранятся в окончательном варианте файла.

Исходя из рассмотренного выше примера, можно сделать вывод о ненадежности подобного способа организации работы с таблицей. Таким образом, ценная информация будет утрачена, если не пользоваться базами данных. Разберем обратную ситуацию, когда сотрудники предприятия работают не с таблицами, а с информационными базами под управлением СУБД. В процессе внесения новых сведений пользователями они приобретают формат запросов и отправляются в систему управления. Тогда формируется очередь из запросов на внесение изменений.

Следующий запрос будет отработан лишь после предыдущего, что исключает потери данных. Исходя из описанного алгоритма взаимодействия с базой данных по средствам СУБД, можно сделать вывод о надежности и эффективности такого подхода. Система функционирует в режиме очереди, а вносимые сведения записываются без информационных потерь. Благодаря применению баз данных, удается исключить ситуации, когда изменения, вносимые пользователями, могут быть утрачены. Подобный принцип носит название «разрешение коллизий».

Реляционные

Данные базы нередко называют «табличными». Это обусловлено хранением информации в табличном формате. Такие таблицы обладают внутренними взаимными связями, что приводит к образованию связной структуры. К примеру, если имеется пара таблиц, в одной из которых хранятся сведения о клиентах, а вторая построена на основании данных о совершенных покупках, то можно наблюдать, как реализована связность между ними.

После приобретения товара покупателем информация записывается в третью таблицу. В этой табличной форме предусмотрены сведения о приобретенной продукции с соответствующими ссылками. Подобная структура характеризуется рядом преимуществ. При изменении некоторой информации, к примеру, адреса клиента, потребуется только внести нужные сведения в одну таблицу, а в остальных при этом данные обновятся автоматически.

Графовые

По сравнению с первым типом баз данных рассматриваемый вариант представления таблиц предполагает наличие нескольких различных связей между ними. Каждая из подобных связей предусматривает реализацию конкретных задач и функционала. В качестве примера можно рассмотреть сетевые базы данных, которые используют в работе социальных сетей.

Графовые базы данных спроектированы таким образом, что для хранения информации применяют отдельные файлы, которые состоят из записанных сведений и фиксируют взаимные связи. В процессе взаимодействия с подобными базами отсутствует необходимость в поиске данных, так как все данные размещены в специальных файлах. Они содержат имеющиеся связи для быстрого отображения запрашиваемого результата.

Иерархические

Подобная структура напоминает систему файлов в Windows. В этом случае каждый элемент присвоен вышестоящему элементу и имеет какой-то подчиненный элемент, то есть тот, который располагается уровнем ниже. Описанная схема обеспечивает простоту перемещения по вертикали в ту или иную сторону. В базе хранится информация о подчинении компонентов, что позволяет оперативно искать нужные сведения. С другой стороны, организация таких баз данных предполагает некоторые ограничения. Рассматриваемый формат применим, когда имеется четкое разделение в сведениях, а также сформировано понимание о главенстве и подчинении элементов.

Самый распространенный тип баз данных

При сравнении разных баз данных можно обнаружить не так много отличий. Объекты предназначены, прежде всего, для размещения информации. Разница заключается в системе управления. Существует несколько наиболее востребованных СУБД. Рассмотрим основные из таких систем и приведем их краткую характеристику.

PostgreSQL обладает широким спектром функций и достойной производительностью. Данный тип системы управления целесообразно использовать для решения задач в условиях большого объема данных и повышенных нагрузок. Управление реализовано на языке запросов SQL, который довольно просто изменить с помощью специальных расширений на PL/Python, PL/Java и PL/Perl. Конкурентным преимуществом рассматриваемой СУБД является отсутствие ограничений по размеру информационных баз и безлимитное количество табличных записей.

MySQL также входит в число популярных СУБД. Программный продукт обладает понятным интерфейсом и предназначен для взаимодействия с разными табличными форматами. Система функционирует в режиме онлайн и включает в себя до 50 миллионов компонентов. По количеству опций система MySQL несколько уступает аналогичной программе PostgreSQL, но способна легко интегрироваться с прочими разновидностями СУБД. Такая система управления лежит в основе крупных интернет-ресурсов, в том числе, Twitter, Alibaba, Meta, Wikipedia. После покупки программного продукта корпорацией Oracle возникли опасения по поводу взимания платы за доступ к платформе. Однако в настоящее время СУБД предоставляют на бесплатной основе.

Компактностью отличается система под названием SQLite. Рассматриваемая СУБД не предполагает использование серверов и прочих утилит. Хранение информации реализовано по средствам одного устройства. С помощью SQLite разрабатывают стандартные интернет-ресурсы упрощенного формата, а также приложения с некоторыми ограничениями по объему трафика и информации. Система совместима с разными типами электроники, в том числе, смартфонами, персональными компьютерами, телевизорами, которые поддерживают возможность загрузки библиотек. При работе с SQLite нет необходимости в администрировании, а в качестве языка запросов применяют С.

MongoDB отличается представлением информации в формате текстовых документов, записанных в JSON. Эта система является NoSQL-СУБД. Табличные формы в данном случае заменены коллекциями, то есть сгруппированными документами. Продукт адаптирован под распределение функционала, но сохраняет поддержку локального хранения информации. В процессе реализации проектов MongoDB применяют в своей работе такие именитые компании, как Meta, Google, Twitter, Forbes, IBM, а также множество торговых интернет-площадок.

Oracle Database функционирует по принципам клиент-сервера. Такая схема реализации опций предусматривает расположение системы на сервере совместно с информационной базой. По этой причине для обеспечения работоспособности СУБД требуется установка специального интерфейса приложения-клиента. В пользовательский функционал включена опция управления пересылкой и прием сведений от сервиса. Конкурентными преимуществами Oracle DB являются высокий уровень информационной безопасности и упрощенный доступ для пользователей. Кроме того, применения СУБД данного типа минимизирует нагрузку на ПК клиента. Важное условие для работы системы заключается в достаточной мощности сервера.