Види баз даних: якими вони бувають і як працюють

Кожен сайт має контент — його вміст. Їм можуть бути як тексти та картинки, так і товари в каталозі. Якщо контенту багато, його організації використовують бази даних.

Наприклад, ви вирішили відкрити інтернет-магазин та продавати в ньому книги. Щоб зберігати інформацію про товари, необхідно підключити базу даних до сайту.

У ній будуть конкретні позиції — книги. А до кожної з них необхідні для продажу дані: ціна, дата випуску, назва, автор і т.д.

Коли покупцю потрібна та чи інша книга, він заходитиме на сторінку пошуку та писатиме запит. Наприклад, назва нового бестселера. Фронтенд сайту відправлятиме відповідний запит бекенду, а той шукатиме у базі даних і повертатиме відповідь у вигляді картки товару.

Ознайомтеся з Python безкоштовно

Що таке бази даних

База даних - набір інформації, який організують та зберігають за певними правилами. Її основна особливість – наявність структури. Тобто, це не хаотичний список, а організований.

Базу даних найпростіше уявити як таблицю. Кожен з її елементів має властивості. Наприклад, якщо елемент це книга, то властивості — ціна, дата випуску, автор, кількість сторінок. Примітивний прототип баз даних - таблиця Excel.

Чим бази даних відрізняються від таблиць

За структурою можуть бути схожі. Але є важлива відмінність. Спочатку таблиці призначалися для редактури лише одним користувачем. Він міг внести зміни, зберегти їх, та був передати комусь іншому.

А бази даних дозволяли працювати з більшим обсягом інформації паралельно. Тобто, багато користувачів могли одночасно редагувати інформацію або отримувати її з бази.

Крім того, таблиці просто не мають можливості для зберігання великих обсягів даних. Пам'ятайте скільки разів у вас зависав великий файл в Excel.

Особливості баз даних

Ми вже визначилися, що бази даних дозволяють отримувати віддалений доступ до великих обсягів інформації. Це їхня ключова відмінність від таблиць.

Основні властивості баз даних:

• Розрахований на багато користувачів доступ до інформації. Працювати у базі даних одночасно може кілька людей. Йдеться як про читання, так і про редагування
• Висока швидкість роботи. Бази даних дозволяють отримувати інформацію практично миттєво
• Логічний зв'язок. Вона має бути присутня у структурі таблиці
• Єдині стандарти. Бази даних повинні працювати незалежно від програмного забезпечення, тобто спосіб отримання інформації не повинен впливати на її структуру
• Зручне оновлення даних. Сучасні БД мають просте управління, тобто для запиту інформації потрібно здійснити мінімальну кількість дій
• Безпека. У баз даних різні рівні доступу. Якісь користувачі можуть редагувати інформацію, а якісь отримувати її

Спробуйте себе у Python

Управління базами даних: СУБД

Базу даних можна як великої таблиці з систематизованої інформацією. Її використовують як сховища. Виникає питання: як одержувати з неї дані?

Це роблять з допомогою СУБД. Так називають системи керування базами даних.

СУБД складається з різних інструментів, які дозволяють отримувати інформацію, додавати та видаляти її, а також фільтрувати за різними параметрами.

Повернемося до нашого прикладу з інтернет-магазином книг. Коли користувач вбиває на сайт назву потрібної позиції, саме СУБД шукає її в таблиці і повертає дані.

Якими бувають СУБД

Існують різні типи управління базами даних. За способом зберігання інформації вони поділяються на:

• Клієнт-серверні. У цьому випадку СУБД знаходиться на сервері, до якого користувач надсилає запит і цей сервер його обробляє. Доступ до бази даних можна отримати з будь-якого комп'ютера. Це популярний варіант для інтернет-магазинів
• Файл-серверні. Такі СУБД розміщують на локальних комп'ютерах, яких виходить запит. Тобто користувач повинен мати систему керування на своєму комп'ютері, щоб взаємодіяти з базою. Цей варіант підходить для корпоративного програмного забезпечення
• Вбудовані. Такі системи управління постачають як частини програмного продукту. Їх не потрібно встановлювати, це бібліотека, що підключається.

Для роботи СУБД використовує спеціальну мову запитів. За цим принципом вони поділяються на два види:

• Ті, хто працює на SQL - це головна мова структурованих запитів до баз даних. Його застосовують до більшості БД
• NoSQL — бази даних, до яких пишуть запити однією з інших мов програмування. Наприклад, на Python. Його частіше застосовують для роботи з Big Data

Типи баз даних

Існує кілька основних видів баз даних.

Реляційні

Вони інформацію зберігають як таблиць, пов'язані друг з одним. Наприклад, в інтернет-магазині книг може бути одразу кілька таблиць. Одна відповідає за товарні позиції, у ній прописані книжки та його характеристики: вартість, автор, кількість сторінок.

Існує друга таблиця. У ній записано дані зареєстрованих користувачів: їх імена, адреси, історія покупок. Коли людина робить замовлення, інформація з однієї таблиці надсилається в другу.

Така структура дозволяє легко вносити зміни лише в одну з них, а решта, як і раніше, посилатиметься на неї.

Нереляційні

Ці бази даних мають відмінну структуру, але менш поширеними. Вони також існують у кількох варіаціях. З точки зору користувача їх відмінність полягає в неможливості писати запити на мові SQL.

Зазвичай такі БД застосовують на вирішення вузькоспеціалізованих завдань.

У таких базах даних систематизують інформацію через систему ключів. Зазвичай їх застосовують зберігання стану об'єктів. Щоб отримати елемент, необхідно ввести ключ. А всі дані зберігають у вигляді пар «ключ та значення».

Основна особливість таких баз — висока швидкість роботи, але, на відміну від реляційних, вони не підтримують складних запитів.

Такі бази даних дозволяють зберігати документи. Кожен із них складається з пари ключ-значення. Така база неструктурована, вона не має схеми. До неї можна легко додавати поля або видаляти їх, не торкаючись інших частин таблиці.

Документи в таких базах також можуть бути вкладеними та зберігатися один в одному. Їх можна групувати та створюючи колекції з ієрархією, що робить такі БД схожими на реляційні.

Для зберігання даних використовують формати XML і JSON. Документоорієнтовані бази хороші тим, що дозволяють на запит отримувати відразу повний об'єкт, а чи не його частина.

Їх застосовують на проектах, де потрібно зберігати багато контенту. Наприклад, у мобільних додатках або іграх.

Головна особливість таких баз даних — у існуванні кількох різних зв'язків між таблицями, і між окремими елементами. У їхньому складі є вузли, в яких знаходяться дані, і ребра — тобто з'єднання, що описують їх зв'язки.

Графові бази даних незамінні для алгоритмів рекомендацій, які використовують соціальні мережі та інші послуги.

Ієрархічні

У таких базах даних є чітка ієрархія, основу якої лежить дерево з вищестоящих і підлеглих елементів. Вони схожі на дерево папок операційної системи.

За такою БД легко рухатися вертикально. Але їх використовують лише в ситуації, коли є головні та підлеглі елементи, з чітким поділом у даних.

Колончасті

Структура таких баз даних також ґрунтується на таблицях. Але на відміну від реляційних, інформація зберігається у колонках без суворої структури. Це дозволяє містити у них неструктуровані дані.

Зазвичай такі БД застосовують для зберігання ліг або інформації, отриманої від розумної техніки.

NewSQL

Це наймолодший тип баз даних, заснований, з одного боку, на розподілених системах NoSQL, але із структурою реляційних баз мовою запитів SQL.

NewSQL підтримують масштабованість та відповідають стандартам виконання оперативних транзакцій ACID.

Такі бази даних відрізняються швидкою продуктивністю, горизонтальною масштабованістю та транзакційністю.

Види СУБД

Системи управління базами даних - програмний комплекс, який відповідає за навігацію до інформації, її внесення, видалення та зміну. Якщо база – сховище, то СУБД – способи її обслуговування. Розкажемо про найпопулярніші типи СУБД.

PostgreSQL

Одна з найпопулярніших СУБД, яка розповсюджується безкоштовно. У її основі лежить реляційна модель даних. PostgreSQL дає можливість створювати гнучкі та масштабовані бази даних.

Ця СУБД підтримує стандарт SQL, але за допомогою розширень можна використовувати Python або Java. Наявність розширень загалом сильна сторона таких систем. Велике ком'юніті користувачів регулярно створює їх та покращує роботу СУБД.

PostgreSQL називають безкоштовним аналогом Oracle за функціональність та економічність.Ця СУБД дозволяє обробляти великі обсяги даних та підтримує продуктивність до мільйона транзакцій на секунду.

Безпека в ній підтримують за допомогою зручного керування доступом на основі ролей та шифрування даних.

Але й недоліки PostgreSQL теж є. Бази даних на ній складніші в обслуговуванні, тому що вимагають більше знань для налаштування та оптимізації.

MySQL

Популярна СУБД, яку використовують для баз даних у проектах малого та середнього розміру. Її швидкість знаходиться на високому рівні, але все ж таки нижче, ніж у PostgreSQL. Але це не заважає застосуванню MySQL у таких великих проектах як Alibaba чи Wikipedia. Найчастіше цю СУБД використовують у комплекті з іншими базами даних.

MySQL розповсюджують як програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, тому вона відрізняється можливістю гнучкого налаштування. Ця СУБД підтримує мову запитів SQL.

MySQL має гарну оптимізацію та масштабованість. Також ця система підтримує популярні механізми реплікації та вважається стійкою до відмови.

MySQL може вміщати до 50 мільйонів елементів, але для великих обсягів даних її продуктивності недостатньо. Без грамотного налаштування ця СУБД буває вразливою для атак. Як і інше безкоштовне рішення - PostgreSQL, вона вимагає високої кваліфікації для оптимізації та налаштування.

Oracle

Oracle — найпопулярніша СУБД у світі з часткою ринку 30%. Це реляційна система управління, що працює як клієнт-сервер.

Oracle практично не має обмежень щодо обсягу даних, вона може обробляти величезну кількість запитів від користувачів. Її популярність багато в чому пов'язана із безпекою. Ця СУБД забезпечує високий рівень захисту даних.

На відміну від безкоштовних аналогів, Oracle пропонує зручний інтерфейс та простішу систему налаштування.

Ця СУБД підтримує як SQL, і Java і XML. Вона дозволяє інтегрувати бази даних з різними ERP та CRM. Розгорнути Oracle можна локально або у хмарі.

Основні недоліки такої СУБД: відносно висока ціна, залежність від постачальника та вимоги до обладнання. Робота Oracle може вимагати великих апаратних ресурсів.

MongoDB

Ще одна СУБД з відкритим вихідним кодом, яку активно використовують у стартапах та Big Data. Цю систему застосовують керувати нереляційними базами даних.

За рахунок підтримки складної структури MongoDB відрізняється максимальною гнучкістю. Її можна застосовувати на проектах, у яких дані сильно розрізняються та зібрані різними методами.

До переваг цієї СУБД належить легка масштабованість. Через документно-орієнтовану модель дані порівняно легко вносити зміни.

Завдяки механізму реплікації та сегментування MongoDB дозволяє зберігати дані на декількох серверах. Це покращує стабільність та відмовостійкість системи.

При цьому MongoDB не надто добре справляється із жорстко пов'язаними даними.

Redis

Це нереляційна СУБД, яка зберігає інформацію як «ключ і значення». На відміну від реляційних систем, вона забезпечує більшу гнучкість, оскільки дані в ній не прив'язані до жорсткої структури таблиць. Також вона не підтримує мову SQL. Замість нього використовують Lua. Це спеціально створена мова, яку вважають дуже простою.

Основна перевага цієї СУБД – швидкодія. Її застосовують там, де критична висока швидкість обробки даних. Наприклад, Redis використовують у програмному забезпеченні для бірж.

А головна вада СУБД — неповна відповідність принципам ACID.Вона забезпечує достатню стійкість від пошкоджень даних, на відміну реляційних баз.

Redis має деякі проблеми із довгостроковим зберіганням. Ця СУБД зберігає дані оперативної пам'яті. Це призводить до того, що при копіюванні диска інформація може бути втрачена. А саме зберігання обходиться дорожче з погляду вимог до ресурсів.

SQLite

Ця система управління працює локально, вона не має сервера. Її використовують для баз даних, які зберігають одному пристрої. До переваг SQLite потрібно віднести високу швидкість роботи та невибагливість, а також автономність.

Сама СУБД є бібліотекою, з якою компонується програма.

SQLite застосовують для веб-сайтів з невеликим трафіком і в локальних програмах, які не потрібно масштабувати.

Neo4j

Це графова СУБД та найпоширеніше ПЗ у своєму класі. Neo4j має відкритий вихідний код та розповсюджується безкоштовно. У графовій структурі дані зберігають у вигляді ребер та вузлів. Це дозволяє створювати складні взаємозв'язки. Така опція потрібна для розробки алгоритмів рекомендацій.

Neo4j дає можливість працювати з додатками, які займаються відстеженням зв'язків між різними суб'єктами.

Ця СУБД не підтримує SQL, натомість використовують власну декларативну мову Cypher. Він інтуїтивно зрозумілий та дозволяє швидко писати складні запити.

Neo4j відрізняє високу продуктивність та можливість роботи з великими обсягами даних.

До недоліків СУБД варто віднести обмежену підтримку транзакцій, які не забезпечують ту ж надійність, що й у реляційних базах даних.

Microsoft SQL Server

Одна із найстаріших СУБД у світі, яку компанія Microsoft випустила ще у 80-х. Її робота базується на клієнт-серверній моделі.Це система управління реляційними базами даних і вона підтримує SQL.

До основних переваг СУБД варто віднести високу стійкість до відмови. У ній можна створювати кластери серверів. У разі відмови одного з них роботу може швидко перехопити інший.

Ще один плюс рішення – повна сумісність із усіма продуктами Microsoft.

Elasticsearch

Розподілена система управління базами даних, яка може оперувати як структурованою, так і неструктурованою інформацією.

Вона працює на основі бібліотеки Java та підтримує формати JSON та REST.

Цю БД використовують на вирішення завдань, у яких необхідна висока швидкість пошуку великих обсягах даних.

Тепер ви знаєте все про бази даних та СУБД. А якщо бажаєте отримати практичну інформацію, пройдіть безкоштовний курс на Хекслет.

Спробуйте себе у Python

What Is a Database?

Створюйте, тестуйте та розгортайте програми в Oracle Cloud безкоштовно.

У цій статті

• База даних - визначення
• Що таке мова структурованих запитів (SQL)?
• Еволюція баз даних
• У чому різниця між базою даних та електронною таблицею?
• Типи баз даних
• Що таке програмне забезпечення бази даних?
• Що таке система керування базами даних (DBMS)?
• Що таке СУБД MySQL?
• Використання баз даних для підвищення ефективності бізнесу та покращення процесу прийняття рішень
• Завдання перед базами даних
• Як автономні технології покращують управління базами даних
• Майбутнє баз даних та автономних баз даних

Що таке база даних?

База даних - визначення

База даних - це впорядкований набір структурованої інформації або даних, які зазвичай зберігаються в електронному вигляді комп'ютерної системи. База даних зазвичай управляється системою управління базами даних (СУБД).Дані разом із СУБД, а також додатки, які з ними пов'язані, називаються системою баз даних, або, для стислості, просто базою даних.

Дані у найпоширеніших типах сучасних баз даних зазвичай зберігаються як рядків і стовпців формують таблицю. Цими даними можна легко керувати, змінювати, оновлювати, контролювати та впорядковувати. У більшості баз даних для запису та запитів даних використовується мова структурованих запитів (SQL).

Що таке мова структурованих запитів (SQL)?

SQL - це мова програмування, яка використовується в більшості реляційних баз даних для запитів, обробки та визначення даних, а також контролю доступу. SQL був розроблений IBM в 1970-х роках. Згодом у стандарту SQL ANSI з'явилися численні розширення, розроблені такими компаніями як IBM, Oracle і Microsoft. Хоча SQL все ще широко використовується, почали з'являтися нові мови програмування запитів.

Еволюція бази даних

Бази даних значно змінилися з їх появи на початку 1960-х років. Вихідними системами, які використовувалися для зберігання та обробки даних, були навігаційні бази даних – наприклад, ієрархічні бази даних (які спиралися на деревоподібну модель і допускали лише відношення «один-багатьом») та бази даних з мережевою структурою (гнучкіша модель, що допускає численні відносини). Незважаючи на простоту, ці ранні системи були негнучкими. У 1980-х роках стали популярними реляційні бази даних, у 1990-х роках за ними були об'єктно-орієнтовані бази даних. Нещодавно внаслідок зростання Інтернету і виникнення необхідності аналізу неструктурованих даних з'явилися бази даних NoSQL.В даний час хмарні бази даних та автономні бази даних відкривають нові можливості щодо способів збирання, зберігання, використання даних та управління ними.

У чому різниця між базою даних та електронною таблицею?

Бази даних та електронні таблиці (зокрема Microsoft Excel) надають зручні способи зберігання інформації. Основні відмінності між ними полягають у наступному.

• Спосіб зберігання та обробки даних
• Повноваження доступу до даних
• Об'єм зберігання даних

Електронні таблиці спочатку розроблялися одного користувача, та його властивості відбивають це. Вони відмінно підходять для одного користувача або невеликої кількості користувачів, яким не потрібно робити складні операції з даними. З іншого боку, бази даних призначені для зберігання набагато більших наборів упорядкованої інформації, іноді величезних обсягів. Бази даних дають можливість безлічі користувачів в один і той же час швидко і безпечно отримувати доступ до даних і вимагати їх, використовуючи розвинену логіку та мову запитів.

Типи баз даних

Існує безліч різних типів баз даних. Вибір найкращої бази даних конкретної компанії залежить від цього, як має намір використовувати дані.

Реляційні бази даних

Об'єктно-орієнтовані бази даних

Розподілені бази даних

Сховища даних

Oracle NoSQL Database

Графові бази даних

Це лише деякі з десятків типів баз даних, що використовуються в даний час. Інші, менш поширені бази даних, призначені для дуже специфічних наукових, фінансових та інших завдань.Окрім появи нових типів, бази даних розвиваються в абсолютно нових напрямках — змінюються підходи до розробки технологій, відбуваються значні зрушення, такі як впровадження хмарних технологій та автоматизації. Зокрема останнім часом з'явилися такі бази даних.

Бази даних із відкритим вихідним кодом

Хмарні бази даних

Багатомодельні бази даних

Документні бази даних/JSON

Автономні бази даних

Що таке програмне забезпечення бази даних?

Програмне забезпечення бази даних використовується для створення, редагування та обслуговування файлів та записів бази даних, що спрощує створення файлів та записів, введення даних, редагування, оновлення та звітність. Програмне забезпечення також допомагає зберігати дані, здійснювати резервне копіювання та формувати звітність, надавати управління множинним доступом та підтримувати безпеку. Сьогодні надійна безпека бази даних є особливо важливою, оскільки випадки крадіжки даних значно почастішали. Програмне забезпечення баз даних іноді називають системою управління базами даних (СУБД).

Програмне забезпечення баз даних спрощує керування даними, допомагаючи користувачам зберігати дані у структурованій формі, а потім отримувати доступ до них. Зазвичай програма має графічний інтерфейс, що допомагає створювати дані та керувати ними, і в деяких випадках користувачі можуть створювати власні бази даних за допомогою такого програмного забезпечення.

Що таке система керування базами даних (DBMS)?

Для бази даних зазвичай потрібне комплексне програмне забезпечення, яке називається системою управління базами даних (СУБД).СУБД служить інтерфейсом між базою даних та користувачами чи програмами, надаючи користувачам можливість отримувати та оновлювати інформацію, а також керувати її впорядкуванням та оптимізацією. СУБД забезпечує контроль та управління даними, дозволяючи виконувати різні адміністративні операції, такі як моніторинг продуктивності, налаштування, а також резервне копіювання та відновлення.

Як приклади популярного програмного забезпечення управління базами даних, або СУБД, можна назвати MySQL, Microsoft Access, Microsoft SQL Server, FileMaker Pro, СУБД Oracle Database і dBASE.

Що таке база даних MySQL?

MySQL – це реляційна система управління базами даних з відкритим вихідним кодом на основі мови SQL. Вона була розроблена та оптимізована для веб-додатків і може працювати на багатьох платформах. Вона має всі можливості, які потрібні веб-розробникам. База даних MySQL призначена для обробки мільйонів запитів та тисяч транзакцій, тому її часто вибирають компанії електронної комерції, яким потрібно керувати великою кількістю грошових переказів. Гнучкість у міру необхідності – основна характеристика MySQL.

Багато провідних веб-сайтів та веб-додатків використовують СУБД MySQL, у тому числі Airbnb, Uber, LinkedIn, Facebook, Twitter і YouTube.

Використання баз даних для підвищення продуктивності бізнесу та покращення процесу прийняття рішень

Великий збір даних з Інтернету речей змінює дійсність і виробничий сектор по всьому світу: сучасні компанії мають доступ до більшої кількості даних, ніж будь-коли раніше.Прогресивні компанії тепер можуть використовувати бази даних, щоб від звичайного зберігання даних і базових транзакцій перейти до аналізу величезних обсягів даних з багатьох систем. Завдяки базам даних та іншим засобам обчислень та бізнес-аналітики сучасні компанії можуть використовувати дані, що збираються, для більш ефективної роботи, ефективного прийняття рішень, гнучкості та масштабованості. Сьогодні найважливішим для комерційних компаній є оптимізація доступу та пропускної спроможності для даних, що пов'язано з постійним зростанням обсягу даних. Дуже важливо мати платформу, здатну забезпечити продуктивність, масштаб та гнучкість, необхідні компаніям у міру їхнього зростання.

Автономна база даних може значно розширити ці можливості. Автономні бази даних автоматизують дорогі та тривалі ручні процедури, завдяки чому бізнес-користувачі можуть зосередитися на роботі зі своїми даними. За рахунок можливостей створення та використання баз даних користувачі набувають контролю та автономії, підтримуючи при цьому важливі стандарти безпеки.

Завдання для баз даних

Сучасні великі корпоративні бази даних нерідко підтримують дуже складні запити, і передбачається, що мають надавати майже миттєві відповіді них. В результаті адміністратори баз даних змушені застосовувати різні методи для підвищення продуктивності. Ось деякі з найбільш поширених дзвінків, з якими вони стикаються.

• Значно збільшені обсяги даних. Стрімке зростання даних від датчиків, підключених приладів та десятків інших джерел змушує адміністраторів шукати способи ефективного управління та впорядкування даних своїх компаній.
• Забезпечення безпеки даних. У наші дні регулярно трапляються витоку даних і хакери стають дедалі винахідливішими. Зараз як ніколи важливо забезпечити захист даних, але водночас їхня легка доступність для користувачів.
• Задоволення зростаючих потреб. У сучасному, динамічному бізнес-середовищі компаніям необхідний доступ до даних у режимі реального часу – для своєчасного прийняття рішень та використання нових можливостей.
• Управління та обслуговування бази даних та інфраструктури. Адміністратори бази даних повинні здійснювати постійний моніторинг бази даних на наявність проблем, виконувати профілактичне обслуговування, а також встановлювати оновлення та виправлення програмного забезпечення. Але бази даних стають все більш складними, обсяги даних зростають, і компанії стикаються з необхідністю залучення додаткових фахівців для моніторингу та налаштування баз даних.
• Усунення меж масштабованості. Якщо бізнес хоче вижити, він має розвиватися, і можливості управління даними мають зростати разом із ним. Але адміністраторам баз даних дуже складно передбачити, які потужності будуть потрібні компанії, особливо при використанні локальних баз даних.
• Дотримання вимог до розміщення даних, суверенітету даних та часу очікування. Для одних компаній краще, щоб бази даних працювали в локальному середовищі. У таких випадках ідеальним варіантом є готові системи, налаштовані та оптимізовані для розміщення баз даних.

Вирішення всіх цих завдань може займати багато часу та відволікати адміністраторів баз даних від вирішення стратегічних завдань.

Як автономні технології покращують управління базами даних

Автономні бази даних - це модель майбутнього, що представляє винятковий інтерес для компаній, які хочуть використовувати найкращу з наявних технологій баз даних, при цьому не стикаючись із проблемами під час запуску та експлуатації цієї технології.

Автономні бази даних використовують хмарні технології та машинне навчання для автоматизації безлічі стандартних завдань управління базами даних, таких як налаштування, захист, резервне копіювання, оновлення та інші повсякденні завдання адміністрування. Завдяки автоматизації цієї рутини адміністратори баз даних можуть зосередитись на більш стратегічній роботі. Можливості самоврядування, самозахисту та самовідновлення автономних баз даних можуть радикально змінити способи управління та захисту даних, покращуючи ефективність, знижуючи витрати та підвищуючи безпеку.

Майбутнє баз даних та автономних баз даних

Про вихід першої автономної бази даних було оголошено наприкінці 2017 року, і багато незалежних галузевих аналітиків швидко оцінили можливості цієї технології та її потенційний вплив на обробку даних.

У звіті Wikibon за 2021 рік (PDF) міститься висока оцінка технології автономних баз даних: "У Oracle на сьогоднішній день найкраща хмарна платформа для бази даних рівня 1. Wikibon вважає, що у Oracle найпотужніша хмарна платформа для бази даних з Autonomous Database".

А у звіті KuppingerCole Leadership Compass за 2021 рік (PDF) йдеться: «Oracle Autonomous Database, яка повністю автоматизує процеси ініціалізації, управління, налаштування та оновлення екземплярів баз даних без будь-яких простоїв, не тільки суттєво підвищує рівень безпеки та нормативної відповідності конфіденційних даних, що зберігаються в базах даних Oracle, але й є переконливим аргументом на користь перенесення цих даних до Oracle Cloud» Оскільки Oracle Autonomous Database побудована на базі високодоступної та масштабованої архітектури Oracle Exadata, можна легко масштабувати розгортання бази даних у міру зростання потреб.

Додаткові продукти

База даних

База даних (БД) — це сукупність даних, що має назву, що відображає стан об'єктів та їх відносин у аналізованої предметної області.

Опануйте професію «Аналітик даних»

Даними називають зареєстровану інформацію, подання фактів, понять чи інструкцій у формі, яка підходить для передачі, зв'язку, обробки людиною або за допомогою машини. .Зміни одного осередку автоматично впливають на інші.

У БД найчастіше використовується мова структурованих запитів SQL, створена для того, щоб отримувати необхідну інформацію з бази даних. Вона розроблена в 1970-х в IBM. широко використовуватися. Команди можна розділити на маніпулюючі, визначальні та управляючі.

Безкоштовний профорієнтаційний проект

Пройдіть тест та визначте ваш напрямок у IT.

Властивості бази даних

З визначення бази даних випливає, що в ній:

• завжди є ім'я. Якщо ім'я не задано, то немає і бази даних;
• фіксується стан об'єктів та його відносин у заданий час. Згодом воно змінюється. Наприклад, ціна товару може характеризувати його стан. Після зміною ціни змінюється і стан товару;
• фіксується інформація про об'єкти із певної предметної області. Наприклад, якщо розглядаємо предметну область «Бібліотека», то в базі можуть фіксуватися дані по книгах, їхньому розміщенню в бібліотеці, читачам та квиткам. Якщо наша предметна область — «Магазин», то в БД може знаходитись інформація щодо товарів та їх цін, торгових точок та наявності товару у конкретній торговій точці.

Важливою характерною рисою БД є її сталість. Воно проявляється у кількох контекстах:

• дані постійно накопичуються та використовуються;
• склад та структура даних зазвичай постійні та стабільні в часі. Якщо вони змінюються, то швидше за все БД знаходиться у процесі проектування та розробки;
• елементи даних можуть змінюватися (за зміною станів об'єктів та його відносин). Тим самим було інформація, яку містить кожна база даних, постійно актуалізується.

Відмінності баз даних від електронних таблиць

Електронні таблиці спочатку створювалися як однокористувацькі - повний контроль для одного користувача та обмежений набір функцій для кількох. Набір даних, як правило, невеликий, як і кількість змін, що вносяться. БД передбачають роботу з більшим обсягом упорядкованої інформації. Також на відміну від таблиць бази даних призначені до роботи кількох користувачів, які вносять зміни одночасно, незалежно друг від друга.

Типи баз даних

Існує безліч критеріїв визначення видів баз даних, зокрема. наступні.

Форма подання інформації

• Фактографічні. Дані представлені як факти про об'єкти предметної області у форматі пар «параметр — значение». Приклад: БД сайту www.ozon.ru.
• Документальні. Дані подано у вигляді повнотекстових документів. Приклад: БД сайту www.vedomosti.ru.
• Мультимедійні. Дані представлені у вигляді графічного, аудіо-або відеоконтенту. Приклад: БД сайту www.youtube.com.

Тип використовуваної моделі даних

• Реляційні. Дані представлені у вигляді таблиць та зв'язків між ними. Приклад: БД Microsoft SQL Server, MySQL, PostgreSQL.
• Нереляційні. Дані представлені як структур, відмінних від таблиць. Наприклад, JSON-подібних об'єктів, ієрархічних чи мережевих структур. Приклад: БД ElasticSearch, MongoDB.

Топологія зберігання

Більшість сучасних БД може бути розміщено як на одній, так і кількох машинах.

• Локальні. Розміщені на одній машині.
• розподілені. Розміщені на кількох машинах.

Функціональне призначення

• Операційні. Більшість часу використовуються для операцій запису (додавання, зміна, видалення даних). Приклад: БД 1С.
• Довідково-інформаційні. Більшість часу використовуються для операцій читання. Приклад: БД сайту www.consultant.ru.

Ступінь доступності

• Загальнодоступні. Відкриті широкому колу користувачів. Зазвичай доступ до баз даних безкоштовний. Приклад: БД енциклопедії Wikipedia.
• З обмеженим доступом. Доступ до баз даних обмежений і зазвичай платний. Приклад БД енциклопедії Encarta.

* Примітка: приклади баз даних сайтів наведені на основі результатів аналізу їхнього інтерфейсу користувача і контенту. Технічно БД можуть бути організовані інакше.

Станьте аналітиком даних та отримайте затребувану спеціальність

Популярні системи управління базами даних

Система управління базами даних (СУБД) - це програмне забезпечення, яке необхідне для створення, редагування та обслуговування файлів БД. З його допомогою можна спростити процес роботи - від введення даних до звітності. Крім того, система управління базами даних допомагає виконувати резервне копіювання, підтримувати безпеку, надавати спільний доступ до бази даних. СУБД дозволяє працювати з базами даних одночасно кільком користувачам.

MySQL

Одна з найпоширеніших систем керування базами даних. Використовується у низці великих світових компаній (Meta, Twitter, Amazon, LinkedIn і т.д.). Це реляційна СУБД, що стосується вільного програмного забезпечення.

Особливості:

• Можливість роботи з різними типами таблиць, від популярних InnoDB або MyISAM до MERGE або HEAP, що рідко використовуються.
• Постійне оновлення та додавання нових типів таблиць, що підтримуються.
• Висока швидкість роботи - MySQL вважається однією з найшвидших, незважаючи на те, що одночасно з нею можуть працювати кілька користувачів, а кількість рядків у таблицях досягає 50 мільйонів.
• Простота - з MySQL нескладно працювати, тому що вона підтримує меншу кількість можливостей, порівняно з іншими СУБД.
• Під час роботи з MySQL доступний як текстовий, а й графічний режим. phpMyAdmin дозволяє адмініструвати свою базу даних через браузер без знання SQL-команд.

MySQL - зручна, гнучка і добре працює БД для великих або середніх проектів.

Oracle

СУБД об'єктно-реляційного типу одержала назву від компанії-розробника. Під час роботи з Oracle використовується мова Java, а також розширення PL/SQL.

Особливості:

• Можливість швидкого відновлення після збоїв, надійна процедура бекапу, масштабування та низка інших корисних функцій.
• Здатність забезпечити надійний захист даних, що зберігаються.
• Висока вартість активації та подальшого використання. З цієї причини вона не завжди може бути доступна початківцям або невеликим компаніям.

Станьте аналітиком даних та отримайте затребувану спеціальність

PostgreSQL

PostgreSQL відноситься до об'єктно-реляційного типу, вільно поширюється та працює на мовах SQL та MySQL. Основна відмінність від MySQL – у використанні інновацій та розширеному функціоналі.

Особливості:

• перевантаження функцій та успадкування таблиць;
• підтримка великої кількості типів даних: JSON, XML, "ключ - значення", просторових даних та багато іншого;
• розширюваність, тобто. можна використовувати готові розширення, і навіть створювати власні.

PostgreSQL підходить для зберігання великих обсягів даних, може обробляти складні запити. Здатна вибудовувати невеликі DWH (Data Warehouse), бути сховищем для геоінформаційних систем, мобільних ігор, веб-додатків тощо.

PostgreSQL не підійде для роботи з БД, де потрібне горизонтальне масштабування, OLAP-сховище, а також переважають записи читання.

MongoDB

Належить до NoSQL-систем. MongoDB – документоорієнтована СУБД з відкритим вихідним кодом. Для зберігання даних використовується JSON-подібний формат. У ній використовується мова запитів, забезпечується кілька видів пошуку: географічний, текстовий та пошук за графами. Здатна витримувати великі навантаження завдяки горизонтальному масштабуванню.

Особливості:

• Не потрібно опис схеми таблиць, як у реляційних БД. Дані зберігаються у форматі BSON (бінарних JSON-подібних документів).
• Між колекціями відсутні складні сполуки типу JOIN, як між таблицями реляційних баз даних. Зазвичай з'єднання виконується за збереження даних завдяки об'єднанню документів.
• Структура колекцій може бути різною. Один документ може мати один набір полів, тоді як інший документ — зовсім інший (як тип, і кількість полів). MongoDB може зберігати будь-які дані у форматі JSON.

MongoDB можна використовувати в мобільних додатках, CMS-системах, іграх, електронній комерції – у будь-яких сферах, де передбачається високий рівень навантаження. Для структурованих баз даних, і навіть якщо майбутньому передбачається створення таких жорстких схем, система застосовується рідко.

Redis

Ще одна NoSQL-система, призначена для зберігання даних типу "ключ - значення".

Особливості:

• обробка близько сотні тисяч операцій на секунду завдяки зберіганню інформації In-Memory;
• збереження даних на диск та запис їх у пам'ять, якщо це необхідно;
• підтримка растрових зображень, геоданих, списків, наборів та інших структур.

Завдяки високій швидкості роботи Redis підійде для сховищ з великим обсягом даних: кеш, брокерські дані, інвентаризаційні системи, що діють у режимі реального часу, а також систем з короткостроковими даними (сеанси веб-додатків). СУБД немає необхідності використовувати при роботі з невеликими обсягами інформації, а також, якщо необхідно OLAP- або OLTP-сховище.

Elasticsearch

Розподілена СУБД, що базується на Java-бібліотеці Lucene. Здатна підтримувати як структуровані, і напівструктуровані дані. Це одна з наймасштабованіших пошукових систем. Входить до групи Elastic Stack.

Особливості:

• пошуковий сервер із відкритим вихідним кодом, який написаний на Java;
• розподілене сховище документів без схем, REST & JSON;
• веб-інтерфейс REST API із виведенням JSON;
• вбудований аналізатор текстів;
• повнотекстовий пошук;
• пошук у реальному часі (NRT);
• підтримка різних мов та геолокації.

Підійде для завдань, у яких передбачається пошук у реальному часі великого обсягу структурованих даних. Це пошукові системи інтернет-магазинів, веб-сайтів, зберігання та моніторинг логів з великої кількості джерел, сервіси, що займаються викриттям шпигунських програм та шахрайства.

SQLite

Реляційна СУБД, що випускається у вигляді бібліотеки мовою C.

Особливості:

• Вбудовування в саму програму, а не робота за принципом «клієнт — сервер». СУБД зберігається на пристрої як локальний файл: так вона за замовчуванням може бути вбудована в деякі телефони і комп'ютери.
• Постачання з нульовою конфігурацією, тому адміністрування або налаштування не потрібні.
• Маленький розмір.
• Автономність, що означає відсутність зовнішніх залежностей.
• SQLite транзакції повністю сумісні з ACID, забезпечують безпечний доступ до різних процесів або потоків.

SQLite підходить для роботи з мобільними програмами, веб-сайтами з невеликим трафіком, локальним кешем, настільними програмами (інструментами фінансового аналізу), інтернетом речей.

Для завдань, які передбачають відокремлення даних від програми мережею, для сервісів з високим трафіком, великої кількості паралельних операцій, великих обсягів даних SQLite не підійде. При цьому СУБД здатна працювати з базами даних розміром до 281 терабайт.

Neo4j

Графова СУБД, яка призначена для зберігання та аналізу наборів даних, пов'язаних між собою. Інформація в ній представлена ​​у вигляді відносин, вузлів та властивостей, які їх описують.Структура графа змінюється як реального часу.

Особливості:

• висока продуктивність та масштабована архітектура;
• підтримка повних правил ACID (атомарність, узгодженість, ізоляція та довговічність);
• потужна декларативна мова запитів Cypher;
• вбудований веб-додаток Neo4j Browser.

СУБД підійде для завдань, які потребують використання графів та аналізу зв'язків між даними. Це системи, що займаються боротьбою з шахрайством, складання рекомендацій в режимі реального часу, управління комунікаціями та IT-інфраструктурою.

Neo4j не підійде для завдань із слабким зв'язком даних, хай і з гарною структурою. Також не рекомендується використовувати Neo4j в системах, що вимагають зберігання великої кількості двійкових або текстових даних, системах, де запис інформації переважає над читанням, а також якщо система чекає на масове сканування даних без вказівки початкової точки пошуку.

Познайомтеся з п'ятьма напрямками в IT: розробкою, аналітикою даних, тестуванням, білим хакінгом, Data Science. У прямому ефірі виберіть професію для комфортного переходу в IT та побудуйте особистий освітній трек. Один ефір = 50+ годин пошуку інформації в Інтернеті.