База данных какие бывают: краткие описания, схемы и примеры БД

Содержание

что это такое, виды, как хранятся

Автор Сергей Тимофеев На чтение 10 мин Просмотров 2.9к. Обновлено 09.03.2023

Термин «база данных» (БД, database) попадается на глаза всем, кто пользуется компьютером: и инженеру-программисту, и студенту, и тому, кто просто читает новости в интернете.

БД — это хранилище информации, которую можно быстро вносить и редактировать. Например, оформленные в интернет-магазине заказы, даты, имена клиентов, цены, формулы для математических вычислений.

Базами данных управляют через специальные системы управления. Сами БД — простейшие, реляционные, NoSQL, комбинированные — строятся по разным принципам. В статье мы расскажем, для чего предназначены базы, какие они бывают, и как иметь с ними дело.

В БД указаны имена таблиц, типы данных, типы отношений между полями и ключевые поля

Содержание

Что такое База Данных
Как работают базы данных

Как хранится информация в БД
Типы баз данных
Простейшие типы баз данных
Простые структуры данных
Иерархические
Сетевые
Реляционные БД
NoSQL базы данных
Документные
Колоночные
Графовые
«Ключ-значение»
Комбинированные типы
NewSQL
Многомодельные
Преимущество разных типов баз данных
Популярные системы управления базами данных (СУБД)
Как работают с базой данных: упрощенная инструкция
Выводы

Что такое База Данных

База данных — структурированные электронные сведения.

Пользователи манипулируют ими согласно правилам моделирования данных. В визуальном представлении это выглядит как книжный шкаф с документами, которые можно передвигать, сортировать, «прореживать», дополнять новыми бумагами.

Если человек делает проект, в котором обращается к структурированному хранилищу информации — например, пишет программу для учета клиентов банка или собирает сайт — ему нужно знать, какие бывают базы данных, чтобы правильно выбрать их тип. Они различаются по свойствам и ограничениям, которые важно учитывать в работе.

Как работают базы данных

БД — это среда, которая представляет собой таблицы с информацией. Самый наглядный пример базы данных — таблицы в программе MS Excel. Их заполняют цифрами и словами вручную, составляют формулы для управления содержимым ячеек, перетаскивают это содержимое мышью для замены или копирования.

База данных выглядит как таблица и хранится в отдельном файле.

Если БД «прикреплена» к сайту, увидеть ее в виде таблицы не получится, зато получится написать в строке поиска текстовый запрос и увидеть в списке результатов соответствующую выборку. Еще можно составить запрос на специальном языке Structured Query Language (SQL), чтобы вывести из базы интересующий массив строк.

Структура базы данных представляет собой набор таблиц, которые состоят из строк (записей) и столбцов (полей). У столбцов есть уникальные имена, типы хранимых данных (текст, число, логический тип «Да/Нет», гиперссылка и др.), списки свойств и описания.

Базы данных бывают централизованными и распределенными.

Централизованная БД хранится на одном компьютере, распределенная — на нескольких. Для локального и удаленного доступа к распределенным базам применяют системы управления базами данных (СУБД).

Если БД однопользовательская, в один момент времени с её содержимым может работать один человек, если многопользовательская — несколько человек одновременно манипулируют данными.

БД в программе MS Excel — набор таблиц с уникальными номерами строк и столбцов

Типы баз данных

Базы данных бывают простейшими, реляционными, NoSQL и комбинированными.

Простейшие типы баз данных

Эту группу делят на простые структуры данных, иерархические и сетевые БД.

Простые структуры данных

Самый простой способ хранить информацию — записать ее в текстовый файл. Если информации немного, этот вариант вполне подходит. Поля разделяют запятой, точкой с запятой, двоеточием или пробелом.

У текстовых файлов есть такие проблемы:

ограничения по типу и уровню сложности данных;
сложности с установкой связи между компонентами;
невозможность параллельной работы с информацией.

Из-за этих проблем текстовые файлы используют при небольших требованиях к чтению и записи и в случаях, когда нет возможности писать запросы в сторонних программах.

Иерархические

Такие базы данных выглядят как деревья. «Дерево» начинается с «родителя», а от него тянутся связи-ветки к «потомкам». «Родитель» всегда один, а «потомков» может быть сколько угодно. Такого рода отношения называют «один ко многим». Для связи элементов иерархической базы данных применяют физические указатели. Самый близкий к пользователю пример — файловая система компьютера.

Проблема иерархической базы данных — невозможность создавать отношения «многие к многим» между объектами.

Пример БД с отношениями «один ко многим»

Сетевые

Сетевая БД — это иерархическая база данных с отношениями «многие ко многим». То есть, не дерево, а граф. Для доступа к информации в сетевой базе применяют те же шаблоны, что и в работе с иерархической БД.

Реляционные БД

Такие базы данных выглядят как связанные таблицы со структурированной информацией. Для составления выборки из реляционной БД используют язык запросов SQL. Схема такой базы определяется до внесения данных.

Столбцам присваивают уникальные имена и определяют тип хранимой информации. Еще у каждой таблицы есть специальное поле «внешний ключ». Это поле хранит ссылки на столбцы в соседних таблицах с информацией. Благодаря внешнему ключу столбцы и таблицы соединяются по принципу «многие ко многим».

Реляционные базы данных — высокоорганизованные и гибкие. Они подходят для хранения разных типов информации в разных приложениях: на сайтах, в десктопных программах.

В реляционной базе таблицы с информацией связаны между собой

NoSQL базы данных

Реляционные БД хранят информацию разбитой по колонкам и столбцам. Чтобы сделать выборку данных, составляют SQL-запросы. В случае с NoSQL-базами запросы не пишут: такая база данных может содержать информацию в виде записей в формате JSON (JavaScript Object Notation), изображений или текста. Для доступа к этим объектам используют другие методы.

NoSQL БД бывают документными, колоночными, графовыми и типа «ключ-значение».

Документные

Документные БД, или архивы документов, хранят информацию в структурированных форматах: JSON, BSON или XML. Они не предписывают конкретные форматы и могут содержать документы с разной структурой. Пользователь вправе поменять свойства данных, когда вздумается, и это не скажется на структуре БД или самой записанной информации.

Документные базы данных применяют там, где нужно занимать параллельными вычислениями и манипулировать большим объемом информации.

Колоночные

Эти БД сохраняют информацию столбец за столбцом. Информация в каждом из столбцов однородная, поэтому хорошо сжимается.

Колоночные БД быстро обрабатывают запросы к подмножеству столбцов, потому что считывают конкретные столбцы, а не все строки подряд, как это происходит с реляционными БД. Из-за такой особенности их прикрепляют к приложениям, от которых требуется высокая скорость обработки информации.

В колоночной БД данные и метаданные записи хранятся под общим идентификатором

Графовые

Они могут состоять из узлов, которые отображают объекты, и взаимоотношений между этими объектами. Каждый объект может быть связан с любым количеством других объектов Примеры графовой БД — социальные сети и wiki базы знаний.

Графовые БД явно показывают связи между типами данных и не предполагают пошаговый обход для доступа к тому или иному элементу.

«Ключ-значение»

Пользователь запрашивает ключ, программа выдает значение ключа: JSON-объект, изображение или текст. БД «ключ-значение» лишены жестких схем взаимоотношений между данными, поэтому подходят для одновременного хранения разной информации. Если программист выбирает такую БД, он берет на себя ответственность за присвоение имен ключам и за соответствие значению ключа типу или формату.

Комбинированные типы

Комбинированные БД делят на NewSQL и многомодельные. Принципы их устройства различаются, но могут быть объединены для решения проблем, связанных со специфическими ограничениями SQL и NoSQL баз.

NewSQL

Устроены как реляционные БД, но гораздо лучше масштабируются по горизонтали. У NoSQL-баз они выигрывают по согласованности. Результат — баланс согласованности и простоты доступа.

NewSQL базы обладают высокой производительностью и репликацией. Они не самые гибкие, требуют большого запаса вычислительной мощности и специальных знаний для манипулирования хранимой информацией.

Многомодельные

Соединяют плюсы разных типов баз данных. Например, пользователи получают доступ к информации, записанной в разные базы. Для доступа к ней они пишут один запрос. Еще пользователи могут менять информацию сразу в нескольких базах, и эти операции будут согласованными.

Многомодельные базы снижают нагрузку на СУБД, быстро и просто распределяют хранимую информацию, дают пользователям непрерывный доступ, масштабируются по горизонтали.

Преимущество разных типов баз данных

При разработке программ обычно пользуются реляционными и документными БД.

Реляционные базы:

устроены просто, подходят для хранения 9 из 10 типов данных;
выдают выборки в ответ на SQL-запросы — простые и знакомые каждому разработчику;
позволяют обновить одну строку и автоматически обновляют все связанные с ней строки;

защищены от ошибок при сбоях, так как «пропускают» все действия пользователя или не пропускают ни одного.

Реляционная БД защищает содержимое от сбоев, так как пропускает или отменяет все транзакции

Документные базы:

хранят объекты с разной структурой — в том числе, объекты из объектно-ориентированных программ, перечни, словари;
поддерживают параллельность и быстро отвечают на запросы, потому что строки в них независимы друг от друга;
поддерживают горизонтальное масштабирование — то есть, добавление компьютеров и распределение архивов между ними.

Как работают с базой данных: упрощенная инструкция

Формируют новые таблицы, чтобы задать структуру. На начальном этапе определяют поля, из которых состоит каждая строка таблицы, и задают им формат. Если в базе данных будет несколько таблиц со связями «многие ко многим», задают еще и внешние ключи. Формирование структуры и ввод данных — не связанные друг с другом понятия. Сначала составляют структуру, потом вписывают в таблицу все нужное.
Заполняют таблицы информацией. Это делают вручную или пишут программный код, чтобы автоматически разнести по строкам большой объем информации.

Обрабатывают информацию в таблицах. Обрабатывать можно с помощью запросов или программ. Главное — составить «инструкцию» для отбора записей. Когда компьютер обработает запрос, он выдаст таблицу с временным набором информации. Этот набор можно отправить в отчет или выстроить в виде формы.
Выводят информацию на экран и принтер. Отсортированные запросом данные распечатывают на принтере, прикрепляют к электронному письму, выдают пользователю сайта или программы.

Как работать с БД через систему управления

Выводы

Базы данных: какие бывают

#основные типы баз данных #распространенные базы данных

40567

В статье рассказывается о роли баз данных в современных реалиях и сформировано определение. Помимо этого, указываются виды баз данных и их классификация на основе структуры хранения данных. MySQL как эталонная СУБД для хранения данных в интернет-пространстве.

И кстати, у нас вы можете бесплатно пройти курс по MySQL.

Ещё до появления информационных технологий у людей возникала необходимость в упорядоченном хранении тех или иных данных.

Для удобства их разделяли по определённому признаку, объединяли в группы, создавали иерархическое представление и применяли множество других способов.

С развитием компьютерной техники и интернета большинство методов, которые ранее использовались в библиотеках и архивах, были взяты за основу для хранения данных уже на носителях информации. В случае с интернет-пространствам данные хранятся на конкретном носителе, который присутствует в серверной машине. Сервер под размещение базы данных можно заказать у Rackstore тут.

Новые вакансии

Все вакансииРазместить вакансию бесплатно

База данных с точки зрения информатики — это хранение информации в упорядоченном виде, следуя определённой, заранее установленной разработчиком, системе.

Выделяются следующие виды баз данных по структуре:

иерархические;
сетевые;
реляционные;

Рассмотрим каждый из них.

Онлайн курсы

Курс HTML для начинающих
Курс PHP для начинающих
Курс MySQL для начинающих
Курс ООП в PHP

Все курсы

Иерархическая база данных

Под иерархической понимается такая база данных, в которой хранение данных и их структурирование осуществляется по принципу разделения элементов на родительские и дочерние.

Преимуществом таких баз является лёгкость в чтении запрашиваемой информации и её быстрое предоставление пользователю.

Компьютер способен быстро ориентироваться в ней. Иерархический принцип взят за основу в структурировании файлов и папок в операционной системе Windows, а реестр хранит информацию о параметрах работы тех или иных приложений в структурированном иерархическим способом виде.

Все интернет-ресурсы также построены по иерархическому принципу, так как при его использовании ориентироваться в рамках сайта очень легко.

В качестве примера можно привести базу данных на языке XML, содержащую в себе очерки о состоянии сельского хозяйства в регионах России. В этом случае родительским элементом выступит государство, далее пойдёт разделение на субъекты, а в рамках субъектов будет своё разветвление. В данном случае от верхнего элемента к нижнему идёт строго одно обращение.

Сетевая база данных

Под сетевой базой данных понимается модифицированная иерархическая. Её особенность заключается в том, что элементы могут быть связаны с друг другом в нарушение иерархии. То есть дочерний элемент одновременно может иметь несколько предков.

В этом случае также примером выступает база данных на основе языка XML.

Реляционная база данных

Под данным типом баз данных понимается их представление в рамках двумерной таблицы. Она имеет несколько столбцов, в которых устанавливаются такие параметры, как, например, тип вводимых данных (текст, число, дата и др.).

Таблица здесь является способом хранения введённых в неё данных и способна реагировать на любые обращения со стороны СУБД. Главная проблема в работе с реляционными базами данных состоит в их правильном проектировании.

Во время проектирования базы данных следует учесть следующие два фактора:

база данных должна быть компактной и не содержать избыточных компонентов;
обработка базы данных должны происходить просто.

Проблема в том, что эти факторы друг другу противоречат.

А ведь проектирование — важнейший момент при составлении базы данных и дальнейшей работе с ней. Заниматься им рекомендуется администратору сервера, обладающему определённым опытом.

В крупных проектах задействовано множество таблиц, которых может быть более сотни. При этом обойтись без них невозможно, если человек имеет дело с важным и сложным проектом.

Перед составлением таблицы следует составить диаграмму или схему, в которой содержится информация о видах хранимой информации, а также о типе данных, который лучше всего подойдёт для таких целей.

СУБД

Система управления базами данных — это термин, который не нужно расшифровывать. Она представляет собой встраивыемый модуль или полноценную программу, которая способна работать с данными и вносить изменения в базы.

Существует две модели СУБД — реляционная и безсхемная. О том, что такое реляционные базы данных, уже рассказано выше. Безсхемные СУБД основанные на принципах неструктурированного подхода избавляют программиста от проблем реляционной модели, в число которых входит низкая производительность и трудное масштабирование данных в горизонтальном формате.

Неструктурированные базы данных (NoSQL) создают структуру по ходу и убирают необходимость в создании жёстко определённых связей между данными. Здесь можно экспериментировать с разными способами доступа к тем или иным видам данных.

К реляционным базам данных относятся:

SQLite;
MySQL;
PostgreSQL.

Из них наиболее распространённой является база данных MySQL, но остальные тоже имеют популярность и с ними можно столкнуться.

Принцип работы таких систем заключается в слежении за строгой структурой данных, которая представлена в виде комплекса таблиц. В свою очередь внутри таблицы есть ячейки и поля, которыми также управляет MySQL.

По принципу NoSQL работает база данных MongoDB. Они хранят все данные как единое целое в одной базе. При этом данные могут быть и одиночным объектом, но в то же время любой запрос не останется без ответа.

Каждая NoSQL имеет собственную систему запросов, что требует дополнительного изучения данной системы.

Сравнение SQL и NoSQL

Если SQL-системы основаны исключительно на строгом представлении данных, то NoSQL-системы предоставляют свободу и способны работать с любым типом данных.
SQL-системы стандартизированы, за счёт чего запросы формируются с использованием языка SQL. В то же время NoSQL-системы базируются на специфической для каждой из них технологии, что является недостатком.
Масштабируемость. Обе СУБД способны обеспечить вертикальное масштабирование, то есть увеличить объём системных ресурсов на обработку данных. При этом NoSQL, будучи более новой разновидностью баз данных, позволяет применять простые методы горизонтального масштабирования.
В плане надёжности SQL обладает уверенным лидерством.
У SQL-баз есть качественная техническая поддержка за счёт их продолжительной истории, в то время как NoSQL-системы весьма молоды и и решить какую-либо проблему сложнее.
Хранение данных и доступ к их структурам в рамках реляционных систем лучше всего происходит в SQL-системах.

Таким образом, хоть NoSQL и является стремительно развивающейся разновидностью систем управления базами данных, однако на данном этапе рекомендуется остановить свой выбор на SQL.

Надёжность SQL-систем, особенно MySQL, подтверждается временем и массовостью. Сегодня любой уважающий себя ресурс использует для хранения данных именно систему MySQL.

#основные типы баз данных #распространенные базы данных

40567

Что такое база данных | Оракул Египет

База данных определена

База данных представляет собой организованный набор структурированной информации или данных, обычно хранящихся в электронном виде в компьютерной системе. База данных обычно управляется системой управления базами данных (СУБД). Вместе данные и СУБД вместе со связанными с ними приложениями называются системой баз данных, часто сокращенной до просто базы данных.

Данные в наиболее распространенных типах баз данных, работающих сегодня, обычно моделируются в виде строк и столбцов в ряде таблиц, чтобы сделать обработку и запросы данных более эффективными. Затем к данным можно легко получить доступ, управлять ими, изменять, обновлять, контролировать и организовывать. Большинство баз данных используют язык структурированных запросов (SQL) для записи и запроса данных.

Узнайте больше о базе данных Oracle

Что такое язык структурированных запросов (SQL)?

SQL — это язык программирования, используемый почти всеми реляционными базами данных для запросов, обработки и определения данных, а также для обеспечения контроля доступа. SQL был впервые разработан в IBM в 1970-х годах с Oracle в качестве основного участника, что привело к внедрению стандарта SQL ANSI. SQL стимулировал множество расширений от таких компаний, как IBM, Oracle и Microsoft. Хотя SQL по-прежнему широко используется сегодня, начинают появляться новые языки программирования.

Эволюция базы данных

Базы данных претерпели значительные изменения с момента их создания в начале 1960-х годов. Навигационные базы данных, такие как иерархическая база данных (которая опиралась на древовидную модель и допускала только отношения «один ко многим») и сетевая база данных (более гибкая модель, допускающая множественные отношения), были первоначальными системами, используемыми для хранения данных. и манипулировать данными. Несмотря на простоту, эти ранние системы были негибкими. В 1980-х годах стали популярными реляционные базы данных, за которыми в 1919 году последовали объектно-ориентированные базы данных.90-е. Совсем недавно базы данных NoSQL появились как ответ на рост Интернета и потребность в более высокой скорости и обработке неструктурированных данных. Сегодня облачные базы данных и автономные базы данных открывают новые горизонты в том, что касается сбора, хранения, управления и использования данных.

В чем разница между базой данных и электронной таблицей?

Базы данных и электронные таблицы (например, Microsoft Excel) — удобные способы хранения информации. Основные различия между ними:

Как данные хранятся и обрабатываются
Кто может получить доступ к данным
Сколько данных можно хранить

Электронные таблицы изначально разрабатывались для одного пользователя, и их характеристики отражают это. Они отлично подходят для одного пользователя или небольшого количества пользователей, которым не нужно выполнять множество невероятно сложных манипуляций с данными. Базы данных, с другой стороны, предназначены для хранения гораздо больших коллекций организованной информации — иногда огромных объемов. Базы данных позволяют нескольким пользователям одновременно быстро и безопасно получать доступ к данным и запрашивать их, используя очень сложную логику и язык.