Что такое база данных?

База данных — это систематический сбор данных, хранящихся в электронном виде. Он может содержать любые типы данных, включая слова, цифры, изображения, видео и файлы. Для хранения, извлечения и редактирования данных можно использовать программное обеспечение, называемое системой управления базами данных (СУБД). В компьютерных системах слово «база данных» также может относиться к любой СУБД, системе баз данных или приложению, связанному с базой данных.

Почему база данных важна?

Высокопроизводительная база данных имеет решающее значение для любой организации. Базы данных поддерживают внутреннюю деятельность компаний и хранят данные о взаимодействиях с клиентами и поставщиками. Они также хранят административную информацию и более специализированные данные, такие как инженерные или экономические модели. Примеры включают цифровые библиотечные системы, системы туристического бронирования и системы инвентаризации. Ниже приведено несколько причин, почему важно использовать базы данных.

Эффективное масштабирование

Приложения баз данных могут управлять большими объемами данных с масштабированием до миллионов, миллиардов и более. Невозможно хранить такое количество цифровых данных без базы данных.

Целостность данных

Базы данных часто имеют встроенные правила и условия для обеспечения согласованности данных.

Безопасность данных

Базы данных поддерживают требования конфиденциальности и соответствия, связанные с любыми данными. Например, для получения доступа к базе данных пользователям необходимо войти. Различным пользователям предоставляются разные уровни доступа, например только для чтения.

Аналитика данных

Современные программные системы используют базы данных для анализа данных. Эти системы могут выявлять тенденции и закономерности или делать прогнозы. Аналитика данных позволяет организациям с уверенностью принимать бизнес-решения.

Какие существуют типы баз данных?

Базы данных можно классифицировать по примеру использования, типу данных и способу их хранения. Ниже перечислены три примера способов классификации баз данных.

Классификация по содержимому баз данных (например, текст документа, статистический или мультимедийный объект)
Классификация по области применения (бухгалтерия, кинематограф или производство)
Классификация по техническим аспектам (структура базы данных или тип интерфейса)

Что такое модель базы данных?

Модель базы данных показывает ее логическую структуру. Она определяет отношения и правила хранения и организации данных, а также управления ими. Каждое приложение базы данных создано на основе определенной модели данных. Индивидуальные модели баз данных разрабатываются на основе правил и концепций более широкой модели данных, используемой в базовых приложениях.

Как развивались базы данных?

Самые первые базы данных представляли собой магнитные ленты, на которых записи данных хранились в последовательной форме. Базы данных продолжали совершенствоваться с развитием технологий. Сегодня они превратились в сложные высокопроизводительные системы, которым посвящена собственная область исследования. Рассмотрим историю развития моделей данных.

Иерархическая база данных

Иерархические базы данных стали популярными в 1970-х годах. На смену последовательной форме хранения записей данных пришла древовидная структура, в которой два файла находились в отношении «предок-потомок». Например, при создании системы базы данных для розничного мебельного магазина можно было определить спальню как запись-предок, а кровать, прикроватную тумбочку и шкаф – как записи-потомки. Кроме того, к записи кровать можно было добавить другие записи-потомки, такие как односпальная кровать, двуспальная кровать, большая двуспальная кровать и т. д. К сожалению, иерархическая модель данных была сложной для реализации и не могла поддерживать несколько родительско-дочерних отношений без значительного дублирования данных.

Сетевая база данных

У другой ранней базы данных – сетевой – у одной записи-потомка может иметься несколько записей-предков и наоборот. Так в примере с мебельным магазином две записи типа предок (спальня и детская комната) можно связать с записью-потомком шкаф.

Реляционная база данных

В 1980-х годах среди предприятий стали популярными реляционные базы данных благодаря своей высокой производительности, гибкости и совместимости с более быстрым оборудованием. В реляционных базах данных записи организованы в виде нескольких таблиц, а не связанных списков.

В модели реляционной базы данных каждая категория имеет таблицу, в которой атрибуты категорий представлены в виде столбцов, а записи данных – в виде строк. Например, можно создать модель розничного мебельного магазина в виде набора таблиц под названием Комнаты и Мебель. Таблицы связаны столбцами Номер комнаты и Название мебели. Оба этих столбца также называются первичными ключами.

Номер комнаты	Название комнаты
1	Спальня
2	Детская комната

Название мебели	Цвет
Кровать	Коричневый
Шкаф	Белый
Прикроватная тумбочка	Черный

Номер комнаты	Название мебели
1	Кровать
1	Шкаф
2	Шкаф

Объектно-ориентированная база данных

Объектно-ориентированные базы данных были созданы в 1990-х годах в ответ на появление объектно-ориентированного программирования. В то время программисты и дизайнеры начали рассматривать данные в базах данных как объекты. Например, можно сопоставить атрибуты стула, такие как цвет и размер, с объектом данных стула. Этот объект является виртуальным представлением реального кресла в объектно-ориентированной базе данных.

База данных NoSQL

SQL – язык запросов, используемый для доступа к данным, а также для их извлечения и редактирования в реляционных базах данных. NoSQL – противоположный механизм базы данных, который не использует табличную форму представления отношений в моделировании данных. Базы данных NoSQL были созданы в начале XXIвека, когда появились кластерные вычисления и распределенные архитектуры баз данных. Распределенные архитектуры хранят одну большую базу данных на нескольких базовых устройствах хранения. Это называется горизонтальным масштабированием. Программные механизмы, используемые в NoSQL, отличаются высокой скоростью, отсутствием необходимости в фиксированных табличных схемах, возможностями хранения дублированных или сгруппированных данных и горизонтального масштабирования.

Что такое современные базы данных?

Современные базы данных можно масштабировать как вертикально, так и горизонтально. Они могут хранить большие объемы данных в облаке и обеспечивают расширенные программные интерфейсы для машинного обучения и другой аналитики данных.

Облачная база данных

Облачная база данных, как правило, работает на платформе облачных вычислений. Существуют две стандартные модели развертывания: независимое использование баз данных в облаке или приобретение к ним доступа у поставщика облачных баз данных. Облачные базы данных могут следовать моделям данных SQL и NoSQL.

Графовая база данных

Графовые базы данных полезны тем, что уделяют первостепенное внимание взаимосвязям между различными записями данных. Они предназначены для хранения взаимосвязей и навигации в них. Графовая база данных состоит из узлов и ребер. Узлы хранят объекты данных, а ребра – взаимосвязи между объектами. Ребро всегда имеет начальный узел, конечный узел, тип и направление. Ребра могут описывать взаимосвязи типа «предок‑потомок», действия и права владения. Ограничения на количество и тип взаимосвязей, которые может иметь узел, отсутствуют.

База данных в памяти

Несмотря на то, что большинство баз данных хранятся на внешних запоминающих устройствах, базы данных в памяти размещены во внутренней памяти компьютера. Кроме того, на компьютерном носителе данных, как правило, хранятся их резервные копии. Базы данных в памяти работают быстрее, чем дисковые базы данных. Поэтому они часто используются в тех случаях, когда требуется быстрое время отклика (например, для телекоммуникационного оборудования).

Что такое хранилище данных?

Хранилище данных – широкий термин, обозначающий сверхбольшие репозитории данных любого предприятия. Организации производят данные всех типов, включая файлы, документы, видео, данные клиентов, приложений и систем. С помощью хранилищ они обрабатывают и хранят все свои данные, которые используют для аналитики, приложений и принятия решений.

Amazon Redshift – полностью управляемый сервис облачного хранения данных, объем которых измеряется в петабайтах. Вы можете начать с нескольких сотен ГБ и масштабировать объем данных до петабайтов и более.

Для чего используются базы данных?

Базы данных применяются в разных отраслях для реализации различных примеров использования. Далее приведены некоторые их примеры.

Выявление мошенничества

Графовые базы данных используются для управления идентификацией и выявления мошенничества. Алгоритмы машинного обучения находят закономерности, а также автоматически и заблаговременно обнаруживают мошеннические действия.

Управление документами

Базы данных NoSQL хранят такие документы, как статьи и контракты, а также управляют ими. Кроме того, с их помощью организации могут осуществлять запросы и индексировать документы.

Игры и развлечения

Многие игровые и развлекательные компании широко используют базы данных для удобства при работе с медиаконтентом, например, посредством предоставления миллионам пользователей возможности одновременного доступа.

Для чего нужны облачные базы данных AWS?

Облако AWS предлагает широкий выбор специализированных баз данных для любого предприятия. Базы данных AWS поддерживают любые задачи по управлению базами данных, такие как выделение сервера, исправление, настройка и резервное копирование. Благодаря этому вы можете сосредоточиться на разработке приложений, пока AWS непрерывно выполняет мониторинг ваших баз данных и автоматизирует масштабирование. Далее приведены некоторые примеры сервисов баз данных AWS.

Служба реляционных баз данных Amazon (Amazon RDS) – это управляемый сервис, который упрощает настройку, использование и масштабирование реляционной базы данных в облаке.
Amazon Aurora – реляционная база данных, созданная для работы в облаке. Это полностью управляемый сервис, который автоматизирует такие трудоемкие задачи, как выделение ресурсов, применение исправлений, резервное копирование, восстановление, обнаружение отказов и устранение неполадок.
Amazon Neptune – графо-ориентированная база данных, способная выполнять более 100 000 запросов в секунду.
Amazon Redshift – полностью управляемый сервис облачного хранения данных, объем которых измеряется в петабайтах.
Amazon ElastiCache – полностью управляемая, масштабируемая и надежная база данных NoSQL в памяти. Она является популярным решением для мобильных приложений, игр, электронной коммерции и других программ, требующих хранения часто используемых данных в памяти.

Узнайте о том, как выбрать базу данных, или создайте бесплатный аккаунт AWS, чтобы начать работу уже сегодня.

Что такое база данных?