ISRPO/Лекции/DateBase/DateBase.md

База данных

База данных (БД) — это имеющая название совокупность данных, которая отражает состояние объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. Данными называют зарегистрированную информацию, представление фактов, понятий или инструкций в форме, которая подходит для передачи, связи, обработки человеком или с помощью машины. Содержимое базы данных — прайс-листы, контакты пользователей, каталоги товаров, отчеты, статистика продаж и т.д. Изменения одной ячейки автоматически влияют на другие.

В БД чаще всего используется язык структурированных запросов SQL, созданный для того, чтобы получать необходимую информацию из базы данных. Он разработан в 1970-х в IBM. Несмотря на то что в настоящее время существует много других языков программирования запросов, SQL в базах данных продолжает широко использоваться. Команды можно разделить на манипулирующие, определяющие и управляющие.

Свойства базы данных

Из определения базы данных следует, что в ней:

• всегда есть имя. Если имя не задано, то нет и базы данных;
• фиксируется состояние объектов и их отношений в заданный момент времени. Со временем оно меняется. Например, цена товара может характеризовать его состояние. Вслед за изменением цены меняется и состояние товара;
• фиксируется информация об объектах из определенной предметной области. Например, если рассматриваем предметную область «Библиотека», то в базе могут фиксироваться данные по книгам, их расположению в библиотеке, читателям и читательским билетам. Если наша предметная область — «Магазин», то в БД может находиться информация по товарам и их ценам, по торговым точкам и наличию товара в конкретной торговой точке.

Важной характерной чертой БД является ее постоянство. Оно проявляется в нескольких контекстах:

• данные постоянно накапливаются и используются;
• состав и структура данных обычно постоянны и стабильны во времени. Если они меняются, то скорее всего БД находится в процессе проектирования и разработки;
• элементы данных могут меняться (вслед за изменением состояний объектов и их отношений). Тем самым информация, которую содержит каждая база данных, постоянно актуализируется.

Отличия баз данных от электронных таблиц

Электронные таблицы изначально создавались как однопользовательские — полный контроль для одного пользователя и ограниченный набор функций для нескольких. Набор данных, как правило, невелик, как и количество вносимых изменений. БД предусматривают работу с большим объемом упорядоченной информации. Также в отличие от таблиц базы данных предназначены для работы нескольких пользователей, которые вносят изменения одновременно, независимо друг от друга.

Типы баз данных

Существует множество критериев определения видов баз данных, в т.ч. следующие: # Форма представления информации

• Фактографические. Данные представлены в виде фактов об объектах предметной области в формате пар «параметр — значение». Пример: БД сайта www.ozon.ru.
• Документальные. Данные представлены в виде полнотекстовых документов. Пример: БД сайта www.vedomosti.ru.

• Мультимедийные. Данные представлены в виде графического, аудио- или видеоконтента. Пример: БД сайта www.youtube.com.

  Тип используемой модели данных

• Реляционные. Данные представлены в виде таблиц и связей между ними. Пример: БД Microsoft SQL Server, MySQL, PostgreSQL.

• Нереляционные. Данные представлены в виде структур, отличных от таблиц. Например, JSON-подобных объектов, иерархических или сетевых структур. Пример: БД ElasticSearch, MongoDB.

  Топология хранения

  Большинство современных БД может быть размещено как на одной, так и на нескольких машинах.

• Локальные. Размещены на одной машине.

• Распределенные. Размещены на нескольких машинах.

  Функциональное назначение

• Операционные. Большую часть времени используются для операций записи (добавление, изменение, удаление данных). Пример: БД 1С.

• Справочно-информационные. Большую часть времени используются для операций чтения. Пример: БД сайта www.consultant.ru.

  Степень доступности

• Общедоступные. Открыты широкому кругу пользователей. Обычно доступ к базам данных бесплатный. Пример: БД энциклопедии Wikipedia.

• С ограниченным доступом. Доступ к базам данных ограничен и обычно платный. Пример: БД энциклопедии Encarta.

  Популярные системы управления базами данных

Система управления базами данных (СУБД) — это программное обеспечение, которое необходимо для создания, редактирования и обслуживания файлов БД. С его помощью можно упростить процесс работы — от ввода данных до отчетности. Кроме того, система управления базами данных помогает выполнять резервное копирование, поддерживать безопасность, предоставлять общий доступ к БД. СУБД позволяет работать с базами данных одновременно нескольким пользователям.

MySQL

Одна из самых распространенных систем управления базами данных. Используется в ряде крупных мировых компаний (Meta, Twitter, Amazon, LinkedIn и т.д.). Это реляционная СУБД, относящаяся к свободному программному обеспечению.

Особенности:

• Возможность работы с различными типами таблиц, от популярных InnoDB или MyISAM до редко используемых MERGE или HEAP.
• Постоянное обновление и добавление новых поддерживаемых типов таблиц.
• Высокая скорость работы — MySQL считается одной из самых быстрых несмотря на то, что одновременно с ней могут работать несколько пользователей, а количество строк в таблицах достигает 50 миллионов.
• Простота — с MySQL несложно работать, потому что она поддерживает меньшее количество возможностей по сравнению с другими СУБД.
• При работе с MySQL доступен не только текстовый, но и графический режим. Приложение phpMyAdmin позволяет администрировать свою базу данных через браузер без знания SQL-команд.
• MySQL — удобная, гибкая и хорошо работающая БД для крупных или средних проектов.

Oracle

СУБД объектно-реляционного типа получила название от компании-разработчика. При работе с Oracle используется язык Java, а также расширение PL/SQL.

Особенности:

• Возможность быстрого восстановления после сбоев, надежная процедура бэкапа, масштабирование и ряд других полезных функций.
• Способность обеспечить надежную защиту хранящихся данных. Высокая стоимость активации и последующего использования. По этой причине она не всегда может быть доступна начинающим или небольшим компаниям.

PostgreSQL

PostgreSQL относится к объектно-реляционному типу, свободно распространяется и работает на языках SQL и MySQL. Основное отличие от MySQL — в использовании инноваций и расширенном функционале.

Особенности:

• Перегрузка функций и наследование таблиц;
• Поддержка большого количества типов данных: JSON, XML, «ключ — значение», пространственных данных и многого другого;
• Расширяемость, т.е. можно использовать готовые расширения, а также создавать собственные.
• PostgreSQL подходит для хранения больших объемов данных, может обрабатывать сложные запросы. Способна выстраивать небольшие DWH (Data Warehouse), быть хранилищем для геоинформационных систем, мобильных игр, веб-приложений и т.д.

PostgreSQL не подойдет для работы с БД, где необходимо горизонтальное масштабирование, OLAP-хранилище, а также преобладают записи чтения.