Современные профессии Онлайн-интенсив Только до 29.09
Выберите профессию будущего в ИТ, дизайне, маркетинге и управлении проектами
Кнопка закрыть топ-бар
ГлавнаяБлогЧто такое база данных: принципы работы, лучшие СУБД
Что такое база данных
13 495
Время чтения: 14 минут

Что такое база данных: принципы работы, лучшие СУБД

13 495
Время чтения: 14 минут
Сохранить статью:
Сохранить статью:
В статье рассказывается:  
  1. Суть базы данных
  2. Пример использования базы данных в web-разработке
  3. Система хранения информации в базах данных
  4. Реляционные базы данных
  5. NoSQL базы данных
  6. ТОП-5 систем управления базами данных

Что такое база данных, пожалуй, знает каждый – это место, где хранится структурированная информация и к которой у владельца всегда есть доступ. БД облегчают работу сервисов, приложений, магазинов, предприятий – сферы их использования по-настоящему неисчерпаемы.

Существуют различные типы баз данных, каждая из которых заточена под выполнение определенных задач. Также необходимы системы управления, СУБД, чтобы настраивать, вносить данные, своевременно обрабатывать запросы. Больше о принципах работы баз данных и лучших СУБД вы узнаете из нашего материала.

Суть базы данных

Что же такое база данных? База данных – это хранилище определенной информации. Она используется во многих сферах, где необходимо собирать и сохранять большой объем материала. Например, в различные веб-разработки, интернет-магазины, сайты покупки билетов и так далее.

База данных включает все, что содержит информацию о вашей организации и о ваших клиентах. Для интернет-магазинов это каталоги, прайс-листы, данные покупателей, указанные в их профиле.

Все, что хранится в базе данных доступно для изменения и извлечения при необходимости.

Система базы данных представляет собой хранилище, куда приложение заносит полученную информацию. У небольших приложений она встроенная, но для сохранения объема памяти рекомендуется пользоваться отдельной.

Суть базы данных
Суть базы данных

Все материалы в базе данных взаимодействуют определенным образом: за изменением одной строчки следуют изменения других данных. Это упрощает работу с большим объемом информации.

Но база данных требуется не для всего. Если у вас одностраничный сайт (лэндинг), который предназначен для рекламы и ознакомления с товаром или услугой, то создание базы данных вовсе не требуется.

Пример использования базы данных в web-разработке

Использование базы данных в сфере веб-программирования необходимо только в некоторых случаях. Задайтесь вопросами:

  • Какую информацию и зачем будете хранить?
  • В каком виде и как планируете хранить эту информацию?
  • Как и каким способом можно получить доступ к содержимому базы данных?

Рассмотрим сайт с ведением дневника. Здесь необходимо предусмотреть хотя бы один вид формы для заполнения с несколькими полями: дата, настроение, описание дня, главные мысли и так далее.

Пользователь будет каждый день записывать свои мысли в онлайн-дневник, значит должен иметь возможность вернуться к первым страницам через день или год. В этом случае разработчики должны предусмотреть, как и где будут сохраняться все эти данные, чтобы в любой момент можно было получить к ним доступ.

Это может быть краткий обзор по дням, либо что-то более сложное и изобретательное.

В отличие от своих бумажных аналогов, электронные варианты дневников могут иметь множество функций. Например, простого анализа: можно увидеть, какой день был самым веселым, самым грустным, в какой день было больше всего записей и так далее.

Для того чтобы не просто хранить данные и иметь доступ к ним, но и анализировать их, обрабатывать и делать определенные расчеты, были созданы базы данных.

Система хранения информации в базах данных

Структура база данных представлена тремя уровнями от большего к меньшему:

  • база данных;
  • таблица;
  • запись.

База данных

База данных — это высокоуровневое понятие, которое означает объединение совокупности данных, хранимых для выполнения одной цели.

Для большинства современных сайтов создаются отдельные базы данных, внутри которых будет храниться вся информация. Для нашего примера личного онлайн-дневника также понадобится определенная база данных.

Система хранения информации в базах данных
Система хранения информации в базах данных

Таблица

Таблица – часть базы данных. Это один из ее компонентов. В одной БД может храниться огромное количество таблиц.

Если представить, что большой шкаф – это база данных, то все, что лежит внутри, например, куча коробок – это таблицы.

Таблицы предназначены для укомплектовки одного типа информации, например, списка городов, пользователей сайта или библиотечного каталога.

Она может быть представлен в виде обычного Exсel-файла, или простого набора строк и столбцов.

ТОП-30 IT-профессий
2022 года с доходом
от 200 000 ₽
Команда GeekBrains совместно с международными специалистами по развитию карьеры подготовили материалы, которые помогут вам начать путь к профессии мечты.
Подборка содержит только самые востребованные и высокооплачиваемые специальности и направления в IT-сфере. 86% наших учеников с помощью данных материалов определились с карьерной целью на ближайшее будущее!

Скачивайте и используйте уже сегодня:

Александр Сагун
Александр Сагун
Исполнительный
директор Geekbrains
pdf иконка

Топ-30 самых востребованных и высокооплачиваемых профессий 2022

Поможет разобраться в актуальной ситуации на рынке труда

doc иконка

Подборка 50+ ресурсов об IT-сфере

Только лучшие телеграм-каналы, каналы Youtube, подкасты, форумы и многое другое для того, чтобы узнавать новое про IT

pdf иконка

ТОП 50+ сервисов и приложений от Geekbrains

Безопасные и надежные программы для работы в наши дни

pdf 3,7mb
doc 1,7mb
Уже скачали 14815 pdf иконка

Каждый из пользователей ПК уже умеет обращаться с такими файлами и представляет, как они выглядят. Вы самостоятельно можете определить количество строк и столбцов, заголовки и внести необходимую информацию для хранения.

Тот же процесс и в системе базы данных. При создании таблицы внутри системы, пользователь так же самостоятельно определяет ее вид и структуру.

Запись

Запись — меньший уровень из всей системы. Это часть таблицы, то есть ее содержимое. Запись нельзя разбить на части. Например, если пользователь заполняет электронную форму на сайте, то вся его информация уходит в базу данных как одна отдельная запись, которая занимает место в одной из таблиц. Запись может состоять из множества столбцов и их значений, который заранее определяются.

Попробуем рассмотреть, как бы выглядела база данных пользователей онлайн-дневника, приведенного в пример выше.

  • Создадим для сайта новую базу данных и дадим ей название «private diary».
  • Создадим в БД новую таблицу с именем «diary log» и определим там следующие столбцы:
  • День недели (тип: текст);
  • День (тип: дата);
  • Номер записи (тип: число);
  • Настроение (тип: число; от 0 (плохое) до 5 (отличное));
  • Комментарий (тип: текст).
  • При сохранении формы будем добавлять в таблицу diary_log новую запись, и заполнять в ней все поля информацией из полей формы.
Благодаря этой базе данных все материалы, внесенные пользователями, сохраняться в неизменном виде и будут всегда в быстром доступе.

Реляционные базы данных

Этот вид базы данных представлен связанными между собой таблицами, в которых каждая строка подразумевает собой запись. Название «реляционные» происходит из взаимосвязи объектов в базе данных.

Предположим, что у вас имеется таблица с данными об учащихся и таблица с успеваемостью целого курса, которая включает в себя номер курса, полученную оценку и идентификационный номер студента. В этом случае каждая строка с оценками будет соотносится с данными студента.

Реляционные базы данных
Реляционные базы данных

Для запроса информации из реляционных баз данных используются SQL-подобные языки. Они имеют встроенную поддержку операции объединения. Сами по себе для упрощения работы реляционные базы могут индексировать столбцы. Организованная система строения базы позволяет определять схемы до момента ввода данных, что ускоряет работу базы и доступ к информации.

NoSQL базы данных

Существует нереляционные базы данных. В отличие от реляционных они не имеют общей структурированной схемы для записей. Большая часть NoSQL баз содержит JSON записи. Разные записи могут содержать разные поля.

Только до 29.09
Как за 3 часа
разбираться в IT
лучше, чем 90%
новичков и выйти на
доход в 200 000 ₽?
Приглашаем вас на бесплатный онлайн-интенсив «Путь в IT»! За несколько часов эксперты GeekBrains разберутся, как устроена сфера информационных технологий, как в нее попасть и развиваться.
Александр Волчек CEO GeekBrains

Интенсив «Путь в IT» поможет:

  • За 3 часа разбираться в IT лучше, чем 90% новичков.
  • Понять, что действительно ждет IT-индустрию в ближайшие 10 лет.
  • Узнать как по шагам c нуля выйти на доход в 200 000 ₽ в IT.
При регистрации вы получите в подарок:
pdf иконка

«Колесо компетенций»

Тест, в котором вы оцениваете свои качества и узнаете, какая профессия в IT подходит именно вам

doc иконка

«Критические ошибки, которые могут разрушить карьеру»

Собрали 7 типичных ошибок, четвертую должен знать каждый!

pdf иконка

Тест "Есть ли у вас синдром самозванца?"

Мини-тест из 11 вопросов поможет вам увидеть своего внутреннего критика

Хотите сделать первый шаг и погрузиться в мир информационных технологий? Регистрируйтесь и смотрите интенсив:
Только до 29 сентября
Осталось 17 мест

Такая группа баз данных называется NoSQL (Not only SQL — не только SQL). Несмотря на то, что большинство NoSQL баз данных поддерживают SQL, не стоит выбирать именно этот вариант использования. Рассмотрим 4 вида баз данных NoSQL.

  • Документные

Начальной единицей в этой системе является документ, каждый из которых определяется как своего рода запись – JSON. В зависимости от документа может различаться его схема, количество полей и так далее. Документные базы данных позволяют индексировать некоторые поля для ускорения анализа запросов.

С помощью таких БД очень легко обрабатывать большой объем информации, используя параллельные вычисления, так как все элементы в них не имеют между собой связи ни структурной, ни логической.

  • Колоночные

Начальная единица таких баз данных – колонка таблицы. Сохранение новой информации каждый раз задействует новый столбец, поэтому из такой базы данных очень легко получить нужную информацию. Колоночный вариант сохранения данных позволяет лучше сжимать содержимое из-за своей однородности.

Если вам в ходе использования базы данных каждый раз необходимо обращаться сразу к нескольким блокам информации, то лучше всего применять колоночные базы данных. Так как при поиске они считывают столбец, а не целую строку как в других видах БД. Это ускоряет и облегчает процесс поиска.

  • Ключ-значение

Такие базы данных работают исключительно на основе ключа. В них вы можете запрашивать только определенный ключ и затем получать его значение.

NoSQL базы данных
NoSQL базы данных

В таких базах данных нельзя обратиться сразу к нескольким блокам информации и получить данные из нескольких строк/столбцов. Например, вы не сможете выбрать сразу все записи с упоминанием города Москва. Преимущество баз ключ-значение заключается в поле времени жизни (Time-to-Live, TTL), в котором можно задать отдельно для каждой записи и состояния, когда их нужно удалить из базы данных программ.

Это очень быстрые БД. Это достигается, во-первых, за счет уникальных идентификаторов, во-вторых, за счет хранения данных в оперативной памяти, путь к которой намного короче нежели к облачным хранилищам.

Необходимо определять уникальные ключи, хорошие идентификаторы, основанные на заранее известных вам данных. Зачастую они дороже, чем другие типы баз данных, так как используют оперативную память.

Эти базы данных в первую очередь используются для кэширования, так как имеют высокую скорость работы и не требуют сложных запросов. Поле времени жизни помогает избавляться от ненужных файлов без посторонней помощи. Такие БД могут использоваться для любых данных, которые требуют быстрых запросов и соответствуют формату ключ-значение.

  • Графовые

В первую очередь такие базы данных были разработаны для работы с графовым материалом, например, социальные сети или сети знаний. Они содержат в себе узлы, которые отображают объекты базы данных, и ребра, которые показывают взаимосвязь между ними.

ТОП-5 систем управления базами данных

Система управления базами данных (сокращенно СУБД) – это программное обеспечение для создания и работы с базами данных.

Основной задачей СУБД является управление информацией, которая располагается как во внешней, так и в оперативной памяти. СУБД поддерживает языки баз данных, а также отвечает за копирование и восстановление информации после каких-либо сбоев.

MySQL

MySQL – самая распространенная система управления базами данных. Она используется во многих крупных компаниях, таких как Facebook*, Wikipedia, Twitter, LinkedIn, Alibaba и других. MySQL представляет собой реляционную СУБД, которая относится к свободному программному обеспечению: она распространяется на условиях GNU Public License. Это достаточно быстрая и гибкая СУБД, которая отлично подходит для работы с мелкими и средними проектами.

Рассматривая плюсы MySQL, можно выделить в первую очередь большое разнообразие таблиц, от более известных MyISAM и InnoDB, до нестандартных HEAP и MERGE. В этом плане MySQL постоянно развивается и увеличивает число поддерживаемых таблиц. По сравнению с другими системами, MySQL отличается высокой скоростью работы. Еще одним преимуществом будет возможность одновременного доступа неограниченного числа пользователей. А объем данных может достигать до 50 миллионов. Этот вариант хорошо подходит, если вы рассматриваете работу с базой данных в табличной форме.

MySQL
MySQL

Не слишком обширный функционал данной СУБД по сравнению с другими облегчает работу с ней.

С MySQL можно работать в двух режимах: текстовый и графический. Переход из одного режима в другой возможен благодаря приложению phpMyAdmin. Чтобы работать в этом приложении не нужно знать SQL-команды. Управление своей базой данных можете осуществлять через обычный браузер без дополнительных программ.

MySQL отлично подойдет тем, кому нужная быстрая, простая и понятная СУБД для работы с проектами.

PostgreSQL

Данный тип СУБД – объектно-реляционный. PostgreSQL есть в свободном доступе. Ее работа основана на языке SQL, однако, в отличие от MySQL, PostgreSQL поддерживает стандарт SQL-2011. Большим преимуществом данной системы управления баз данных является неограниченное количество записей в таблице и неограниченный размер базы данных.

Выбирая СУБД, обратите внимание, что PostgreSQL обеспечивает надежность транзакций и репликаций, возможность наследования и легкую расширяемость. PostgreSQL поддерживает различные расширения и варианты языков программирования, такие как PL/Perl, PL/Python и PL/Java, в том числе и C-совместимые модули.

В сравнении с MySQL СУБД PostgreSQL может похвастаться доскональным описанием всех функций и возможностей в официальной документации.

На данный момент PostgreSQL считается одной из самых продвинутых систем управления базами данных. По своему функционалу она весьма обширная и встает наравне с такой мощной СУБД, как Oracle.

SQLite

Если вы ищите компактную и встраиваемую СУБД, то обратите внимание на реляционную SQLite.

SQLite отличается быстротой работы, что достигается за счет хранения всех данных в одном файле и минимальному объему занимаемой памяти. Структура SQLite значительно отличается от более мощных СУБД, таких как MySQL и PostgreSQL. Из-за того, движок и интерфейс SQLite находятся в одной библиотеке, запросы и анализ информации производится очень быстро. Другие СУБД (MySQL, PostgreSQL, Oracle и т.д.) используют парадигму «клиент-сервер», когда взаимодействие происходит через сетевой протокол. Отличный вариант для работы с информационными базами данных.

Однако несмотря на плюсы данной СУБД, она имеет свои недостатки: отсутствие системы пользователей и невозможность увеличения производительности.

Oracle

Эта система управления данными относится к объектно-реляционному типу. Своим название она восходит к компании, создавшей эту систему – фирма Oracle. Также как и в SQL, здесь используется процедурное расширение под названием PL/SQL, а также язык Java.

Oracle зарекомендовала себя как надежная и стабильно работающая система, которая обеспечивает высокую защиту базы данных организаций и гарантирует безопасностью. Ей отдают предпочтение крупные корпорации, которые в первую очередь обращают внимание на возможность быстрого восстановления данных после сбоев, отлаженная процедура бэкапа, возможность масштабирования и другие ценные возможности.

Oracle
Oracle

Но цена за использование данной СУБД намного выше, чем у других. Поэтому ее пользователи преимущественно большие фирмы, а не маленький или средние предприятия. Несмотря на все свои плюсы и опережение конкурентов по функционалу и характеристикам, цена на доступ и дальнейшее обслуживание Oracle опускает ее в рейтинге 2016 года в России на 6-е место.

MongoDB

Данный тип СУБД в первую очередь направлен на хранение иерархических структур данных. Также ее называют документоориентированной. По-другому, MongoDB – это документное хранилище без использования таблиц или схем, которое имеет открытый исходный код.

Высокую скорость работы обеспечивает несколько факторов. Во-первых, использование идентификатора, что позволяет производить быстрые операции над объектом. Во-вторых, так как MongoDB относится к классу нереляционных баз данных, значит она использует объектный язык запросов. Поэтому одинаковые на первый взгляд приложения будут отличаться производительностью в зависимости от использованной СУБД.

В отличие от более сложных СУБД, MongoDB имеет множество ограничений в функционале. Поэтому этот вариант следует выбирать при хранении баз данных несложных проектов.

Составьте четкие требования для выбора системы управления базой данных. Отталкивайте от того, что необходимо вам в первую очередь. Попробуйте несколько моделей баз данных и решите, что для вас наиболее удобно и выгодно.

*Facebook — организация, деятельность которой признана экстремистской на территории Российской Федерации.

Оцените статью
Рейтинг: 5
( голосов 3 )
Поделиться статьей
Добавить комментарий

Забрать
гарантированный
подарок

Получите бесплатно подборку файлов от GeekBrains:

Осталось 17 мест

Поздравляем! Вы выиграли 2-х дневный интенсив "Путь в IT". Чтобы закрепить подарок и получить к нему доступ, заполните информацию в открывшемся окне

×
Петр Озеров
Петр Озеров печатает ...