Baza danych

Bazą danych nazywamy uporządkowany zbiór danych, przechowywanych i dostępnych z poziomu systemu komputerowego. Baza danych jest zwykle kontrolowana przez system zarządzania bazą danych (DBMS, ang. DataBase Management System).

Najpopularniejsze dziś typy baz danych używają modelowania wierszy i kolumn w serię tabeli, w celu zapewnienia sprawnego procesu przetwarzania danych oraz procesu wysyłania zapytań. Dzięki temu dane nie tylko można łatwo kontrolować, uaktualniać oraz porządkować, ale i również dostęp do nich jest ułatwiony. Większość baz danych do zapisywania danych oraz wysyłania zapytań, wykorzystuje strukturalny język zapytań SQL.

Czym dokładnie jest SQL?

SQL (ang. Structured Query Language) jest językiem programowania w praktycznie wszystkich relacyjnych bazach danych w celu wysyłania zapytań, definiowania danych i zarządzania nimi. Pozwala on również na kontrolę dostępu do danych. SQL został opracowany przez firmę IBM w roku 1970. Firma Oracle rozpowszechniła SQL poprzez włączenie go do procesu komercyjnego. Kolejnym krokiem w rozwoju SQL-a było wprowadzenie standardu SQL ANSI. Firmy takie jak IBM, Oracle, czy Microsoft opracowały i same używały wiele rozszerzeń SQL.

Ewolucja baz danych

Od momentu pojawienia się baz danych na początku lat 60. XX wieku, uległy one ogromnej transformacji. 

Początkowo jako systemy do przechowywania i zarządzania danymi używane były hierarchiczne bazy danych (oparte na modelu przypominającym strukturę drzewa; dozwolony jest tu jedynie jeden rodzic dla każdego rekordu) oraz sieciowe (bardziej elastyczny model pozwalający na więcej powiązań między rekordami). Ten rodzaj systemów był niezwykle prosty I elastyczny. W latach 80. XX wieku popularność zdobyły relacyjne bazy danych, a następnie bazy obiektowe, które pojawiły się w latach 90.. W ostatnim czasie, jako odpowiedź na potrzebę rozrostu Internetu oraz szybszego przetwarzania nieustrukturyzowanych danych, zaczęto używać baz NoSQL. Aktualnie to chmurowe oraz samo zarządzające się bazy danych stają się przełomem w procesie zbierania, przechowywania i zarządzania danymi.

Czym różni się baza danych od arkuszu kalkulacyjnego?

Zarówno bazy danych, jak i arkusze kalkulacyjne (np. Microsoft Excel) są odpowiednie do przechowywania danych. Jako główne różnice między nimi, możemy wyróżnić:

• > sposób przechowywania danych oraz zarządzania nimi,
• > zakres osób mających dostęp do danych,
• > ilość danych, które można w nich przechowywać.

Arkusze kalkulacyjne są przeznaczone dla pojedynczego użytkownika, a ich właściwości są do tego dostosowane. Jest to świetna opcja dla jednego lub kilku (niewielu) użytkowników, którym nie jest potrzebna możliwość złożonego operowania danymi. Z drugiej strony, bazy danych są stworzone w sposób, by mogły pomieścić ogromne ilości informacji. Bazy danych pozwalają na dostęp wielu użytkowników do przechowywanych danych, jednocześnie umożliwiając szybkie i bezpieczne składanie zapytań (o bardzo złożonej strukturze; zapisanych w różnych językach).

Rodzaje baz danych

Istnieje wiele różnych typów baz danych. Dana jednostka wybierając bazę danych powinna kierować się tym, w jaki sposób i na jaką skalę chce ona przetwarzać dane:

• > Relacyjne bazy danych. Ten rodzaj baz danych dominował na rynku w późnych latach 80. XX wieku. Informacje w tej grupie są zorganizowane w zbiór tabel podzielonych na wiersze i kolumny. Ten model zapewnia najefektywniejszy i najbardziej elastyczny dostęp do ustrukturyzowanych informacji.

• > Obiektowe bazy danych. Informacje w obiektowych bazach danych są przedstawione w formie obiektów, tak samo jak w programowaniu obiektowym.

• > Rozproszone bazy danych. Składają się one z co najmniej dwóch plików znajdujących się w różnych miejscach. Baza danych tego typu może być przechowywana na wielu komputerach jednocześnie.

• > Hurtownie danych. Hurtownia danych to baza danych zoptymalizowana pod kątem szybkiego odpytywania i analizy danych.

• > NoSQL. Baza danych NoSQL (lub baza nierelacyjna) pozwala na operowanie nieustrukturyzowanymi i częściowo  ustrukturyzowanymi danymi oraz na przechowywanie ich (w przeciwieństwie do relacyjnej bazy danych, która ściśle określa w jaki sposób dane dodawane do bazy mają być utworzone). Popularność baz danych NoSQL wzrosła po tym, jak aplikacje webowe stały się bardziej złożone i powszechne.

• > Grafowe bazy danych. Grafowa baza danych do obsługi zapytań semantycznych wykorzystuje struktury grafów z węzłami, krawędziami i własnościami wykorzystywanymi do reprezentacji i przechowywania danych.

• > Operacyjne bazy danych. Operacyjna baza danych jest bazą działającą szybko, która została stworzona po to, by wiele operacji na raz mogło być wykonywanych przez licznych użytkowników.

Na dzień dzisiejszy używanych jest wiele rodzajów baz danych. Inne, mniej popularne bazy danych zostały stworzone konkretnie do celów naukowych, finansowych oraz pod inne branże. Oto niektóre z najnowszych rodzajów baz danych:

• > Bazy danych Open Source. System bazodanowy open source to system, którego kod źródłowy jest otwarty. Do tego typu baz danych mogą należeć bazy SQL oraz NoSQL.

• > Chmurowe bazy danych. Chmurowa baza danych jest zbiorem ustrukturyzowanych i nieustrukturyzowanych danych. Jest ona umieszczona w na prywatnej, publicznej lub hybrydowej chmurze. Wyróżniamy dwa modele chmurowych baz danych: Tradycyjna, oraz baza danych jako usługa (DBaaS, ang. DataBase as a Service). Zarządzanie oraz operowanie danymi odbywa się po stronie dostawcy w DBaaS.

• > Wielomodelowe bazy danych. Wielomodelowe bazy danych są połączeniem różnych baz danych w jeden, integralny system. Mogą zawierać odpowiednio różne typy danych.

• > Dokumentowe bazy danych / JSON. Dokumentowe bazy danych zostały stworzone w celu przechowywania, odzyskiwania i zarządzania dokumentowo zorganizowanymi informacjami w nowoczesny sposób — zamiast w kolumnach i wierszach, przechowują one dane w formacie JSON.

• > Autonomiczne bazy danych. Autonomiczne bazy danych to rodzina cechujących się samoczynnym działaniem, automatyczne zabezpieczaniem oraz automatycznym naprawianiem usług chmurowych. Jest to pierwsza opracowana autonomiczna baza danych. Na nowo definiuje ona zarządzanie bazami danych, które ma się odbywać przy pomocy uczenia maszynowego by ograniczyć udział człowieka i wyeliminować możliwość ludzkiego błędu. Redukuje to koszty oraz złożoność procesu, zwiększając niezawodność, bezpieczeństwo oraz efektywność systemu. Autonomiczna baza danych pozwala na większą ilość bardziej złożonych operacji, takich jak np. raportowanie, przetwarzanie wsadowe, Internet rzeczy (IoT) i uczenia maszynowe – wszystko to w obrębie jednej bazy danych. Ułatwia to proces tworzenia i wdrażania aplikacji oraz pozwala na analizy w czasie rzeczywistym, personalizację i wykrywanie błędów.