Vysvětlení typů databází

Úvod

Databáze jsou organizovanou sbírkou souvisejících datových záznamů. Systémy pro správu databází spravují a manipulují s informacemi uvnitř databáze.

Existuje mnoho různých přístupů k ukládání a modelování dat, jejichž výsledkem jsou různé typy databází.

Tento článek poskytuje podrobný přehled různých dostupných typů databází.

Typy databáze

Existuje mnoho různých přístupů k analýze různých dostupných typů databází. Níže uvedená tabulka poskytuje obecný přehled různých aktuálně dostupných typů:

Založeno na	Typy databází
Model	Relační Nerelační (NoSQL) Objektově orientovaný
Umístění	Centralizováno Distribuováno
Design	Provozní (OLTP) Analytické (OLAP)
Hostování	Místně Cloud
Zpracování Výkon	Osobní Komerční

Různé typy databází se kombinují a vytvářejí specifické prostředí. Například nerelační distribuovaná komerční databáze popisuje model, umístění a zpracování databáze.

Typy databázových modelů

Tři obecné typy databází založené na modelu jsou:

1. Relační databáze

2. Nerelační databáze (NoSQL)

3. Objektově orientovaná databáze

Rozdíl mezi modely je způsob, jakým informace vypadají uvnitř databáze. V důsledku toho má každý typ modelu jiný systém správy a datové vztahy.

Relační databáze

Relační databáze model je nejrozšířenější a zároveň nejstarší typ databáze. Tři kritické součásti relační databáze jsou:

• Tabulky . Typ entity se vztahy.
• Řádky . Záznamy nebo instance typu entity.
• Sloupce . Hodnotové atributy instancí.

Relační databáze poskytuje sadu datových řádků jako odpověď na dotaz . Dotazovací jazyk, nejčastěji strukturovaný dotazovací jazyk nebo SQL , pomáhá vytvářet tyto datové pohledy.

Funkce relační databáze

Hlavní rysy relační databáze jsou:

• V souladu s ACID . Databáze obnovuje integritu při provádění transakcí.
• Rozsah typů dat . Poskytuje možnost ukládat jakákoli data a také provádět složité dotazy.
• Spolupráce . K databázi může přistupovat více uživatelů a pracovat na stejném projektu.
• Zabezpečení . Přístup je omezen nebo omezen prostřednictvím uživatelských oprávnění.
• Stabilní . Relační databáze jsou dobře srozumitelné a zdokumentované.

K čemu slouží relační databáze?

Relační databáze jsou nejvíce implementovaným typem databáze. Existuje mnoho případů použití, z nichž některé zahrnují:

• Online transakční systémy . Databáze podporuje mnoho uživatelů a také časté dotazy potřebné v online transakcích.
• IoT . Relační databáze jsou lehké a mají výpočetní výkon potřebný pro edge computing.
• Datové sklady . Kritickým prvkem architektury datového skladu je úložiště. Relační databáze se snadno integrují a optimalizují pro masivní dotazy z více zdrojů.

Nejpopulárnější relační databáze

Existuje nespočet komerčních i open-source databází. Prvních deset nejpopulárnějších relačních databází je:

1. Oracle

2. MySQL

3. Microsoft SQL Server

4. PostgreSQL

5. IBM Db2

6. SQLite

7. Microsoft Access

8. MariaDB

9. Úl

10. Microsoft Azure SQL Database

Nerelační databáze (NoSQL databáze)

Nerelační databáze , nebo NoSQL ("Nejen SQL"), je typ databáze, která modeluje a ukládá data odlišně od relačních databází. Místo tabulek modelují nerelační databáze vztahy mezi daty alternativním způsobem.

4 typy databáze NoSQL jsou:

• Dokument
• Pár klíč–hodnota
• Na základě sloupců
• Graf

Funkce nerelační databáze

Hlavní rysy nerelačních databází jsou:

• Flexibilní . Manipulace se strukturovanými, polostrukturovanými a nestrukturovanými daty je s nerelačními typy databází hračkou.
• Škálovatelné a citlivé . Masivní úložiště dat se dobře škáluje se servery na vyžádání a poskytuje rychlé odpovědi na dotazy.
• Nulové prostoje. Vysoká dostupnost pro minimální prostoje díky replikaci dat téměř v reálném čase.
• Kompatibilní s cloudem . Škálovatelnost architektury cloud computingu dokonale zapadá do nerelačních databází.
• Více datových struktur . K dispozici jsou různé typy informací a také vícemodelové databázové formáty.

K čemu se používají nerelační databáze?

Nerelační databáze fungují nejlépe s variabilními datovými strukturami a obrovským množstvím dat. Některé případy použití zahrnují:

• Systémy v reálném čase . Nerelační databáze spojuje operační a analytické databázové systémy do jednoho. Bez ohledu na to, zda vkládáte provozní data do Hadoopu nebo poskytujete analytické výsledky z Hadoopu, nerelační databáze poskytují agilní prostředí v reálném čase.
• Personalizované prostředí . Elastické škálování pojme obrovské množství dat potřebných pro jakékoli přizpůsobené prostředí.
• Detekce podvodů . Vysoký výkon je při odhalování podvodů zásadní. Nerelační databáze jsou citlivé a spolehlivě splňují požadavky finančních systémů na nízkou latenci.

Nejpopulárnější nerelační databáze

Deset nejoblíbenějších nerelačních databází je:

1. MongoDB

2. Redis

3. Cassandra

4. HBase

5. Neo4j

6. Oracle NoSQL

7. RavenDB

8. Riak

9. OrientDB

10. CouchDB

Databáze objektů

databáze objektů podobně představuje data objektům v objektově orientovaném programování. Kritické součásti objektově orientované databáze jsou:

• Objekty . Základní stavební kameny pro ukládání informací.
• Třídy. Schéma nebo plán objektu.
• Metody . Strukturované chování třídy.
• Ukazatele. Přistupovat k prvkům databáze a vytvářet vztahy mezi objekty.

Objektové databáze kombinují koncepty objektově orientovaného programování s databázovými schopnostmi.

Funkce databáze objektů

Hlavní rysy objektových databází jsou:

• Transakce ACID . Všechny transakce jsou dokončeny bez konfliktních změn kvůli souladu s ACID.
• Transparentní stálost . Objektové databáze se hladce integrují s objektově orientovanými programovacími jazyky.
• Složité a vlastní datové typy. Uživatelsky definované třídy umožňují existenci vlastních i složitých datových typů.
• Přístupné. Data se snadno ukládají a obnovují.
• Snazší modelování. Problémy a informace v reálném světě jsou těsněji spojeny s objekty, což usnadňuje modelování složitých problémů.

K čemu slouží databáze objektů?

Objektové databáze fungují nejlépe s komplexními datovými typy, kde jedna entita obsahuje obrovské množství informací. Některé případy každodenního použití pro tento typ databázového modelu jsou:

• Vysoce výkonné aplikace . Aplikace, kde je rychlé načítání dat životně důležité, aby bylo možné těžit z objektových databází, protože data jsou ukládána a načítána tak, jak jsou.
• Vědecké účely . Vědecká data, stejně jako výpočty, jsou složité. Ukládání komplexních informací a rychlé vyhledávání nacházejí využití ve všech druzích vědních oborů.
• Složité datové struktury . Díky trvalé perzistenci s objekty je přístupné databázové úložiště a rozšiřování složitých dat, což eliminuje potřebu přepracování databázového modelu.

Nejpopulárnější objektové databáze

V současné době je prvních deset nejoblíbenějších objektových databází:

1. DB4o

2. ObjectStore

3. Matisse

4. Drahokam/S

5. ObjectDB

6. ObjectDatabase++

7. Objektivita/DB

8. Versant

9. Perst

10. Jade

Typy databáze založené na umístění

Typy databází se také liší podle fyzického umístění úložiště.

Dvě skupiny založené na umístění jsou:

1. Centralizované databáze

2. Distribuované databáze

Centralizovaná databáze

Centralizovaná databáze je uložena i spravována na jednom místě. Informace jsou dostupné prostřednictvím sítě. Koncový uživatel má prostřednictvím sítě přístup k centralizovanému počítači, kde jsou uloženy uložené informace.

Funkce centralizované databáze

Hlavní rysy centralizované databáze jsou:

• Integrita dat . Uchovávání dat na jednom místě maximalizuje integritu dat a snižuje redundanci. Přesnost a spolehlivost informací je zvýšena.
• Zabezpečení . Jediný bod umístění poskytuje pouze jeden přístupový bod, což vede ke zvýšené bezpečnosti dat.
• Přívětivé pro koncového uživatele . Přístup k datům, stejně jako aktualizace, jsou okamžité díky centralizované databázi. Jediný návrh databáze poskytuje jednoduchost.
• Nákladově efektivní . Práce, napájení a údržba jsou všechny sníženy na minimum prostřednictvím centralizovaného systému. Správa databáze je snazší z hlediska administrace.
• Ochrana dat . Nastavení odolné proti chybám prostřednictvím řešení obnovy po havárii.

K čemu se používají centralizované databáze?

Výhody centralizované databáze jsou nejvíce patrné u velkých institucí. Některé případy použití zahrnují:

• Řízení podniku . Velké organizace používají centralizované databáze, aby získaly lepší přehled o všech informacích.
• Vládní údaje . Ve vládních organizacích převládají centralizované databáze. Jeden přístupový bod zajišťuje bezpečnost dat.
• Školy a univerzity . Vzdělávací instituce využívají centralizované databáze. Údržba je nákladově efektivní a informace zůstávají přesné.

Distribuovaná databáze

Distribuované databáze ukládají informace na různých fyzických místech. Databáze je umístěna na více CPU na jednom místě nebo je rozmístěna na různých místech. Díky propojení mezi distribuovanými databázemi se informace koncovým uživatelům jeví jako jedna databáze.

Funkce distribuované databáze

Nejzajímavější funkce distribuované databáze jsou:

• Nezávislost na místě . Fyzické umístění databáze se rozkládá na více místech.
• Zpracování dotazu rozdělení. Složitý dotaz se rozdělí na několik webů, což rozdělí úkoly mezi různé procesory, čímž se sníží úzké hrdlo.
• Distribuované transakce . Více úložných míst poskytuje distribuovanou metodu obnovy. V případech mnoha transakcí existují protokoly potvrzení.
• Propojení sítí . Distribuované databáze jsou propojeny sítí, kde probíhá komunikace mezi úložišti i s koncovými uživateli.
• Bezproblémová integrace . Ačkoli nejsou fyzicky propojeny, části distribuované databáze se spojují do jedné logické databáze.

K čemu se používají distribuované databáze?

Distribuované databáze fungují nejlépe v prostředích s mnoha sektory, kde by společnosti měly omezit dostupné informace, aby se snížila redundance. Některé příklady zahrnují:

• Velké společnosti. Většina firemních sektorů nepotřebuje úplný přehled dat. Distribuované databáze pomáhají snížit redundanci dat s jednotlivými odděleními.
• Globální podniky. Díky nezávislosti na umístění se tento typ databáze dobře hodí pro společnosti s více pobočkami.

Typy databáze založené na návrhu

Návrh úložiště závisí na obchodním záměru. Existují dva hlavní přístupy k návrhu databáze založené na funkci:

1. Provozní (transakční) databáze

2. Analytická databáze

Přestože databáze slouží k jinému účelu, jejich spojením vzniká systém datového skladu.

Provozní databáze

Provozní databáze spravuje a kontroluje základní operace v rámci podniku. Databáze je známá jako online zpracování transakcí nebo databáze OLTP. Data shromážděná přímo ze zdroje v reálném čase, poskytující pohled na denní transakce.

Funkce provozní databáze

Provozní databáze mají následující vlastnosti:

• V souladu s ACID . Zachování přesnosti a integrity každé transakce je nezbytné pro organizaci dat.
• Rychlé zpracování . Provozní databáze vyžadují rychlé zpracování kvůli tisícům souběžných požadavků.
• Malé úložiště . Transakční informace jsou uloženy pouze dočasně. Provozní databáze proto slouží jako odrazový můstek před archivací dat.
• Pravidelné zálohování. Shromažďování a ukládání dat vyžaduje neustálé zálohování, takže dodržování zákonů je zásadním faktorem.

Analytická databáze

Analytické databáze poskytují jednotný pohled na všechna data dostupná v rámci podniku. Úplný přehled informací v databázi je nezbytný pro plánování, reporting a rozhodování. Databáze je známá jako online databáze pro analytické zpracování (OLAP).

Funkce analytické databáze

Vlastnosti analytické databáze jsou:

• Distribuováno pracovní zátěž. Data pocházejí z různých operačních systémů distribuovaných mezi uzly.
• Vícerozměrné. Podnikové informace získávají rozměr díky agregaci dat a komplexním dotazům napříč databázemi.
• Výkon dotazu. Denormalizace dat zlepšuje výkon dotazů pro časově náročné akce.
• Horizontální škálovatelnost. Analytické databáze se musí škálovat jako požadavky na růst podniku.

Typy databáze založené na hostingu

Existuje několik možností hostování databází. Dvě místa, kde se informační systém nachází, jsou:

1. Místní databáze

2. Cloudové databáze

Pozoruhodný rozdíl mezi těmito dvěma možnostmi je dostupnost zdrojů při nasazení databáze. Další informace o srovnání těchto dvou přístupů najdete v našem článku:On-Premise vs. Cloud:který je pro vaši firmu ten pravý?

Místní databáze

Místní databáze je umístěna v podniku. Veškerý software, infrastruktura i administrace potřebná pro podporu je lokální. U velkých podniků se úložiště rozroste na místní datové centrum.

Funkce místní databáze

Pozoruhodné funkce místních databází jsou:

• Zabezpečení . Vzhledem k interní infrastruktuře jsou místní databáze nejlepším řešením pro ukládání citlivých informací.
• Ovládání . Podnik má úplnou kontrolu nad dostupnými informacemi a poskytuje vysokou úroveň regulace a soukromí nad daty.
• Soulad . Regulační kontroly, jako je soulad se zákonem HIPAA, vyžadují v každém okamžiku znát umístění citlivých dat.

Cloudová databáze

Cloudová databáze je hostingové řešení poskytované poskytovatelem třetí strany. Pay-as-go řešení poskytuje databázi jako službu, takže není nutné fyzicky zřizovat datové centrum. Agilní přístup minimalizuje počáteční investice potřebné k získání datového prostoru a zároveň se rychle rozšiřuje, protože je potřeba více zdrojů.

Funkce cloudové databáze

Nejlepší vlastnosti cloudové databáze jsou:

• Škálovatelnost . Cloudové databáze jsou flexibilní. Zvyšování nebo snižování zdrojů je rychlé díky virtualizaci.
• Flexibilita správy . Poskytovatel spravuje tento typ databáze, což zase minimalizuje správu potřebnou od klienta. Existují však také možnosti outsourcingu údržby.
• Cena . S cloudovou databází platíte jen za to, co potřebujete. Náklady na investice do technického personálu a také na údržbu jsou minimalizovány.

Typy databáze založené na výkonu zpracování

Zpracování databáze závisí na obchodním modelu. Výběr špatné úrovně databázového systému ovlivňuje pracovní tok organizace a týmu. Většina prodejců databází nabízí více řešení pro zpracování databází. Dvě hlavní jsou:

1. Osobní databáze

2. Komerční databáze

Firmy využívají sílu obou v závislosti na případu použití.

Osobní databáze

Osobní databáze mají přístup pro jednoho uživatele a proces na počítačích s nízkým až středním výkonem. Jednodušší databázové aplikace těží z tohoto typu databáze díky nízkým nákladům a údržbě.

Komerční databáze

Komerční databáze má více uživatelů s různými oprávněními a také mnoho aplikací na výkonných strojích. Komerční databáze s vysokou dostupností jsou nákladné a vyžadují neustálou údržbu a podporu.