Bază de date | un sistem de stocare și păstrare a datelor

Printre utilizările sistemelor de baze de date se numără:

• Acestea stochează date și oferă facilități (instrumente) pentru a căuta înregistrări specifice într-un anumit set de date.
• Acestea stochează informații speciale utilizate pentru gestionarea datelor. Aceste informații se numesc metadate și nu sunt afișate tuturor persoanelor care consultă datele.
• Acestea pot rezolva cazurile în care mai mulți utilizatori doresc să acceseze (și, eventual, să modifice) aceleași intrări de date.
• Gestionează drepturile de acces (cine are voie să vadă datele, cine le poate modifica).
• Atunci când sunt mulți utilizatori care adresează întrebări bazei de date, întrebările trebuie să primească răspuns mai repede. În acest fel, ultima persoană care a pus o întrebare poate primi un răspuns într-un timp rezonabil.
• Anumite atribute sunt mai importante decât altele și pot fi folosite pentru a găsi alte date. Acest lucru se numește indexare. Un index conține toate datele importante și poate fi utilizat pentru a găsi alte date.
• Acestea asigură faptul că datele au întotdeauna un context. Există o mulțime de reguli diferite care pot fi adăugate pentru a indica sistemului de baze de date dacă datele au sens. Una dintre reguli ar putea spune că luna noiembrie are 30 de zile. Aceasta înseamnă că dacă cineva dorește să introducă 31 noiembrie ca dată, această modificare va fi respinsă.

În bazele de date, unele date se modifică ocazional. Pot apărea probleme atunci când datele sunt modificate; de exemplu, este posibil să se fi produs o eroare. Eroarea ar putea face ca datele să devină inutile. Sistemul de baze de date analizează datele pentru a se asigura că acestea îndeplinesc anumite cerințe. Face acest lucru prin utilizarea unei tranzacții. Există două momente în timp în baza de date: momentul anterior modificării datelor și momentul ulterior modificării datelor. Dacă ceva nu merge bine atunci când se modifică datele, sistemul de baze de date pune baza de date înapoi în starea anterioară modificării. Acest lucru se numește rollback. După ce toate modificările sunt efectuate cu succes, acestea sunt confirmate. Acest lucru înseamnă că datele au din nou sens; modificările confirmate nu mai pot fi anulate.

Pentru a putea face acest lucru, bazele de date respectă principiul ACID:

• Toate. Fie toate sarcinile dintr-un anumit set (numit tranzacție) sunt îndeplinite, fie niciuna dintre ele nu este îndeplinită. Acest lucru este cunoscut sub numele de atomicitate.
• Complet. Datele din baza de date au întotdeauna sens. Nu există date pe jumătate făcute (invalide). Acest lucru este cunoscut sub numele de Consistență.
• Independent. Dacă mai multe persoane lucrează la aceleași date, ele nu se vor vedea (sau influența) reciproc. Fiecare dintre ei are propria vedere a bazei de date, care este independentă de ceilalți. Acest lucru este cunoscut sub numele de izolare.
• S-a făcut. Tranzacțiile trebuie să fie confirmate atunci când sunt finalizate. Odată ce au fost confirmate, acestea nu mai pot fi anulate. Acest lucru este cunoscut sub numele de durabilitate.

Există diferite moduri de a reprezenta datele.

• Fișiere simple (denumite fișiere plate): Aceasta este cea mai simplă formă de sistem de baze de date. Toate datele sunt stocate într-un fișier în format text simplu. Fiecare informație poate fi separată de o nouă linie sau de o virgulă etc.
• Model ierarhic: Datele sunt organizate ca o structură arborescentă. Datele interesante se află în frunzele arborelui. Relațiile dintre intrările de date sunt de așa natură încât unele intrări sunt direct dependente de alte intrări.
• Model de rețea: Utilizați înregistrări și seturi pentru a stoca datele. Similar cu modelul ierarhic, dar acesta are o structură mult mai complexă.
• Modelul relațional: Acesta utilizează teoria seturilor și logica predicatelor. Este utilizat pe scară largă. Datele arată ca și cum ar fi organizate în tabele. Aceste tabele pot fi apoi unite între ele, astfel încât se pot alege interogări simple din ele.
• Modelul orientat pe obiecte: Datele sunt reprezentate sub formă de obiecte, așa cum se utilizează în programarea orientată pe obiecte. Acestea pot interacționa direct cu limbajul OOP utilizat, deoarece ambele au aceeași reprezentare internă a datelor.
• Modelul relațional obiect: Acesta este un hibrid între modelul orientat pe obiecte și modelul relațional.
• Modelul NoSQL: Acesta este un nou tip de model de bază de date și este utilizat din ce în ce mai mult în industrie în aplicațiile web de date mari și în timp real. În acest model, datele sunt stocate sub formă de perechi cheie-valoare, fără o ierarhie strictă, ca în cazul altor modele. Sistemele NoSQL sunt, de asemenea, denumite "Not only SQL", deoarece nu permit utilizarea unor limbaje de interogare de tip Structured Query Language.

La fel ca în viața reală, aceleași date pot fi privite din perspective diferite și pot fi organizate în moduri diferite. Există diferite lucruri care trebuie luate în considerare, atunci când se organizează datele:

• Fiecare element de date ar trebui să fie stocat de cât mai puține ori posibil. Imaginați-vă că o femeie necăsătorită figurează în registrele județene, în Departamentul de Stat pentru Vehicule cu Motor, în Departamentul Federal de Securitate Socială și în Departamentul de Pașapoarte Internaționale. Dacă aceasta se căsătorește și decide să-și schimbe numele, toate aceste departamente trebuie să fie notificate. Dacă toate departamentele ar fi conectate, iar numele ei ar fi stocat într-un singur loc, atunci actualizarea ar fi ușoară.
• În cazul în care datele sunt stocate în mai multe baze de date diferite, acestea se pot contrazice.
• Această problemă face ca găsirea datelor să fie mai lentă. În cazul în care există multe date, această problemă de stocare a unei singure date în mai multe locuri va ocupa mult spațiu. În exemplul nostru, existau patru baze de date pentru o persoană. Aceasta va însemna opt modificări efectuate, dacă o a doua persoană are exact aceeași problemă.
• Dacă aveți această problemă, a fost dezvoltată o metodă numită Normalizarea bazei de date pentru a o rezolva. În prezent, există șase forme normale. Acestea sunt modalități de a face unele baze de date mai rapide și de a face ca datele să ocupe mai puțin spațiu.

• Arhiva