Что такое базы данных и для чего они используются
- Подробности
- декабря 13, 2014
- Просмотров: 30208
База данных представляет собой хранилище данных, в которых данные хранятся в организованном порядке.
Это облегчает функции, такие как извлечение, обновление и добавление новых данных. Базы данных имеют многочисленные применения и преимущества, когда речь идет о больших объемах, данных.
Знаете ли вы что?
«База данных Интеграция» привела к революции в бизнесе, ИТ, и образовательном секторе, предоставляя широкий спектр возможностей для управления и анализа данных.
Структура базы данных
Система базы данных состоит из следующих элементов:
Таблицы: Данные хранятся в строках (записи) и столбцах (поля).
Формы:
Запросы: Запросы написаны для извлечения строк и / или столбцов на основе заранее определенного состояния.
Наиболее известные базы данных это: MySQL, SAP, Oracle, IBM DB2 и т.д. СУБД или «система управления базы данных» используется в качестве интерфейса для связи между пользователем и базой данных.
Что такое базы данных и для где они используются?
Хранение данных / Вставка: Начальная фаза (перед вводом данных) включает в себя создание структуры данных, таких как таблицы (с необходимым количеством строк и столбцов). Затем данные вносят в эту структуру.
Восстановление данных: Базы данных используются, когда данные, которые будут храниться в большом количестве нуждаются в постоянном поиске. Это делает процесс извлечения конкретной информации проще.
Данные модификации / Updation: Статические данные не нуждаются в обновлении. Тем не менее, динамические данные нуждаются в постоянной модификации. Рассмотрим возраст сотрудников в организации. Она должна обновляться каждый год (периодическое обновление).
Пример
Рассмотрим развлекательный клуб, который имеет большое количество зарегистрированных людей. Секретарь должен постоянно отслеживать контактные данные всех зарегистрированных пользователей. Если эти записи хранятся в ряде технических описаний или списках, изменение деталей является трудоемкой задачей. Потому что, извлечение и модификация данных должна быть сделана во всех листах, содержащих эти записи в целях сохранения согласованности. Таким образом, целесообразно использовать четко определенную базу данных.
Преимущества баз данных
Емкость хранения: Базы данных хранят большее количество данных по сравнению с другими хранилищами данных. Малогабаритные данные можно вписаться в электронные таблицы или документы. Однако, когда дело доходит до тяжелых данных, базы данных являются лучшим выбором.
Ассоциация данных: записи данных из отдельных таблиц могут быть связаны. Это необходимо, когда определенный фрагмент данных существует в более чем одной таблице. Например, идентификаторы работников могут существовать в таких данных как «Заработная плата», а также «сотрудники». Связь имеет важное значение для того, чтобы иметь единые изменения в нескольких местах и тех же данных.
Несколько пользователей: Разрешения могут быть предоставлены для множественного доступа к базе данных. Это позволяет одновременно нескольким (более одного) пользователям, получить доступ и манипулировать данными.
Удаление данных: Нежелательные требования данных для удаления из базы данных. В таких случаях, записи должны быть удалены из всех связанных таблиц, чтобы избежать каких-либо нарушений данных. Это гораздо проще для удаления записей из базы данных с помощью запросов или форм, а не из других источников данных, таких как таблицы.
Безопасность данных: Файлы данных, хранятся в безопасности, в большинстве случаев. Эта особенность гарантирует, что злоумышленники не получит незаконный доступ к данным, и что их качество поддерживается.
Импорт: Это еще один важный момент в использование баз данных. Он позволяет импортировать внешние объекты (данные из других баз данных). Импорт в основном делается для таблицы или запроса. При вводе, база данных создает копию импортируемого объекта.
Экспорт: В данном случае, таблицы или запросы импортируются другими базами данных.
Связи данных: Это делается для того, чтобы избежать создание копии объекта в базе. Ссылка определяется до требуемого объекта исходной базы данных.
Сортировки данных / Фильтрация: Фильтры могут быть применены к данным, которые имеют одинаковые значения данных. Примером одинаковых данных могут быть имена сотрудников организации с аналогичными фамилиями или именами. Аналогичным образом данные могут быть отсортированы как по возрастанию, так и по убыванию. Это помогает в просмотре или распечатки результатов в требуемом порядке.
Индексация базы данных: Большинство баз данных содержат индекс для хранимых данных, что в конечном итоге повышает время доступа. Тот факт, что линейный поиск данных занимает много времени, делает эту особенность наиболее популярной.
Непрерывные связанные изменения данных: Таблицы с общими данными могут быть связаны с ключами (первичный, вторичный, и т.д.). Ключи очень полезны, потому что изменение общей организации в одной таблице отражается также в связанных таблицах.
Снижает накладные расходы: Передача данных отнимает много времени. Транзакции с помощью запросов очень быстры, таким образом производя более быстрые результаты.
Базы данных упрощают весь смысл хранения и доступа к информации. Тем не менее, предусмотрительность необходима со стороны создателя базы данных, так, чтобы иметь наиболее эффективную базу данных.
Читайте также
Зачем нужны базы данных MSQL? — сайт на PHP своими руками
Зачем нужны базы данных MSQL, база данных MSQL, системы баз данных
p align=»left»>Практически ни один серьезный проект в интернете не обходится без хранения информации в базе данных. А самая доступная и к тому же бесплатная — база данных MSQL. И если создание простых сайтов, которые основаны только на файловой системе, могут обойтись без базы данных, то любой движок сайта использует MSQL. Почти все программы для обслуживания веб-проекта основаны на взаимодействии с базами данных.
Если начать с простых проектов, то все скрипты регистраций и авторизаций намного удобней создавать с использованием хранения информации в базах, что максимально упрощает обслуживание самого проекта. Также все программы системы комментариев, гостевых книг и форумов трудно себе представить без использования баз данных MSQL. Просто создав такую систему, можно один раз настроить сайт, в котором сделать вывод одной информации, которая постоянно обновляеться в нужных местах страниц, и не нужно будет постоянно изменять код на страницах. Например создавать карту сайта с выводом информации из таблиц, которые вмещают в себя страницы, можно забыть о редактировании карты, она сама будет обновлятся по мере добавления информации в базу MSQL. Также работу админки сайта очень трудно себе представить без подобной функции… А самое главное, современные сайты, созданные на основе движков, полностью построены на базовой системе, по данной причине обязательно нужно разобраться в вопросе — что такое база данных?
Конечно можно все спрограммировать на файлах и всю информацию записывать в текстовые файлы, но это будет давать большую нагрузку на сервер, при одновременном посещении сайта большим количеством пользователей, что принесет большие неудобства! Хотя такие текстовые файлы также можно сложить в одну папку и это будет также база данных…
Выводом написанного будет одно:
Использование файловой системы менее эффективно при разработке серьезных проектов.
А в модулях с использованием запросов из базы данных, в разы увеличивается быстрота управления контентом, а также при большой посещаемости уменьшается нагрузка на сервер, что очень не маловажно и естественно увеличивается защищенность самого сайта, а это уже в некоторых моментах играет решающую роль в жизни сайта.
В последующих постах будут описаны некоторые основные моменты, с которыми обычно сталкиваются при изучении баз данных. Потому что не секрет, что думая что знаешь все и бывает зависнешь на простом запросе, в котором проблемой будет какой то сторонний фактор, например неправильная кодировка, или пропущенный символ. Практически все с чем сталкиваются начинающие разработчики можно уложить в десяток постов, чем можно и заняться.
Компоненты субд
Создание первых баз данных и СУБД стало возможно лишь с появлением достаточно дешевых и производительных устройств внешней памяти, какими стали жесткие диски (винчестеры), появившиеся во второй половине 60-х годов. В 70-е годы шла интенсивная разработка теоретических вопросов построения баз данных. В результате в начале 80-х годов на рынке появились мощные инструментальные средства проектирования и построения информациоонных систем. Однако, развитие информационных технологий в 90-х привело к появлению новых, более широких требований к обработке и представлению данных. Таким образом, теория баз данных, хотя и располагает впечатляющими достижениями, еще далека от завершения.
.1.1.Основные типы данных.
Данные, хранящиеся в памяти ЭВМ представляют собой совокупность нулей и едениц (битов). Биты объединяются в последовательности: байты, слова и т.д. Каждому участку оперативной памяти, который может вместить один байт или слово, присваивается порядковый номер (адрес).
Какой смысл заключен в данных, какими символами они выражены — буквенными или цифровыми, что означает то или иное число — все это определяется программой обработки. Все данные необходимые для решения практических задач подразделяются на несколько типов, причем понятие тип связывается не только с представлением данных в адресном пространстве, но и со способом их обработки.
Любые данные могут быть отнесены к одному из двух типов: основному (простому), форма представления которого определяется архитектурой ЭВМ, или сложному, конструируемому пользователем для решения конкретных задач.
Данные простого типа это — символы, числа и т.п. элементы, дальнейшее дробление которых не имеет смысла. Из элементарных данных формируются структуры (сложные типы) данных.
Некоторые структуры:
Массив(функция с конечной областью определения) — простая совокупность элементов данных одного типа, средство оперирования группой данных одного типа. Отдельный элемент массива задается индексом. Массив может быть одномерным, двумерным и т.д. Разновидностями одномерных массивов переменной длины являются структуры типа кольцо, стек, очередь и двухсторонняя очередь.
Запись(декартово произведение) — совокупность элементов данных разного типа. В простейшем случае запись содержит постоянное количество элементов, которые называют полями. Совокупность записей одинаковой структуры называется файлом. (Файлом называют также набор данных во внешней памяти, например, на магнитном диске). Для того, чтобы иметь возможность извлекать из файла отдельные записи, каждой записи присваивают уникальное имя или номер, которое служит ее идентификатором и располагается в отдельном поле. Этот идентификатор называют ключом.
Такие структуры данных как массив или запись занимают в памяти ЭВМ постоянный объем, поэтому их называют статическими структурами. К статическим структурам относится также множество.
Имеется ряд структур, которые могут изменять свою длину — так называемые динамические структуры. К ним относятся дерево, список, ссылка.
Важной структурой, для размещения элементов которой требуется нелинейное адресное пространство является дерево. Существует большое количество структур данных, которые могут быть представлены как деревья. Это, например, классификационные, иерархические, рекурсивные и др. структуры. Более подробно о деревьях рассказано в параграфе 1.2.1.
Рис. 1.1 Классификация типов данных.
Денормализация БД. Зачем? Когда? Как? / Habr
денормализация — это зло, или просто надо уметь её готовить?
Денормализация- это не результат кривых рук. Это не недоделанная нормализация, это намеренное нарушение нормальных форм, для увеличения производительности.
Вопрос о денормализации у меня возникал не раз. Каждый раз, когда приходилось идти на сделку с совестью, нарушая принципы нормальных форм, оставалось ощущение неудовлетворённости, ложное осознание своей некомпетентности. Со временем, при работе в команде, обнаружилось, что это не только моя проблема. Настало время разобраться: денормализация — это зло, или просто надо уметь её готовить?
Что хотелось понять
- Когда нужна денормализация? Признаки и запахи.
- Как определить, когда денормализация оправдана?
- Как грамотно реализовать денормализацию
Когда нужна денормализация? Признаки и запахи.
Рассмотрим некоторые распространенные ситуации, в которых денормализация может оказаться полезна.
Большое количество соединений таблиц.
В запросах к полностью нормализованной базе нередко приходится соединять до десятка, а то и больше, таблиц. А каждое соединение — операция весьма ресурсоемкая. Как следствие, такие запросы кушают ресурсы сервера и выполняются медленно.
В такой ситуации может помочь:
- денормализация путем сокращения количества таблиц. Лучше объединять в одну несколько таблиц, имеющих небольшой размер, содержащих редко изменяемую (как часто говорят, условно-постоянную, или нормативно-справочную) информацию, причем информацию, по смыслу тесно связанную между собой.
В общем случае, если в большом количестве запросов требуется объединять более пяти или шести таблиц, следует рассмотреть вариант денормализации базы данных. - Денормализация путём ввода дополнительного поля в одну из таблиц. При этом появляется избыточность данных, требуются дополнительные действия для сохранения целостности БД.
Расчетные значения.
Зачастую медленно выполняются и потребляют много ресурсов запросы, в которых производятся какие-то сложные вычисления, особенно при использовании группировок и агрегатных функций (Sum, Max и т.п.). Иногда имеет смысл добавить в таблицу 1-2 дополнительных столбца, содержащих часто используемые (и сложно вычисляемые) расчетные данные.Предположим, что необходимо определить общую стоимость каждого заказа. Для этого сначала следует определить стоимость каждого продукта (по формуле «количество единиц продукта» * «цена единицы продукта» – скидка). После этого необходимо сгруппировать стоимости по заказам.
Выполнение этого запроса является достаточно сложным и, если в базе данных хранятся сведения о большом количестве заказов, может занять много времени. Вместо выполнения такого запроса можно на этапе размещения заказа определить его стоимость и сохранить ее в отдельном столбце таблицы заказов. В этом случае для получения требуемого результата достаточно извлечь из данного столбца предварительно рассчитанные значения.
Создание столбца, содержащего предварительно рассчитываемые значения, позволяет значительно сэкономить время при выполнении запроса, однако требует своевременного изменения данных в этом столбце.
Длинные поля.
Если у нас в базе данных есть большие таблицы, содержащие длинные поля (Blob, Long и т.п.), то серьезно ускорить выполнение запросов к такой таблице мы сможем, если вынесем длинные поля в отдельную таблицу. Хотим мы, скажем, создать в базе каталог фотографий, в том числе хранить в blob-полях и сами фотографии (профессионального качества, с высоким разрешением, и соответствующего размера). С точки зрения нормализации абсолютно правильной будет такая структура таблицы:ID фотографии
ID автора
ID модели фотоаппарата
сама фотография (blob-поле).
А сейчас представим, сколько времени будет работать запрос, подсчитывающий количество фотографий, сделанных каким-либо автором…
Правильным решением (хотя и нарушающим принципы нормализации) в такой ситуации будет создать еще одну таблицу, состоящую всего из двух полей — ID фотографии и blob-поле с самой фотографией. Тогда выборки из основной таблицы (в которой огромного blob-поля сейчас уже нет) будут идти моментально, ну а когда захотим посмотреть саму фотографию — что ж, подождем…
Как определить, когда денормализация оправдана?
Затраты и выгоды.
Один из способов определить, насколько оправданны те или иные шаги, — провести анализ в терминах затрат и возможных выгод. Во сколько обойдется денормализованной моделью данных?
Определить требования (чего хотим достичь) -> определить требования к данным (что нужно соблюдать) -> найти минимальный шаг, удовлетворяющий эти требования -> подсчитать затраты на реализацию -> реализовать.
Затраты включают в себя физические аспекты, такие как дисковое пространство, ресурсы, необходимые для управления этой структурой, и утраченные возможности из-за временных задержек, связанных с обслуживанием этого процесса. За денормализацию нужно платить. В денормализованной базе данных повышается избыточность данных, что может повысить производительность, но потребует больше усилий для контроля за связанными данными. Усложнится процесс создания приложений, поскольку данные будут повторяться и их труднее будет отслеживать. Кроме того, осуществление ссылочной целостности оказывается не простым делом — связанные данные оказываются разделенными по разным таблицам.
К преимуществам относится более высокая производительность при выполнении запроса и возможность получить при этом более быстрый ответ. Кроме того, можно получить и другие преимущества, в том числе увеличение пропускной способности, уровня удовлетворенности клиентов и производительности, а также более эффективное использование инструментария внешних разработчиков.
Частота запросов и устойчивость производительности.
Например, 70% из 1000 запросов, ежедневно генерируемых предприятием, представляют собой запросы уровня сводных, а не детальных данных. При использовании таблицы сводных данных запросы выполняются примерно за 6 секунд вместо 4 минут, т.е. время обработки меньше на 2730 минут. Даже с поправкой на те 105 минут, которые необходимо еженедельно тратить на поддержку таблиц сводных данных, в итоге экономится 2625 минут в неделю, что полностью оправдывает создание таблицы сводных данных. Со временем может случиться так, что большая часть запросов будет обращена не к сводным данным, а к детальным данным. Чем меньше число запросов, использующих таблицу сводных данных, тем проще от нее отказаться, не затрагивая другие процессы.
Прочее
Перечисленные выше критерии не единственные, которые следует учитывать, принимая решение о том, следует ли делать следующий шаг в оптимизации. Необходимо учитывать и другие факторы, в том числе приоритеты бизнеса и потребности конечных пользователей. Пользователи должны понимать, как с технической точки зрения на архитектуру системы влияет требование пользователей, желающих, чтобы все запросы выполнялись за несколько секунд. Проще всего добиться этого понимания — очертить затраты, связанные с созданием таких таблиц и их управлением.
Как грамотно реализовать денормализацию.
Сохранить детальные таблицы
Чтобы не ограничивать возможности базы данных, важные для бизнеса, необходимо придерживаться стратегии сосуществования, а не замены, т.е. сохранить детальные таблицы для глубинного анализа, добавив к ним денормализованные структуры. Например, счётчик посещений. Для бизнеса необходимо знать количество посещений веб-станицы. Но для анализа (по периодам, по странам …) нам очень вероятно понадобятся детальные данные – таблица с информацией о каждом посещении.
Использование триггеров
Можно денормализовать структуру базы данных и при этом продолжать пользоваться преимуществами нормализации, если пользоваться триггерами баз данных для сохранения целостности (integrity) информации, идентичности дублирующихся данных.
К примеру, при добавлении вычисляемого поля на каждый из столбцов, от которых вычисляемое поле зависит, вешается триггер, вызывающий единую хранимую процедуру (это важно!), которая и записывает нужные данные в вычисляемое поле. Надо только не пропустить ни один из столбцов, от которых зависит вычисляемое поле.
Программная поддержка
Нароимер, в MySQL версии 4.1 триггеров и хранимых процедур нет вообще. Поэтому заботиться об обеспечении непротиворечивости данных в денормализованной базе должны разработчики приложений. По аналогии с триггерами, должна быть одна функция, обновляющая все поля, зависящие от изменяемого поля.
Резюме
Подведем итоги. При денормализации важно сохранить баланс между повышением скорости работы базы и увеличением риска появления противоречивых данных, между облегчением жизни программистам, пишущим Select’ы, и усложнением задачи тех, кто обеспечивает наполнение базы и обновление данных. Поэтому проводить денормализацию базы надо очень аккуратно, очень выборочно, только там, где без этого никак не обойтись.
Если заранее нельзя подсчитать плюсы и минусы денормализации, то изначально необходимо реализовать модель с нормализованными таблицами, и лишь затем, для оптимизации проблемных запросов проводить денормализацию.
База данных — это что такое? Базы данных и их предназначение :: SYL.ru
Непрерывно растущий объем информации, поступающий через все СМИ каждому человеку в отдельности и человечеству в общем, постоянно растет, и она обязательно нуждается в хранении и обработке. Поэтому освоение средств, позволяющих систематизировать, накапливать и рационально использовать всю информацию, становится необходимостью в жизни каждого. Именно для этого предназначены различные СУБД — системы управления базами данных.
СУБД – термины и определения
База данных — это многогранное понятие. В общем случае под базой данных (БД) подразумевается совокупность сведений, объединенных по какому-то признаку. Например, к БД можно отнести телефонный справочник или прайс-лист компании.
Информационные базы данных имеют и более узкое определение. Под ними понимают хранилище сведений, структурированных оптимальным для машинной обработки образом. Это наиболее распространенное определение, его лучше и принять за основу.
Создание базы данных, обработка и поиск всей необходимой информации в ней осуществляется с помощью системы управления базами данных (СУБД). СУБД – это набор определенных программных средств, которые предоставляют возможность пользователю быстро и эффективно взаимодействовать с БД.
Сравнение Access и Excel
Какие же преимущества имеют БД перед другими хранилищами информации, например, электронными таблицами, текстовыми редакторами и так далее? Для сравнения лучше всего подходят база данных Access и электронные таблицы Excel. Такой выбор обусловлен тем, что оба приложения входят в один пакет и применяются для хранения данных. Access – это, по сути, бесплатная база данных, идущая бонусом к текстовому редактору Word и таблицам Excel.
Итак, первая проблема Excel – это отсутствие контроля правильности вводимой информации. В строках таблицы иногда встречаются повторяемые данные, и любая опечатка приведет к ошибке при их группировке. В Excel нельзя задавать правила ввода определенной информации. Например, если требуется ввести ИНН из 12 цифр, то Excel не забьет тревогу, если оператор введет лишний знак.
В Access можно гибко настроить ограничения на вводимую информацию. Также в Access она вводится один раз. Если какие-то данные могут повторяться, они выносятся в отдельную таблицу, которую потом можно связать с другими таблицами. Такой подход резко снижает вероятность ошибок, связанных с вводом информации.
Количество строк в Excel не может превышать 65536, в Access же количество записей вообще не ограничено. Существует только лимит на общий размер файла – не более 2Гб.
В Excel есть встроенные средства по сортировке, фильтрации информации, созданию сводных таблиц и диаграмм, но они меркнут перед возможностями языка структурированных запросов (SQL) – главного инструмента для выборки и сортировки данных в любой СУБД.
Очевидно, база данных – это более подходящее место для хранения информации, чем таблицы Excel. Оптимальным решением будет создание базы данных для хранения информации, а анализ и вычисления следует проводить в электронных таблицах – оба этих приложения позволяют свободно обмениваться всей введенной информацией.
Классификация баз данных
Базы данных можно разделить по 4 признакам:
1. Применяемый язык программирования. Открытые базы опираются на один из универсальных языков. В замкнутых базах используются собственный язык программирования.
2. Выполняемые функции. Информационные базы данных предназначены для хранения и доступа к информации. Операционные позволяют проводить сложные обработки информации.
3. Сфера применения. Различают универсальные БД и специализированные, предназначенные для решения конкретных задач.
4. По «мощности» все БД делятся на корпоративные и настольные. Вторые имеют низкую стоимость, рассчитаны на единичного пользователя, имеют низкие требования к техническим средствам.
Корпоративные БД предназначены для работы в распределенной среде, поддерживают одновременную работу многих пользователей, предлагают широкие возможности по проектированию и администрированию базы.
5. По ориентации на целевую аудиторию. Существуют системы, заточенные на разработчиков и конечных пользователей. В первом случае СУБД должна обладать широкими возможностями отладки проектируемой базы данных, иметь возможность создавать не привязанное к СУБД приложение, в нее должны входить средства по созданию сложных и эффективных конечных продуктов.
БД для конечных пользователей должны быть просты, интуитивно понятны, должны иметь программную защиту от непреднамеренной порчи данных со стороны пользователя.
Модели баз данных
Существует 3 способа хранения информации в базах данных:
1. Иерархическая модель может быть представлена в виде дерева. На первом уровне расположен один объект. Ниже располагаются подчиненные ему объекты 2-го уровня. Каждый объект может иметь несколько подчиненных ему низшего уровня, но всегда связан только с одним объектом уровня выше. Примером иерархической модели служит операционная система Windows.
2. Сетевая модель является расширением иерархической. В ней убрано ограничение на количество связей объекта низшего уровня с объектом уровня выше. Примером такой модели служит сеть Интернет, которая представляет собой глобальную распределенную базу данных.
3. Реляционная (табличная) модель – самый распространенный способ хранения данных. Все данные собраны в таблицы, между которыми можно установить связи. На этом виде мы остановимся подробнее.
Реляционная модель баз данных
Большинство современных СУБД используют реляционную модель построения базы данных.
Для таких баз характерны следующие особенности:
1. Все таблицы имеют одинаковую структуру.
2. В каждой таблице есть ключевое поле, значения которого не могут повторяться.
3. Связь таблиц происходит через ключевые поля, когда ключевое поле одной из них приводится в соответствие с ключевыми полями других таблиц.
Сфера применения баз данных
Глобализация экономики, развитие компьютерной техники и распространение интернета создали предпосылки для внедрения компьютеризированных систем учета. В жизни мы на каждом шагу сталкиваемся с необходимостью и случаями, когда используется база данных. Пример можно найти и в библиотеке, где бумажные картотека уже заменена на электронный каталог, и в супермаркете, где давно уже применяется автоматизация торговли. Бухгалтерский и управленческий учет, торговля и склад – все это тоже не обходится без применения базы данных.
Даже обычным людям они могут пригодиться. Для них база данных — это набор карточек слов для обучения иностранному языку, электронный дневник, собрание кулинарных рецептов и так далее.Access – сама распространенная БД
Для этих целей не требуются сложные СУБД, заточенные на корпоративных клиентов. Обычно достаточно настольного приложения на одного пользователя. И лучше всего с этой задачей справится база данных Access. Она входит в состав пакета MS Office. Access ориентирована на конечного пользователя и имеет удобный интерфейс. Имеется огромное количество литературы, в которой рассматривается база данных. Пример учебной базы данных входит также и в состав Access.
Краткий обзор Access
Рассмотрим основные ее возможности – большинство из них характерны и для других БД. Приведем список элементов, из которых состоит любая база данных: таблица, отчет, запрос, форма.
Особенностью Access является то, что все они хранятся в одном файле. В Access существует понятие типа данных. То есть в столбец, которому присвоен числовой тип, нельзя ввести текст, и наоборот. Такое разделение информации по типам дает богатые возможности по сортировке, выборке, контролю над вводимыми значениями.
Сам ввод происходит не в таблицы, а через интерфейс, настроенный программистом. Таким образом можно обеспечить сохранность информации в таблице – пользователь просто не будет иметь к ней доступа. Кроме того, сам ввод данных будет комфортным и удобным.
За выборку данных из таблиц отвечает специальный язык – SQL. Он примерно одинаков для разных СУБД, хотя отдельные команды в них могут различаться. В Access выборка осуществляется с помощью запросов. Запросы носят динамический характер, то есть при вводе в таблицы новых данных результаты, выдаваемые запросом, будут меняться. Результат запроса можно также просмотреть в удобочитаемой форме в виде отчета.
Отчет — это шаблон документа, при открытии которого в него вносятся данные из запроса или таблицы. В Access создана гибкая система обмена данными, прежде всего между различными приложениями пакета Office. Данные из Access легко переносятся в Word или Excel. После чего их можно отправить по электронной почте, провести необходимые вычисления и опять экспортировать в Access.
База данных – это еще и среда программирования. В Access встроен мощный язык программирования – Visual Basic for Application(VBA). Он позволяет создавать достаточно сложные приложения, в том числе и для коммерческого применения.
Тенденции развития баз данных
Доступность интернета и распространение мобильных устройств способствуют развитию облачных технологий. Иными словами, все данные хранятся на удаленном сервере, и обработка информации происходит там же. Это позволяет, например, бизнесмену иметь доступ к актуальной информации в любой точке земного шара – достаточно лишь выйти в интернет с планшета или смартфона. Также он может удаленно внести изменения в свою БД.
Подобные сервисы уже работают и становятся все популярнее – например, существуют складские и торговые программы, выведенные в сеть. Для работы по такой схеме не требуется покупать мощный компьютер или приобретать дорогостоящее программное обеспечение. Фирмы, предоставляющие такие услуги, обычно взимают небольшую абонентскую плату за подключение к своему сервису.
Основы правильного проектирования баз данных в веб-разработке / Habr
Базы данных используются повсюду, включая большую часть проектов в мире веб-разработки. Всё, начиная от простейших блогов и каталогов, до серьезных социальных веб-проектов. Независимо от сложности сайта и соответствующей базы данных, каждый из них требует тщательного проектирования, чтобы работать эффективно, а также надежно.В этой статье мы рассмотрим основы разработки хорошего плана базы данных, независимо от ее окончательного предназначения. Для всех вариантов структуры баз данных есть набор стандартных правил и лучших практик, которыми следует пользоваться. Они будут способствовать базе данных оставаться организованной и сделает ее взаимодействие с сайтом более разумным и эффективным способом.
Какой функционал требуется от базы данных
Первый метод, используемый при планировании, это обычный мозговой штурм, делая записи на бумаге или как-то еще, в зависимости от того, что требуется хранить в базе данных, и что будет требоваться сайту. Старайтесь не думать об конкретных полях, таблицах, которые будут использоваться в конкретном случае — все специфичные моменты будут рассмотрены вами позже. Ваша цель на данном этапе состоит в том, чтобы получить общую и полную картину структуры базы данных, которую потом будете уточнять и делать более подробной. Зачастую в дальнейшем может быть более трудным добавить какие-то элементы в ваш план, нежели на первоначальном этапе.
Фото: binaryape
Отстранитесь от базы данных. Попытайтесь подумать, что будет требоваться от сайта? Например, если требуется сделать сайт, объединяющий людей, вы, возможно, сразу начнете думать о данных, которые будут хранить пользователи. Забудьте, отложите это на потом. Лучше запишите, что пользователи и информация о них должна храниться в базе данных. А что еще? Что пользователи будут делать на вашем сайте? Будут ли они публиковать записи, загружать файлы, фотографии, писать друг другу сообщения? Следовательно, база данных должна хранить всю эту информацию: записи, файлы, фотографии, сообщения и т. д.
Как будут взаимодействовать пользователи с вашим сайтом? Будет ли у них необходимость в поиске, например, их любимых рецептов, иметь доступ к записям, доступным конкретному сообществу, искать продукты или смотреть список недавно просмотренных и купленных продуктов? В базе данных должна быть предусмотрена возможность хранить рецепты, «закрытые» записи, доступные определенному кругу пользователей, информацию о продуктах, а также возможность связи определенного продукта и пользователя.
Определение необходимых таблиц и полей
Следующий этап заключается в том, чтобы определить, какие именно таблицы и поля потребуются в базе данных. Это ядро разработки и самая сложная её часть. Использование правильных методов связки таблиц, определение структуры данных в каждой таблице, выявление необходимости разброса этих данных по разным таблицам, — все эти проблемы всплывают при непосредственном проектировании базы данных. Теперь вам необходимо определить список очевидно необходимых таблиц и полей, будьте как можно более конкретным. В ходе этого процесса, какие-то элементы могут быть перестроены либо реорганизованы в целях повышения эффективности и безопасности базы данных.
Используйте инструмент моделирования данных
Теперь, когда вы знаете, что сайт должен будет делать, самое время определить, какую конкретно информацию нужно будет хранить. Очень уместным здесь окажется инструмент для проектирования баз данных, особенно имеющий возможность создавать визуальные модели базы данных, например, MySQL Workbench либо DBDesigner4. Gliffy является отличным бесплатным он-лайн инструментом для создания различных блок-схем и моделей баз данных.
Есть также более известный, качественный, на мой взгляд, инструмент — Microsoft Visio (только под Windows, цена $249.99). Но не пугайтесь, есть более дешевые альтернативы, многие из которых являются open-source проектами, в том числе два, упомянутых выше.
Ознакомьтесь с общими графическими обозначениями и стандартными визуальными элементами, необходимым для создания модели базы данных, и начните предварительное планирование с помощью блок-схем и диаграмм. Это позволит избежать логических ошибок, прежде чем будет создана уже какая-нибудь конкретная база данных.
Реляционные базы данных
Большинство баз данных являются реляционными базами данных. Это означает, что таблицы в базе данных связаны между собой каким-либо образом. Например, если существует «пользователь» на сайте интертнет-магазина, то он наверняка может быть связан с определенными продуктами, на основании информации об их заказах либо указании желаемых продуктах. Для базы данных блога авторы должны быть как-то связаны с записями, которые они написали, а авторизованные пользователи должны быть связаны с оставленными ими комментариями.
С помощью определенных методов реляционных баз данных мы можем хранить огромное количество информации в организованном виде в отдельных таблицах: одна для пользователей, одна для записей, одна для комментариев, для продуктов и т.д. Теперь мы можем связать данные в разных таблицах, использую уникальные ключи.
Любая запись в каждой таблице должна иметь уникальный ключ. Это типа «номера социального страхования» или «штрих-кода» для записи. Он является уникальным для каждой записи. И никакая другая записи не может иметь такой же идентификатор в той же таблице. Наличие уникальных имен или названий продуктов в базе данных не достаточно. Гораздо более эффективным является использование уникальных первичных ключей. Даже несколько уникальных полей в базе данных не защищают ее от возможности дублирования данных, что впоследствии может негативно сказаться на работе сайта.
Для связи двух таблиц мы используем внешний ключ, который является всего лишь идентификатором, ссылающимся на уникальный ключ в другой таблице, обычно это первичный ключ. В примере ниже мы видим, что первая таблица содержит информацию о трех авторах с уникальным идентификатором (id). Во второй таблице мы связываем каждую запись о статье с автором через этот идентификатор. Теперь мы можем найти автора первой статьи, и наоборот, видеть, что Том написал две статьи, Мэри — одну, а Джейн еще ни одной.
Это простая модель отношения вида один-к-одному. Существую также модели один-ко-многим и многие-ко-многим.
Группировка и разделение данных
Что касается полей, также важно знать, когда группировать определенную часть данных, а когда нет. Хороший способ определить, какая информация должна быть в одном поле или наоборот, подумать, будет ли необходимость изменять какую-либо её часть? Например, нужно ли хранить адрес, разбив его на составляющие: 1) улица, 2) город, 3) штат, 4) почтовый код, 5) страна?
Это неотъемлемая часть функционала сайта (возможно, пользователи или администраторы захотят искать других пользователей по адресу или штату), или просто увеличение места, занимаемого базой данных на диске? Если это не столь важно, зачем тогда нагружать базу данных на изменение 5 полей, когда можно обновить всего лишь одно строковое поле. Более удобным может быть вариант получения этих данных из HTML-формы, где поля разделены, а уже перед добавлением адреса в базу данных объединять значения из соответствующих полей в одну строку.
Это только один пример, но всегда имейте представление о наиболее эффективные способы организации полей таблицы, когда объединять их, когда содержать отдельно, ради поддержания функциональности сайта.
Нормализация базы данных
Нормализация представляет набор руководящих принципов, созданных для организации более эффективного хранения информации. Мы уже упоминали о некоторых важных основных практиках, которые входят в наиболее популярные нормальные формы. Есть пять нормальных форм. Было бы полезным ознакомиться с этими нормальными формами и разрабатывать базы данных в соответствии с их требованиями.
Нормализация базы данных большая тема, но уже понимание ее основ может вам чрезвычайно помочь. Чтобы иметь общее представление о каждой нормальной форме и нормализации в целом, не забудьте взглянуть на Основы нормализации баз данных.
Заключение
Проектирование баз данных — обширная тема, но от вас не потребуется многого, чтобы изучить основы и иметь представление о правильной структуре баз данных. Может быть, наиболее важным этапом проектирования базы данных является само его начало и мозговой штурм. Это то, что позволяет любому разработчику получить всю необходимую информацию заранее и реализовывать задуманное по мере необходимости. Только имея всю необходимую информацию для проектирования, можно создать эффективную базу данных с правильно связанными таблицами.
Любая база данных должна быть эффективной и масштабируемой. Данные постоянно редактируются, добавляются, удаляются, поэтому важным будет содержать базу данных организованной таким образом, чтобы поддерживать этот постоянно изменяющийся набор данных. Убедитесь, чтобы в создаваемой базе данных удалялась только та информация, которая должна, не дублировались бы записи и можно было бы ссылаться на другие данных легко и просто.
Дополнительные ресурсы
p.s. Претензии по переводу в личку приветствуются. Спасибо всем, кто не мешал 🙂
База данных — это что такое: где используется и как создается
Это устойчивое словосочетание обычно вызывает ассоциации с кино про спецслужбы. На самом деле база данных это та вещь, с которой мы сталкиваемся и в повседневной жизни довольно часто.
В широком смысле это понятие можно отнести к любой информации, которая расположена в соответствии с каким-нибудь принципом упорядоченности. Например карточки с именами и телефонами, сложенные по алфавиту. Каталог на сайте, где одежда или обувь распределены по цветам и размерам, это тоже своего рода база данных.
В цифровом мире
Однако в информатике базой данных может быть только цифровая информация, которую сможет обрабатывать и сохранять компьютер. Объекты в такой базе сгруппированы по какому-нибудь одному или нескольким общим свойствам. По этим параметрам система и отыскивает необходимое практически моментально.
Базы данных на любой вкус и цвет
Базы данных — совокупность хранимых объектов — бывают разных типов и каждый тип наиболее подходит для своей задачи. Базу иерархического типа можно изобразить в виде дерева, каждый объект в ней способен содержать в себе несколько подобъектов, но сам может быть частью только одного конкретного, вышестоящего.
Пример такой БД может увидеть каждый в своей Windows, структура папок этой операционной системы размещена именно в иерархическом порядке. Благодаря этому использование Windows очень простое в ручном режиме.
Сетевая база данных чем-то напоминает иерархическую. Её отличие в том, что каждый объект может зависеть сразу от нескольких вышестоящих. Поэтому при удалении одного объекта не произойдёт удаления зависимых от него. Такая модель БД подходит для создания программ управления финансами и их упорядочения.
Реляционная база данных одна из самых знакомых большинству из нас. По сути это таблица, набор таблиц, где данные лежат в ячейках. А отыскать их быстро можно по параметрам столбцов и строк этих таблиц.
Визуальный пример такой базы данных висит у вас на стене. Отыскав в календаре строчку недели мы можем легко узнать, какое число будет в нужный нам день, выбрав соответствующий ему столбец.
Зачем базы данных нужны лично нам
Умение обращаться с базой данных может пригодиться в разных областях деятельности. Если у вас есть собственный сайт, управление им существенно облегчится, если создать для него собственную базу данных. Благодаря ей контент сайта можно динамически обновлять и дополнять. Станет более удобной система управления.
Крупные объёмы информации будет легче хранить и использовать. Если на вашем сайте ожидается большое количество пользователей, создание собственной базы данных упростит работу с ними. Больше полезных советов по обслуживанию сайтов можно найти в этом разделе по ссылке.
Как ими управлять
Самое распространённое средство для работы с базами данных — MySql, оно поддерживает множество языков программирования. Подходит для выполнения различных задач — для создания баз, управления ими, для выборки отдельных записей из базы.
Эта система управления может работать с разными типами баз данных. Ещё одна сторона её универсальности — возможность пользоваться практически в любой операционной системе.
Чаще всего в работе с системой mysql используют язык php. Это один из самых популярных языков программирования для создания баз данных и для построения веб-сайтов. Его особенность в том, что он подходит ко множеству систем управления базами данных.
К тому же, если правильно спланировать сайт, написанный на php, его будет легко расширять и дополнять. Благодаря динамичности этого языка ваш сайт сможет быстро развиваться, принося больше радости и дохода.
Построй свой сайт эффективно
Хочется уже попробовать сделать собственный сайт функциональным и удобным? Загляните в видеокурс по созданию сайтов средствами PHP — «PHP и MySQL с Нуля до Гуру», с его помощью новичку в этой области будет проще освоиться.
Может оказаться, что это даже станет вашим хобби или профессией. Так что попробуйте сразу это средство разработки на практике, используя рекомендации из курса.
В моём блоге вы найдёте немало других интересных статей. Не забудьте подписаться на обновления, чтобы не пропустить самые свежие посты. Из моей группы Вконтакте обновления можно получать прямо в новостную ленту своей странички, подписавшись на группу.