Databáze
Obsah boxu
| Databáze | |
|---|---|
| Anglický název | Database |
| Typy | Relační, NoSQL (dokumentové, sloupcové, grafové, klíč-hodnota), objektové, hierarchické, síťové |
| Klíčové komponenty | Data, schéma, databázový systém řízení (DBMS), databázové aplikace |
| Obory | Informatika, programování, správa dat, business intelligence |
| Význam | Organizovaná kolekce strukturovaných informací nebo dat, typicky uložených elektronicky v počítačovém systému. Umožňuje efektivní ukládání, správu, aktualizaci a získávání dat. |
| Příklady použití | Webové stránky, e-commerce, bankovní systémy, zdravotnictví, sociální sítě, vědecký výzkum |
| Související pojmy | Data, informace, SQL, NoSQL, big data, cloud computing, umělá inteligence |
| Důležité vlastnosti | Integrita dat, bezpečnost, konzistence, dostupnost, škálovatelnost |
Databáze je organizovaná kolekce dat nebo informací, typicky uložených a spravovaných elektronicky v počítačovém systému. Databáze je navržena tak, aby umožňovala efektivní ukládání, správu, aktualizaci a získávání dat. Je základním kamenem většiny moderních aplikací, od webových stránek a e-commerce systémů po bankovní systémy a zdravotnické informační systémy.
---
Základní koncepty
- Data: Surová fakta, čísla, text nebo multimédia (např. jméno, datum narození, adresa).
- Informace: Zpracovaná, strukturovaná a interpretovaná data, která mají význam a kontext. Databáze transformuje data na informace.
- Schéma: Popis struktury databáze. Definuje typy dat, vztahy mezi nimi a pravidla pro integritu dat. Je to jako "plán" databáze.
- Databázový systém řízení (DBMS): Software zodpovědný za správu databáze. Umožňuje uživatelům a aplikacím interagovat s databází, ukládat, načítat, aktualizovat a mazat data. Příklady zahrnují MySQL, PostgreSQL, Microsoft SQL Server, Oracle Database, MongoDB.
- Databázová aplikace: Software, který komunikuje s DBMS a poskytuje uživatelům rozhraní pro interakci s daty (např. internetové bankovnictví, rezervační systém).
---
Historie databází
Koncept ukládání a organizování informací je starý jako lidstvo samo, ale moderní databáze se začaly vyvíjet s nástupem počítačů:
- 50. a 60. léta 20. století: Zpočátku se data ukládala v souborových systémech. S rostoucí složitostí a objemem dat se objevila potřeba efektivnějších metod. Vznikly první hierarchické a síťové databáze.
- 70. léta 20. století: Edgar F. Codd z IBM představil relační model databází. Tento model se stal dominantním díky své jednoduchosti, flexibilitě a matematickému základu. V té době byl také vyvinut jazyk SQL (Structured Query Language).
- 80. a 90. léta 20. století: Relační databáze se staly standardem. Rozšířily se komerční DBMS jako Oracle a Microsoft SQL Server.
- 21. století: S nástupem internetu, big data a cloudových technologií se objevila potřeba databází, které by dokázaly lépe zpracovávat obrovské objemy nestrukturovaných a polostrukturovaných dat. To vedlo k rozvoji NoSQL databází.
---
Typy databází
Relační databáze (SQL)
Nejběžnější typ databází. Data jsou uložena v tabulkách s řádky a sloupci, a vztahy mezi tabulkami jsou definovány pomocí cizích klíčů. Používají SQL pro definici a manipulaci s daty.
- Příklady: MySQL, PostgreSQL, Oracle Database, Microsoft SQL Server, SQLite.
- Vhodné pro: Strukturovaná data, transakční systémy (bankovnictví, e-commerce), kde je klíčová konzistence a integrita dat (ACID vlastnosti).
NoSQL databáze
Nerepresantativní (non-relational) databáze jsou navrženy pro práci s velkými objemy nestrukturovaných, polostrukturovaných a různorodých dat. Jsou flexibilnější ve schématu a často lépe škálovatelné.
- Dokumentové databáze: Ukládají data jako dokumenty (např. JSON, XML). Příklady: MongoDB, Couchbase.
- Sloupcové databáze: Ukládají data ve sloupcích namísto řádků, optimalizované pro agregace a analytické dotazy. Příklady: Cassandra, HBase.
- Grafové databáze: Data jsou uložena jako uzly a hrany, ideální pro reprezentaci složitých vztahů a sítí. Příklady: Neo4j, Amazon Neptune.
- Klíč-hodnota databáze: Nejjednodušší typ, ukládá data jako dvojice klíč-hodnota. Příklady: Redis, DynamoDB.
- Vhodné pro: Big data, real-time webové aplikace, sociální sítě, analytické aplikace, kde je důležitá škálovatelnost a flexibilita schématu.
Další typy
- Objektově orientované databáze: Ukládají data jako objekty, podobně jako v objektově orientovaném programování.
- In-memory databáze: Ukládají data v operační paměti pro velmi rychlý přístup.
- Cloudové databáze: Databáze hostované v cloudu, nabízejí škálovatelnost a dostupnost jako služba.
---
Klíčové vlastnosti databází
- Integrita dat: Zajištění přesnosti a konzistence dat pomocí pravidel a omezení (např. jedinečné klíče, referenční integrita).
- Bezpečnost: Ochrana dat před neoprávněným přístupem, úpravou nebo zničením (např. autentizace, autorizace, šifrování).
- Konzistence: Zajištění, že data v databázi jsou vždy v platném stavu, a to i po transakcích.
- Dostupnost: Zajištění, že data jsou k dispozici uživatelům a aplikacím, kdykoli je potřeba.
- Škálovatelnost: Schopnost databáze zvládnout rostoucí objem dat a počet uživatelů (vertikální nebo horizontální škálování).
- Trvanlivost (Durability): Zajištění, že jednou provedené změny v databázi jsou trvalé a neztratí se ani při výpadku systému.
---
Použití databází
Databáze jsou nezbytné pro téměř všechny moderní digitální systémy:
- Webové stránky a aplikace: Ukládají uživatelská data, obsah, nastavení a mnoho dalšího.
- E-commerce: Spravují katalog produktů, objednávky zákazníků, platební informace.
- Bankovní a finanční systémy: Zajišťují bezpečné a konzistentní zpracování transakcí.
- Zdravotnictví: Uchovávají záznamy o pacientech, historii léčby, výsledky testů.
- Sociální sítě: Spravují profily uživatelů, příspěvky, spojení, zprávy.
- Vědecký výzkum: Ukládají a analyzují obrovské objemy experimentálních dat.
- Logistika a řízení dodavatelských řetězců: Sledují zásoby, objednávky, přepravu.
---
Pro laiky
Představte si databázi jako obrovskou, velmi dobře uspořádanou kartotéku nebo knihovnu, ale místo papírových kartiček nebo knih jsou v ní informace uložené v počítači. Díky tomu můžete velmi rychle najít přesně to, co potřebujete – třeba informace o všech zákaznících, všechny filmy v kině, nebo všechny produkty v obchodě. A nejen najít, ale i přidávat nové, mazat staré nebo je měnit. Software, který tuto kartotéku řídí (to je ten "databázový systém řízení"), se stará o to, aby všechno bylo správně, bezpečně a vždy k dispozici.
---