La gestione del database non è una singola entità; si tratta piuttosto di un insieme di azioni (e, in alcuni casi, di una tecnologia dedicata) per manipolare i dati aziendali nel corso della loro esistenza. Con l'aumento dei volumi di dati, le aziende hanno scoperto che i sistemi di gestione dei database sono essenziali per prevenire scarse prestazioni delle applicazioni e ridurre al minimo qualsiasi impatto su disponibilità, conformità e sicurezza.
Un’azienda può utilizzare numerosi approcci e azioni sotto l’egida della “gestione del database” per mitigare o prevenire gli effetti dannosi dell’espansione incontrollata ed esponenziale dei dati.
Che cos'è un sistema di gestione dei database (DBMS)?
Un sistema di gestione di database (DBMS) è un sistema definito dal software che mantiene i database e i relativi dati, mentre la gestione del database è un insieme di migliori pratiche. Microsoft SQL Server, Oracle Database e PostgreSQL sono esempi di popolari sistemi di gestione di database. Gli utenti hanno il controllo sui dati in un database utilizzando un DBMS e possono leggere, aggiornare, creare e rimuovere dati. Un sistema di gestione del database funge da interfaccia, consentendo agli utenti finali di accedere ai propri database e organizzare e accedere ai dati secondo necessità.
Un sistema di gestione del database consente agli utenti, come gli amministratori del database, di gestire i dati, il motore che consente agli utenti di accedere ai dati all'interno del database e lo schema del database, ovvero la struttura organizzativa del database. Un DBMS garantisce sicurezza e integrità dei dati, ma alcuni sistemi includono anche rollback e riavvii automatizzati, registri e attività di controllo all'interno di un database.
I sistemi di gestione dei database sono classificati in diversi tipi:
- Un sistema centralizzato in cui tutti i dati sono archiviati in un'unica area a cui gli utenti possono accedere per modificare i dati.
- Un sistema distribuito in cui i dati sono archiviati in molti nodi.
- Un sistema federato può offrire dati senza duplicare i dati di origine. Questa categoria è ulteriormente suddivisa in due sottocategorie:
- L'accesso ad altri database componenti è richiesto da un database connesso in modo debole.
- Un database strettamente connesso incorpora processi separati in un sistema federato.
- I sistemi di database Blockchain gestiscono transazioni finanziarie e non finanziarie.
Cosa costituisce un sistema di gestione dei dati?
- Il motore di archiviazione: il componente principale di un DBMS e salva i dati. È il componente del sistema che si collega al file system a livello del sistema operativo. Serve come punto di ingresso per qualsiasi query SQL che interagisce con i dati archiviati.
- Catalogo di sistema o dizionario del database: noto anche come catalogo dei metadati, questo componente funge da archivio centralizzato per tutti gli elementi del database creati. Viene utilizzato per confermare le richieste di dati dell'utente e per offrire informazioni sugli oggetti, sulla sicurezza, sulle prestazioni e su altre funzionalità di un database.
- Lingua di accesso al database: Ogni DBMS richiede un'interfaccia di programmazione dell'applicazione (API) per consentire agli utenti di creare database e accedere ai dati, che spesso vengono forniti tramite un linguaggio di accesso al database. Nei database relazionali, ad esempio, il linguaggio di query strutturato (SQL) è il linguaggio di accesso ai dati predefinito.
- Il motore di ottimizzazione: elabora le richieste di dati e le converte in direttive attuabili. Aiuta anche nell'ottimizzazione dei database.
- Processore di query: dopo che una query (richiesta dati) è stata ottimizzata, il processore di query gestisce la richiesta e restituisce i risultati. Serve come una sorta di intermediario tra il database e le query degli utenti.
- Gestore delle serrature: Questo componente impedisce a più utenti di modificare gli stessi dati contemporaneamente. Limita l'accesso per ciascun utente individualmente.
- Gestore registro: tutti i DBMS conservano i registri di come e quando i dati nel database vengono modificati, creati o rimossi. Il log manager, che può anche interfacciarsi con strumenti di database per ripristinare dati o creare backup, registra queste informazioni. Mantiene i registri organizzati e accessibili classificandoli.
- Utilità dati: questa categoria comprende un'ampia gamma di componenti che aiutano a facilitare la manutenzione del database e a monitorare l'attività. Possono comprendere software per il backup e il ripristino dei dati, controlli di integrità, reporting e monitoraggio, riparazioni di base, convalide e altre funzioni.
Tipi di sistemi di gestione del database
I database sono classificati in numerose categorie. Ecco alcuni tipi comuni:
#1. Database gerarchici
In un modello di sistema di gestione di database gerarchico (DBMS gerarchico), i dati vengono archiviati in un nodo di relazione padre-figlio. Oltre ai dati reali, i record in un database gerarchico contengono anche informazioni sui loro gruppi di connessioni padre/figlio.
I dati sono raggruppati in una forma ad albero in un modello di database gerarchico. Le informazioni vengono salvate sotto forma di una raccolta di campi, ciascuno con un singolo valore. I record sono collegati tra loro tramite relazioni genitore-figlio. Ogni voce figlio in un modello di database gerarchico ha un solo genitore. Un genitore può avere più di un figlio.
Per ottenere i dati da un campo, dobbiamo esaminare ciascun albero finché non viene individuato il record.
I database gerarchici sono comunemente utilizzati nei settori bancario e delle telecomunicazioni per costruire soluzioni ad alte prestazioni e alta disponibilità. All'inizio degli anni '1960, IBM creò la struttura del sistema di database gerarchico. Allo stesso tempo, la struttura gerarchica è elementare ma rigida a causa del legame uno-a-molti tra genitore e figlio.
I database gerarchici sono esempi ben noti, come IBM Information Management System (IMS) e il registro di Windows.
#2. Database di rete
I sistemi di gestione di database di rete (DBMS di rete) generano relazioni tra entità utilizzando una struttura di rete. I grandi computer digitali sono le piattaforme principali per i database di rete. I database di rete sono gerarchici; tuttavia, a differenza dei database gerarchici, in cui un nodo può avere un solo genitore, un nodo di rete può avere diverse relazioni. Un database di rete assomiglia a una ragnatela o a una rete collegata di record.
Nei database di rete, i bambini vengono indicati come membri, mentre i genitori vengono indicati come occupanti. Ogni bambino o membro differisce in quanto può avere più di un genitore.
Il processo di approvazione del modello di dati di rete è simile a quello di un modello di dati gerarchico. I dati di un database di rete sono organizzati in relazioni molti-a-molti.
#3. Database relazionali
Il collegamento tra i dati in un sistema di gestione di database relazionale (RDBMS) è relazionale e registrato in forma tabellare di colonne e righe. Ogni colonna in una tabella rappresenta un attributo e ogni riga rappresenta un record. Ciascuno dei campi di una tabella rappresenta un valore di dati.
Le query sugli RDBMS vengono eseguite utilizzando Structured Query Language (SQL), che include l'immissione, l'aggiornamento, la rimozione e la ricerca di record. I database relazionali utilizzano un campo chiave per identificare in modo univoco ogni riga in ciascuna tabella. Questi campi chiave possono essere utilizzati per collegare una tabella dati a un'altra.
I database più comuni e comunemente utilizzati sono i database relazionali. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite e IBM DB2 sono alcuni DDBMS comuni.
#4. Database di modelli orientati agli oggetti
Dobbiamo discutere l'utilità della programmazione orientata agli oggetti in questo modello. Richiede qualcosa di più della semplice memorizzazione di oggetti del linguaggio di programmazione. La semantica di C++ e Java viene migliorata dall'oggetto DBMS. Supporta la compatibilità con la lingua nativa fornendo funzionalità di sviluppo di database complete. Estende i linguaggi di programmazione a oggetti con funzionalità di database.
La tecnica della programmazione orientata agli oggetti è analoga alla creazione di applicazioni e database in un modello di dati e un ambiente linguistico coerenti. Le applicazioni utilizzano meno codice, una modellazione dei dati più intuitiva e sono più facili da mantenere. Con un po' di lavoro extra, gli sviluppatori di oggetti possono creare app di database complete.
L'integrità dei linguaggi di programmazione orientati agli oggetti e dei sistemi coerenti è la base per lo sviluppo di database orientati agli oggetti. La potenza dei database orientati agli oggetti deriva dal trattamento ciclico sia dei dati persistenti, come quelli presenti nei database, sia dei dati transitori, come quelli presenti nelle applicazioni in esecuzione.
#5. Database grafici
I database a grafo sono database NoSQL che utilizzano una struttura a grafo per le query semantiche. Le informazioni sono organizzate in nodi, bordi e proprietà. Un nodo in un database a grafo rappresenta un'entità o un'istanza, ad esempio un cliente, una persona o un veicolo. In un sistema di database relazionale, un nodo è identico a un record. In un database a grafo, un Edge descrive una relazione che collega i nodi. Le proprietà sono frammenti di informazioni che vengono aggiunti ai nodi.
I database a grafo includono Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial and Graph, OrientDB, ArrangoDB e MarkLogic. Alcuni RDBMS, in particolare Oracle e SQL Server 2017 e versioni successive, supportano anche la struttura del database a grafo.
#6. Database dei modelli ER
Un database viene generalmente utilizzato per implementare un modello ER. Ogni riga di tabella rappresenta un'istanza di un tipo di entità in un sistema di database relazionale semplice e ogni campo in una tabella rappresenta un tipo di attributo. Una relazione tra entità viene realizzata in un database relazionale memorizzando la chiave primaria di un'entità come puntatore o "chiave esterna" nella tabella di un altro oggetto.
#7. Banche dati di documenti
I database di documenti (Document DB) sono database NoSQL che archiviano dati sotto forma di documenti. Ogni documento rappresenta i dati, la sua relazione con altri dati e le relative proprietà dei dati. I dati in un database di documenti vengono archiviati in un formato chiave-valore.
Document DB ha recentemente guadagnato popolarità grazie al suo archivio documenti e alle funzionalità NoSQL. L'archiviazione dei dati NoSQL consente un'archiviazione e una ricerca dei documenti più rapida.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB e Azure DocumentDB sono tutti database NoSQL popolari.
#8. Database NoSQL
SQL non è il linguaggio di accesso ai dati principale nei database NoSQL. I database NoSQL includono database a grafo, database di rete, database di oggetti e database di documenti.
Poiché i database NoSQL non dispongono di schemi stabiliti, sono ideali per ambienti di sviluppo in rapida evoluzione.
NoSQL consente agli sviluppatori di apportare modifiche al volo senza dover riavviare i programmi.
I database NoSQL sono classificati in cinque tipi principali: colonna, documento, grafico, valore-chiave e oggetto.
Esempi di sistemi di gestione di database (DBMS)
# 1. MySQL
MySQL è un sistema di gestione di database relazionali client-server (RDBMS) open source. Innanzitutto definiamo l'architettura client-server. I client sono computer che installano e utilizzano il software RDBMS. Si connettono al server RDBMS ogni volta che hanno bisogno di accedere ai dati. Questo è il componente “client-server”.
#2. accesso Microsoft
Microsoft Access è un DBMS di Microsoft che combina il motore di database relazionale Microsoft Jet con un'interfaccia utente grafica e funzionalità di sviluppo software. Fa parte della suite di software Microsoft Office ed è disponibile nelle edizioni professionale e superiore.
#3. Oracolo
Oracle è un sistema di gestione di database relazionali sviluppato e gestito da Oracle Corporation. All'interno di un singolo database, attualmente supporta diversi modelli di dati come documento, relazionale e valore-chiave. Il sistema si basa su una base di database relazionale, attraverso la quale gli utenti possono accedere direttamente ai dati.
#4. MicrosoftSQL
Microsoft SQL Server, insieme a MySQL, PostgreSQL e Oracle, è uno dei sistemi di gestione di database relazionali più popolari come soluzione interamente commerciale. È in grado di archiviare e gestire in modo efficace i dati relazionali. Per comunicare con i database SQL Server.
Perché le aziende hanno bisogno della gestione dei database
L’esplosione dei dati non accenna a diminuire. Di conseguenza, le aziende stanno investendo in attività di gestione di database, gestori di database e sistemi di gestione di database per:
- Mantenere le attività commerciali come previsto.
- Mantenere un registro di clienti, inventari di dati e lavoratori.
- Mantieni le prestazioni della tua applicazione e del tuo database.
- Archiviare e organizzare molti tipi di dati.
- Automatizzare le operazioni e le procedure del database.
Soprattutto i vantaggi di un sistema di gestione di database sono difficili da trascurare, soprattutto perché cresce il volume di dati generati quotidianamente da esseri umani e macchine. Uno dei vantaggi più evidenti è la maggiore sicurezza dei dati in un database. Le aziende possono utilizzare DBMS per migliorare l'accesso ai dati e consentire agli utenti finali di condividere i dati all'interno dell'azienda. Avendo accesso ai dati precisi di cui hanno bisogno, questi utenti finali possono produrre vendite più rapide e fare scelte più rapide.
Inoltre, utilizzando un sistema di gestione di database, le aziende possono ridurre i problemi causati dall’incoerenza dei dati, che si verifica quando esistono diverse forme degli stessi dati in luoghi separati. Un DBMS offre alle organizzazioni un quadro completo e trasparente di come i dati vengono condivisi, evitando inutili copie dei dati. Un DBMS consente inoltre alle aziende di applicare standard di sicurezza e privacy dei dati, riducendo la possibilità di fuga di dati.
Infine, gli utenti finali sarebbero in grado di prendere decisioni informate sulla base dei dati a loro disposizione. Dati migliori e più coerenti forniscono informazioni utilizzabili e di alta qualità che possono aiutare gli utenti a prendere decisioni basate sui dati precisi di cui hanno bisogno. Ciò, a sua volta, porta ad un aumento della produttività in tutta l’organizzazione.
Come scegliere un sistema di gestione
Sia che la tua organizzazione voglia sviluppare le migliori pratiche di gestione del database o implementare un sistema di gestione del database, la selezione del DBMS corretto è influenzata da una varietà di criteri e priorità.
Comprendere i tuoi attuali database è il primo e più importante passo nella selezione del DBMS più adatto a te. Ogni database avrà il proprio set di dati, quindi le organizzazioni dovrebbero essere consapevoli dei propri requisiti. Un buon DBMS fornirà una visione consolidata dello stato dei tuoi dati, permettendoti di capire dove sono archiviati e come vengono utilizzati. Per non parlare del fatto che un DBMS fornirà l’accesso ai dati su diverse applicazioni senza la necessità di replica dei dati.
È inoltre fondamentale ricordare che, come molti altri sistemi, un DBMS richiederà memoria e CPU aggiuntive, quindi le organizzazioni dovrebbero valutare se possono soddisfare questo requisito. Tuttavia, i vantaggi dei DBMS sono palpabili, in particolare quando si tratta di grandi quantità di dati sensibili, come quelli riscontrati nelle istituzioni sanitarie.
Quali sono i 5 scopi dei sistemi di gestione di database?
Concorrenza, sicurezza, backup e ripristino, integrità e descrizioni dei dati sono tutte funzioni di un DBMS. I sistemi di gestione dei database offrono numerosi vantaggi, ma la loro configurazione è costosa e richiede molto tempo.
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Riferimenti
