18

Databázy a databázové systémy: Ako ich používať?


O databázach sa často hovorí nielen v IT svete, ale aj v tom bežnom. Využívať sa dajú na viacero spôsobov, no vo väčšine prípadov ti budú slúžiť na ukladanie a zoradenie nejakých dát. Ešte predtým, ako sa pustíš do ich využívania, najlepšie urobíš, keď si o nich naštuduješ základné informácie. Zistíš, ako fungujú a aké výhody ti prinesú.

Databázová administrátorka - Spracovávanie údajov
Moderné databázové systémy majú množstvo doplnkových funkcií.

Čo je to databáza?

Na otázku, čo je to databáza, existuje pomerne jednoduchá odpoveď. Databáza slúži na zhromažďovanie a usporiadanie dát. Mohli by sme ju preto označiť za nástroj, ktorý pracuje s dátami. Odborníci ju označujú aj ako množinu štruktúrovaných dát. Údaje, s ktorými databáza pracuje, sú rôzne. Využívajú ich IT spoločnosti pri vývoji softvéru ale aj  spoločnosti iného zamerania. Dobrým príkladom sú E-shopy, ktoré využívajú databázy na spracovanie informácií o ich vlastných produktoch, expedovaných objednávkach a ich zákazníkoch.

Čo sú databázové systémy?

Okrem samotných databáz sa stretneš aj s databázovými systémami. Skladajú sa z dvoch častí, a to z databázy a systému riadenia bázy údajov. Systém sa označuje anglickou skratkou DBMS (Database management system), prípadne slovenskou SRBD, čo predstavuje systém riadenia bázy dát.

Systém riadenia bázy dát uľahčuje organizáciu údajov

Systém riadenia bázy dát, známy pod spomínanou skratkou SRBD, predstavuje zdroj energie, prípadne motor každej databázy. Systém spracováva všetky požiadavky od používateľov. Tento nástroj funguje ako tretí článok medzi tebou a databázou. Spravuje však údaje aj samotnú databázovú schému súčasne, aby sa uľahčila organizácia a celková manipulácia s údajmi.

Databázové systémy slúžia na to, aby si sa v údajoch vyznal a dokázal ich využiť vo svoj prospech. Funkcie DBMS sa líšia v závislosti od toho, ktorý využiješ. Na to, aby systém mohol získať označenie databázový, musí vedieť riadiť perzistentné dáta a pristupovať k veľkému množstvu dát, a to čo najefektívnejšou cestou.

Systémové príkazy a normalizácia existujúcich schém

Moderné databázové systémy majú aj ďalšie vlastnosti. K nim patrí napríklad správa transakcií, využitie jazyka vyššej úrovne alebo autentifikácia používateľov. Užívatelia takisto ocenia možnosť prístupu zo vzdialených miest, podporu obnovy údajov v prípade poškodenia alebo presadzovanie obmedzení.

Systémy správy databáz fungujú na základe systémových príkazov. V praxi to funguje tak, že systém dostane inštrukcie od administrátora databázy. Na základe nich následne vykoná úpravu údajov, načítanie už existujúcich údajov zo systému a množstvo ďalších akcií.

V rámci databázových systémov sa môžeš stretnúť aj s označením normalizácia. Normalizácia v DBMS slúži na to, aby upravovala už existujúcu schému. Tým minimalizuje redundanciu a závislosť údajov rozdelením veľkej tabuľky na niekoľko menších a definovaním vzťahu medzi nimi.

Na čo slúži databázový model

Každá databáza obsahuje opis štruktúry a typu dát, ktoré sa v nej nachádzajú. Tento opis sa označuje aj ako logická schéma. Pomocou schémy sa opisujú objekty a vzťahy medzi nimi. Spôsobov tvorby schém je niekoľko. V súčasnosti sa najčastejšie využíva relačný model založený na tabuľkách. Databázový model slúži na to, aby určoval logickú štruktúru databázy. Rozhoduje, akým spôsobom sa môžu jednotlivé dáta ukladať, organizovať a ako sa s nimi môže manipulovať.

Databázový administrátor pri práci na počítači
Databázy môžeš využívať na ukladanie a organizovanie množstva údajov.

Použitie databáz v minulosti

Databázy sa využívajú už dlhé roky. Ich história siaha do 60. rokov, keď bol vyvinutý prvý systém riadenia bázy dát. V tomto období sa využíval hierarchický model, ktorý neskôr využila aj spoločnosť IBM pre svoj produkt IMS. Relačný model sa začal využívať v 70. rokoch. Využila ho napríklad spoločnosť Oracle.

V 80. rokoch sa začal výskum zameriavať na distribuované databázové systémy. V 90. rokoch ľudia upriamili pozornosť na objektovo orientované databázy, ktoré sa využívali najmä v oblastiach s komplexnejšími dátami. Relačný systém s nimi dokázal pracovať oveľa lepšie. Samostatnou kategóriou sú XML databázy. Ich cieľom je zmazať rozdiel medzi dátami a dokumentmi.

Vedel si, že...

… v 90. rokoch sa začali rozširovať open source databázy, ako napríklad PostgreSQL alebo MySQL?

Čo je relačná databáza?

Pri databázach sa stretneš aj s pojmom relačná databáza. ktorý označuje jednu z najpoužívanejších databáz. Ide o starý, no obľúbený systém, ktorý spravidla slúži na ukladanie firemných údajov. Spoločnosti ho využívajú napríklad pre informácie o objednávkach a faktúrach.

Relačné databázy ukladajú údaje do prehľadných tabuliek veľmi podobných tým, s ktorými sa stretneš v Exceli. Každá tabuľka v databáze následne tvorí reláciu. Medzi týmito jednotlivými reláciami vzniká relačný vzťah.

Odporúčame ti...

V spojitosti s relačnou databázou sa stretneš aj s označením SQL (Structured Query Language). Ide o základný jazyk, pomocou ktorého môžeš vytvárať databázy, pracovať s údajmi a zabezpečovať prístupy. Ak si len bežný používateľ databáz, nemusíš ho ovládať, no keď chceš z databáz vyťažiť čo najviac, určite sa ho oplatí poznať.

Pod slovom relácia môžeš chápať nielen tabuľky a ich vzťahy, ale takisto ďalšie objekty nachádzajúce sa v databáze. Sú to napríklad pohľady a indexy určené na rýchlejšie analyzovanie údajov, prípadne trigre slúžiace na automatizovanie činností.

Databázové tabuľky majú stĺpce a riadky. Platí, že každý stĺpec zodpovedá nejakému atribútu. Atribút predstavuje vlastnosť prvku alebo objektu. V počítačovej terminológii sa zvyčajne skladá z mena a hodnoty. V databázach takisto platí, že každý riadok zodpovedá jednému záznamu.

Access databáza vylepší správu tvojich dát

Na správu relačných databáz môžeš využívať prístroj Microsoft Access. S ním môžeš pridávať nové údaje do databázy, upravovať už existujúce údaje v databázach alebo odstrániť zbytočné informácie. Access slúži takisto na to, že umožňuje usporiadať a zobraziť údaje viacerými spôsobmi alebo zdieľať údaje s inými používateľmi.

Databázový administrátor využíva počítačový jazyk SQL
V databázach ti skvelo pomôže jazyk SQL.

Microsoft Access má niekoľko súčastí, a to:

  • Tabuľky – Access databáza vyzerá na prvý pohľad podobne ako tá v Exceli. Rozdiel je len v tom, ako sa údaje ukladajú a usporiadavajú.
  • Formuláre – slúžia na to, aby umožňovali vytvoriť používateľské rozhranie. V ňom môžeš zadávať a upravovať údaje. Formuláre zvyčajne obsahujú aj ovládacie prvky.
  • Zostavy – tento prvok slúži na formátovanie a prezentovanie údajov. Vždy, keď zostavu spustíš, bude odrážať aktuálne údaje v databáze.
  • Dotazy – vykonávajú v databáze niekoľko funkcií. Používatelia ich spravidla využívajú na načítanie údajov z tabuliek.
  • Makrá – pomocou makier môžeš do databázy pridať niektoré funkcie. Práve preto sa považujú za zjednodušený programovací jazyk.
  • Moduly – sú veľmi podobné ako makrá, pretože prostredníctvom nich môžeš pridávať do databázy funkcie. Rozdiel je však v tom, že ich môže písať napríklad v obľúbenom programovacom jazyku.

Aké ďalšie typy databáz poznáme

Databáza nie je len jedna. V skutočnosti existuje niekoľko typov, ktoré sa od seba odlišujú v závislosti od toho, aké údaje v nich ukladáš alebo spravuješ.

Centralizovaná databáza má vysokú bezpečnosť

Ako už z názvu vyplýva, centralizovaná databáza ukladá údaje v centralizovanom databázovom systéme. Používateľom umožňuje prístup k nim z rôznych miest prostredníctvom niekoľkých aplikácií. Tieto aplikácie disponujú aj procesom overovania, takže všetko, čo do databáz uložíš, je v bezpečí.

K výhodám centralizovanej databázy patrí najmä fakt, že manipulácia s údajmi neovplyvní ďalšie údaje. Zabúdať netreba ani na vysokú bezpečnosť. Mínusom centralizovanej databázy je to, že ak je veľká, zvyšuje sa čas odozvy. Problémy môže robiť aj aktualizácia. Aktualizovanie rozsiahleho systému nie je jednoduché.

Distribuovaná databáza uľahčuje prístup k údajom

V distribuovanej databáze sa údaje distribuujú medzi rôzne databázové systémy, ktoré sú prepojené s komunikačnými linkami, čo pomáha uľahčiť prístup k údajom.

Distribuované databázy sa môžu deliť na ďalšie typy, a to:

  • homogénne – systémy fungujú na rovnakom operačnom systéme a využívajú rovnaký aplikačný proces,
  • heterogénne – systémy fungujú na rôznych operačných systémoch a využívajú rôzne aplikačné postupy.

Výhodou tohto typu databáz je to, že systém možno kedykoľvek rozšíriť pridaním nových počítačov a ich pripojením k systému, pričom jedno zlyhanie servera neovplyvní celý súbor údajov.

Databázový administrátor zabezpečuje prevádzku databázového prostredia
Databázy môžu využívať jednotlivci aj veľké spoločnosti.

NoSQL databáza na ukladanie veľkého množstva dát

NoSQL je typ databázy, ktorá sa využíva na ukladanie širokej škály množín údajov. Na prvý pohľad sa môže zdať, že ide o relačnú databázu. NoSQL sa však odlišuje tým, že údaje ukladá nielen v tabuľkovej forme, ale aj v iných formách. NoSQL má viacero typov, ktoré sa od seba odlišujú najmä v závislosti od uložených údajov. Niektoré databázy slúžia napríklad na uloženie údajov vo forme grafu, iné sú zas určené na ukladanie dokumentov.

Silnou stránkou NoSQL databázy je to, že je perfektná na ukladanie veľkého množstva dát. Okrem toho je skvelá pre tých, ktorí nechcú ukladať dáta v štruktúrovanom formáte. Veľkým plusom je aj to, že databáza poskytuje vysokú škálovateľnosť.

Cloudová databáza umožňuje jednoduchý prístup

Cloudová databáza funguje na základe ukladania dát vo virtuálnom prostredí. Používateľom poskytuje rôzne služby cloud computingu na prístup k databáze. Je to napríklad SaaS, PaaS alebo IaaS. V súčasnosti existuje veľa cloudových platforiem, pričom k najpopulárnejším patria Amazon Web Services, Microsoft Azure alebo Kamatera.

Najstaršia hierarchická databáza

Hierarchická databáza ukladá dáta hierarchicky, čiže v stromovej štruktúre. Patrí k najstarším, ktoré boli v minulosti veľmi obľúbené. Využívala ju aj spoločnosť IBM. Dnes ju nahrádzajú iné typy databáz.

Aké ďalšie databázy poznáme?

Okrem všetkých spomínaných existujú aj ďalšie typy databáz. K nim patria:

  • Objektovo orientovaná databáza – na ukladanie údajov používa prístup založený na objektovo dátovom modeli. Dáta sú prezentované a uložené ako objekty, ktoré sa podobajú objektom používaným v objektovo orientovanom programovacom jazyku.
  • Osobná databáza – ide o databázu určenú len pre jedného užívateľa.
  • Sieťová databáza – zvyčajne sa riadi sieťovým dátovým modelom. Na rozdiel od hierarchickej databázy umožňuje, aby mal každý záznam viacero podradených a nadradených uzlov.
IT Databázový administrátor na pracovisku
Organizuj dáta pomocou databáz.

Prečo sa oplatí poznať fungovanie databáz?

Mnohí ľudia si myslia, že databázy nikdy nevyužijú. Opak je však pravdou. Pomerne blízky kontakt s nimi máš aj pri rutinnej práci s tabuľkami, kedy využívaš bleskurýchle vzorce a užitočné Excel funkcie. Jednoduché tabuľky s niekoľkými riadkami a stĺpcami ti však po čase nemusia stačiť, a to najmä vtedy, keď máš údajov príliš veľa.

V takýchto situáciách ťa zachránia databázy, kde môžeš údaje nielen vložiť, ale takisto prakticky organizovať a kedykoľvek vyberať a používať. Keď ti po čase nebude stačiť ani takýto základ, presunieš sa na pokročilejšie operácie.

Prečo by si mal využívať databázy aj ty?

Databázy sa dajú využívať na tisícky rôznych spôsobov. V rámci nich môžeš dáta nielen ukladať, ale takisto spravovať a organizovať. Dokážu ti tiež uľahčiť prácu a orientáciu v množstve rôznych informácií. Využi základné poznatky, ktoré sme ti o databázach poskytli, a aplikuj ich do praxe. Možno aj takáto praktická zručnosť a najnovšie pracovné ponuky v IT ti môžu naštartovať kariéru.