Databáze

Databáze  - soubor dat uložených v souladu s datovým schématem , s jejichž manipulací se postupuje v souladu s pravidly nástrojů pro modelování dat [1] [2] [3] .

Řada odborníků upozorňuje na častou chybu, spočívající v nesprávném používání termínu „databáze“ místo termínu „ databázový systém správy “, a upozorňuje na nutnost rozlišovat mezi těmito pojmy [4] .

Problémy definice

Literatura nabízí mnoho definic pojmu „databáze“, odrážejících spíše subjektivní názor některých autorů, neexistuje však žádná obecně uznávaná jednotná formulace.

Definice z regulačních dokumentů, včetně norem :

• Databáze  - objektivně prezentovaná , soubor nezávislých materiálů (články, výpočty , nařízení , soudní rozhodnutí a další podobné materiály), systematizovaný tak, aby bylo možné tyto materiály vyhledat a zpracovat pomocí elektronického počítače (počítače) [5 ]
• Databáze  je soubor dat organizovaný podle koncepční struktury, která popisuje charakteristiky těchto dat a vztahy mezi nimi, která podporuje jednu nebo více aplikačních oblastí [6] .

Definice z autoritativních monografií :

• Databáze je soubor dat  organizovaných podle určitých pravidel a uchovávaných v paměti počítače , který charakterizuje aktuální stav určité tematické oblasti a slouží k uspokojování informačních potřeb uživatelů [7] .
• Databáze  je soubor trvalých (trvale uložených) dat používaných aplikačními softwarovými systémy podniku [8] .
• Databáze  je sdílený soubor logicky souvisejících dat (a popisu těchto dat) navržený tak, aby vyhovoval informačním potřebám organizace [9] .

Definice nejčastěji (explicitně nebo implicitně) obsahují následující rozlišovací znaky [10] :

1. Databáze je uložena a zpracována v počítačovém systému .
   Jakékoli nepočítačové úložiště informací ( archivy , knihovny , kartotéky atd.) tedy nejsou databázemi.
2. Data v databázi jsou logicky strukturována ( systematizována ) tak, aby byla zajištěna možnost jejich efektivního vyhledávání a zpracování v počítačovém systému.
   Strukturování implikuje explicitní výběr komponent ( elementů ), vazeb mezi nimi a také typování elementů a vazeb, ve kterých jsou určité sémantiky a platné operace spojeny s typem elementu (link) [11] .
3. Databáze obsahuje schéma nebo metadata , která formálním způsobem (podle nějakého metamodelu ) popisují logickou strukturu databáze.
   Podle GOST R ISO IEC TO 10032-2007 „trvalá data v databázovém prostředí zahrnují schéma a databázi. Schéma obsahuje popisy obsahu, struktury a omezení integrity použitých k vytvoření a údržbě databáze. Databáze obsahuje sadu trvalých dat definovaných schématem. Systém správy dat využívá definice dat ve schématu k zajištění přístupu a řízení přístupu k datům v databázi“ [1] .

Z uvedených znaků je přísný pouze první, zatímco ostatní umožňují různé interpretace a různé stupně hodnocení. Můžete stanovit pouze určitý stupeň souladu s požadavky na databázi.

V takové situaci hraje důležitou roli běžná praxe. V souladu s ní se například archivy souborů , internetové portály nebo tabulky neoznačují jako databáze , přestože mají do jisté míry vlastnosti databáze. Obecně se uznává, že tento stupeň je ve většině případů nedostatečný (i když mohou existovat výjimky).

Historie

Historii vzniku a vývoje databázových technologií lze posuzovat jak v širokém, tak i úzkém pohledu.

V širokém smyslu je pojem historie databází zobecněn na historii všech prostředků, kterými lidstvo ukládalo a zpracovávalo data. V této souvislosti jsou zmíněny např. způsoby účtování královské pokladnice a daní ve starověkém Sumeru (4000 př . n. l. ) [12] , vázané písmo Inků  - kipu , klínové písmo obsahující dokumenty asyrského království atd. že nevýhodou tohoto přístupu je rozostření pojmu "databáze" a jeho faktické sloučení s pojmy " archiv " a dokonce " psaní ".

Historie databází v užším slova smyslu posuzuje databáze v tradičním (moderním) smyslu. Tento příběh začíná v roce 1955 zavedením firmwaru pro zpracování záznamů. Software této doby podporoval model zpracování záznamů založený na souborech. Pro ukládání dat byly použity děrné štítky [12] .

Provozní síťové databáze se objevily v polovině 60. let 20. století . Operace na provozních databázích byly zpracovávány interaktivně pomocí terminálů. Jednoduchá indexově sekvenční organizace záznamů se rychle vyvinula do výkonnějšího modelu záznamu orientovaného na sady. Charles Bachmann obdržel Turingovu cenu za vedení práce Data Base Task Group (DBTG), která vyvinula standardní datový popis a jazyk pro manipulaci s daty .

Současně byl v databázové komunitě COBOL vyvinut koncept databázových schémat a koncept datové nezávislosti .

Další důležitý krok je spojen s příchodem relačního datového modelu na počátku 70. let 20. století díky práci Edgara Codda . Coddova práce připravila půdu pro úzké spojení mezi aplikovanou databázovou technologií a matematikou a logikou. Edgar F. Codd také obdržel Turingovu cenu za své příspěvky k teorii a praxi .

Samotný termín databáze ( anglicky  database ) se objevil na počátku 60. let 20. století a byl zaveden na sympoziích pořádaných SDC v letech 1964 a 1965 , i když byl zpočátku chápán spíše v úzkém smyslu, v kontextu systémů umělé inteligence . Termín vstoupil do širokého použití v moderním smyslu pouze v 70. letech 20. století [13] .

Typy databází

Existuje velké množství různých databází, které se liší v různých kritériích . Například v "Encyklopedii databázových technologií" [7] , na základě které je tato část napsána, je definováno více než 50 typů databází.

Klasifikace podle datového modelu obvykle zahrnuje:

• hierarchický ;
• objektově nebo objektově orientovaný ;
• věcně-relační ;
• vztahový ;
• síť ;
• funkční .

Klasifikace podle úložného prostředí rozlišuje mezi databázemi, které ukládají data do sekundární paměti ("tradiční", anglická  konvenční databáze ), rezidentní (všechna data ve fázi provádění jsou v RAM ) a terciární ( anglicky  terciární databáze ), ukládající data na odpojitelná zařízení hromadného úložiště - na bázi magnetických pásek nebo optických disků . Zároveň se ve všech třídách, tak či onak, používají všechna úložná prostředí, například pro rezidentní databáze DBMS zapisuje protokoly pouze pro zápis do trvalé paměti a pro tradiční databáze se používá mezipaměť v RAM.

Databáze lze také klasifikovat podle obsahu, například mohou být geografické, historické, vědecké, multimediální . Pro některé formy obsahu jsou vytvořeny specializované DBMS nebo jsou k obecnému DBMS přidány specializované funkce, mezi tyto databáze:

• prostorová ( angl.  space database ): báze s prostorovými vlastnostmi entit předmětné oblasti, používané v geografických informačních systémech ;
• temporal (temporal, eng.  temporal database ): podpora jakéhokoli časového aspektu , nepočítaje čas definovaný uživatelem.

Podle stupně distribuce se databáze dělí na centralizované (koncentrované; angl.  centralizovaná databáze ) - plně podporované na jednom zařízení a distribuované ( angl.  distribuovaná databáze ). Mezi různými možnostmi pro distribuované databáze vynikají následující:

• segmentovaný : rozdělený na části pod kontrolou různých instancí DBMS podle nějakého kritéria;
• replikovaná (replikovaná; eng.  replikovaná databáze ): stejná data jsou distribuována pod kontrolou různých instancí DBMS;
• heterogenní distribuovaná databáze :  fragmenty distribuované databáze v různých síťových uzlech jsou podporovány prostřednictvím více než jednoho DBMS.

Smíšené možnosti jsou možné například pro stejnou distribuovanou databázi, pro velké objekty se používá sharding a pro malé objekty se používá replikace.

Podle způsobů organizace úložiště lze rozlišit cyklické databáze (zapisují nová data místo zastaralých), streamingové databáze .

Super velké databáze

Velmi velká databáze ( anglicky  Very Large Database, VLDB ) je databáze, která zabírá extrémně velké množství místa na fyzickém úložném zařízení . Termín implikuje maximální možné objemy databáze, které jsou určeny nejnovějšími pokroky v technologiích fyzického ukládání dat a technologiích zpracování softwarových dat.

Kvantitativní definice pojmu „extrémně velký objem“ se v průběhu času mění. Takže v roce 1997 byla největší textová databáze na světě Knight Ridder's DIALOG o objemu 7 terabajtů [14] . V roce 2001 byla za největší databázi považována 10,5 terabajtů, v roce 2003 - 25 terabajtů [15] . V roce 2005 byly za největší databáze na světě považovány databáze s úložným objemem kolem sta terabajtů [16] . V roce 2006 využíval vyhledávač Google databázi o velikosti 850 terabajtů [17] .

Do roku 2010 se věřilo, že objem ultra velké databáze by se měl měřit alespoň v petabajtech [16] .

V roce 2011 Facebook ukládal data do clusteru 2 000 uzlů s celkovou kapacitou 21 petabajtů [18] ; do konce roku 2012 dosáhl objem dat Facebooku 100 petabajtů [19] , v roce 2014 - 300 petabajtů [20] .

Do roku 2014 podle nepřímých odhadů uložil Google na svých serverech celkem až 10–15 exabajtů dat [21] .

Podle některých odhadů budou mít genetici do roku 2025 data o genomech 100 milionů až 2 miliard lidí a uložení tohoto množství dat bude vyžadovat 2 až 40 exabajtů [22] .

Obecně platí, že podle odhadů IDC se celkové množství dat v „digitálním vesmíru“ zdvojnásobí každé dva roky a změní se ze 4,4 zettabytů v roce 2013 na 44 zettabytů v roce 2020 [23] .

Výzkum v oblasti ukládání a zpracování velmi rozsáhlých databází VLDB je vždy v popředí databázové teorie i praxe. Konkrétně od roku 1975 se každoročně koná Mezinárodní konference o velmi rozsáhlých databázích („International Conference on Very Large Data Bases“). Většina výzkumu probíhá pod záštitou neziskové organizace VLDB Endowment (Nadační fond VLDB), která zajišťuje propagaci vědecké práce a výměnu informací v oblasti velmi rozsáhlých databází a příbuzných oborů.

Viz také

• Architektura databázového systému
• Architektura ANSI - SPARC
• Znalostní základna
• velká data
• Informační systém
• Datový model
• Návrh databáze
• Úložiště dat
• Pozadí databáze
• Šifrování databáze

Poznámky

1. ↑ 1 2 GOST R ISO IEC TO 10032-2007: Referenční model správy dat (shodný s ISO/IEC TR 10032:2003 Informační technologie — Referenční model správy dat)
2. ↑ GOST 33707-2016 (ISO/IEC 2382:2015) Informační technologie (IT). Slovník
3. ↑ ISO/IEC TR 10032:2003 – Informační technologie – Referenční model správy  dat . www.iso.org. Získáno 9. července 2018. Archivováno z originálu 9. července 2018.
4. ↑ „Je třeba poznamenat, že termín databáze se často používá, i když ve skutečnosti znamená DBMS. […] Takové použití výrazů je trestuhodné . “ — K. J. Datum. Úvod do databázových systémů. - 8. vyd. - M .: "Williams", 2006, s. 50.
   "Tento termín (databáze) je často mylně používán místo termínu 'systém správy databáze'" . — Kogalovsky M.R. Encyklopedie databázových technologií. - M .: Finance and Statistics, 2002., s. 460.
   „Mezi neprofesionály […] vzniká zmatek při používání pojmů „databáze“ a „systém správy databáze“. […] Tyto podmínky striktně oddělíme . “ - Kuzněcov S. D. Základy databáze: výukový program. — 2. vydání, rev. — M.: Internetová univerzita informačních technologií; BINOMICKÝ. Knowledge Lab, 2007, s. 19.
5. ↑ Občanský zákoník Ruské federace, čl. 1260
6. ↑ ISO/IEC 2382 : 2015 - Informační technologie - Slovní zásoba  . www.iso.org. Získáno 9. července 2018. Archivováno z originálu dne 24. dubna 2021.
7. ↑ 1 2 Kogalovsky M. R., 2002 .
8. ↑ Datum K.J., 2005 .
9. ↑ Connolly T., Begg K., 2003 .
10. ↑ Miroshnichenko E. A. K formální definici pojmu „databáze“ Archivní kopie ze dne 27. dubna 2016 na Wayback Machine // Probl. informatika. 2011. č. 2. S. 83-87.
11. ↑ Je důležité pochopit, že strukturovanost databáze se neposuzuje na úrovni fyzického úložiště (kde jsou všechna data reprezentována sadami bitů nebo bajtů ), ale na úrovni nějakého logického datového modelu .
12. ↑ 1 2 Gray, J. Správa dat: minulost, současnost a budoucnost . Získáno 16. dubna 2010. Archivováno z originálu 27. dubna 2010. (neurčitý)
13. ↑ Haigh T. Jak data získala svůj základ: Software pro ukládání informací v 50. a 60. letech // IEEE Annals of the History of Computing. — 2009. — #4. říjen-prosinec
14. ↑ Velmi rozsáhlá databáze . Staženo 6. listopadu 2016. Archivováno z originálu 6. listopadu 2016. (neurčitý)
15. ↑ Riedewald M., Agrawal D., Abbadi A. Dynamické vícerozměrné datové kostky pro interaktivní analýzu masivních datových sad // In: Encyclopedia of Information Science and Technology, First Edition, Idea Group Inc., 2005. ISBN 9781591405535
16. ↑ 1 2 "Extrémní" databáze: Největší a nejrychlejší Archivováno 1. listopadu 2011 na Wayback Machine , 2010
17. ↑ Alex Chitu. Kolik dat Google ukládá? Archivováno 15. září 2016 na Wayback Machine , 2006
18. ↑ Švačko, Konstantin. Apache Hadoop.  Aktualizace škálovatelnosti . - 2011. - Sv. 36 , č. 3 . - str. 7-13 . - ISSN 1044-6397 .
19. ↑ Josh Constine. Jak velká jsou data Facebooku? Archivováno 12. září 2018 na Wayback Machine // TechCrunch , 23. 8. 2012
20. ↑ Wiener, J., Bronson N . Největší problémy s otevřenými daty na Facebooku archivovány 12. září 2018 na Wayback Machine , 22. 10. 2014
21. ↑ Colin Carson. Kolik dat Google ukládá? Archivováno 15. září 2016 na Wayback Machine , 2014
22. ↑ Asya Gorina. Rostoucí množství genetických dat se stalo výzvou pro vědu Archivováno 5. března 2017 na Wayback Machine
23. ↑ Shrnutí: Růst dat, obchodní příležitosti a IT imperativy . Získáno 12. září 2018. Archivováno z originálu 12. září 2018. (neurčitý)

Literatura

• Kogalovsky MR Encyklopedie databázových technologií. - M .: Finance a statistika , 2002. - 800 s. — ISBN 5-279-02276-4 .
• Kuzněcov SD Základy databází. - 2. vyd. - M. : Internetová univerzita informačních technologií; BINOMICKÝ. Vědomostní laboratoř, 2007. - 484 s. - ISBN 978-5-94774-736-2 .
• Datum CJ Úvod do databázových systémů = Úvod do databázových systémů. - 8. vyd. - M .: Williams , 2005. - 1328 s. - ISBN 5-8459-0788-8 (ruština) 0-321-19784-4 (anglicky).
• Connolly T., Begg K. Databases. Návrh, realizace a podpora. Teorie a praxe = Databázové systémy: Praktický přístup k návrhu, implementaci a správě. - 3. vyd. - M .: Williams , 2003. - 1436 s. — ISBN 0-201-70857-4 .
• Garcia-Molina G., Ulman J. , Widom J. Databázové systémy. Kompletní kurz = Databázové systémy: Kompletní kniha. - Williams , 2003. - 1088 s. — ISBN 5-8459-0384-X .
• Databanka  / A. B. Antopolsky // Velká ruská encyklopedie  : [ve 35 svazcích]  / kap. vyd. Yu. S. Osipov . - M  .: Velká ruská encyklopedie, 2004-2017.
• Datum, CJ Datum v databázi: Spisy 2000–2006. - Apress , 2006. - 566 s. - ISBN 978-1-59059-746-0 , 1-59059-746-X.
• Datum, databáze CJ do hloubky. - O'Reilly, 2005. - 240 s. - ISBN 0-596-10012-4 .
• Beynon-Davies P. (2004). Databázové systémy 3. vydání. Palgrave, Basingstoke, Spojené království. ISBN 1-4039-1601-2

Odkazy

• CITForum  - materiály na stránkách Centra informačních technologií
• Very Large Data Base  Endowment Inc.
• ACM SIGMOD  - Asociace pro výpočetní techniku: Zájmová skupina pro správu dat.

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Velká Katalánština Velká Katalánština Velká Katalánština Skvělý norský Velký Rus Britannica (online) Moderní Ukrajina
V bibliografických katalozích BNF : 11931023c GND : 4113276-2 J9U : 987007532088905171 LCCN : sh86007767 NDL : 00865521 NKC : ph114295