Was sind Daten?

Daten sind eine Sammlung einer bestimmten kleinen Informationseinheit. Es kann in einer Vielzahl von Formen wie Text, Zahlen, Medien, Bytes usw. verwendet werden. Es kann in Papierstücken oder elektronischen Speichern usw. gespeichert werden.

Das Wort „Daten“ leitet sich vom Wort „Datum“ ab, das „einzelne Information“ bedeutet. Es ist der Plural des Wortes Datum.

In der Informatik sind Daten Informationen, die in eine Form für eine effiziente Bewegung und Verarbeitung übersetzt werden können. Daten sind austauschbar.

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Was ist eine Datenbank?

A Datenbank ist eine organisierte Sammlung von Daten, so dass sie leicht abgerufen und verwaltet werden können.

Sie können Daten in Tabellen, Zeilen und Spalten organisieren und indizieren, um das Auffinden relevanter Informationen zu erleichtern.

Datenbankhandler Erstellen Sie eine Datenbank so, dass nur ein Satz Softwareprogramme allen Benutzern Zugriff auf Daten ermöglicht.

Der Hauptzweck Die Aufgabe der Datenbank besteht darin, eine große Menge an Informationen durch Speichern, Abrufen und Verwalten von Daten zu verwalten.

Da sind viele dynamische Websites im World Wide Web, die über Datenbanken abgewickelt werden. Beispielsweise ein Modell, das die Verfügbarkeit von Zimmern in einem Hotel prüft. Es handelt sich um ein Beispiel für eine dynamische Website, die eine Datenbank verwendet.

Da sind viele Datenbanken zur Verfügung wie MySQL, Sybase, Oracle, MongoDB, Informix, PostgreSQL, SQL Server usw.

Moderne Datenbanken werden durch das Datenbankmanagementsystem (DBMS) verwaltet.

SQL oder Structured Query Language wird verwendet, um die in einer Datenbank gespeicherten Daten zu bearbeiten. SQL basiert auf der relationalen Algebra und der Tupel-Relationsrechnung.

Zur Darstellung des Bildes einer Datenbank wird eine zylindrische Struktur verwendet.

Entwicklung von Datenbanken

Die Datenbank hat eine mehr als 50-jährige Entwicklung von einem Flat-File-System zu relationalen und objektrelationalen Systemen hinter sich. Es hat mehrere Generationen durchlaufen.

Die Evolution

Dateibasiert

1968 war das Jahr, in dem dateibasierte Datenbanken eingeführt wurden. In dateibasierten Datenbanken wurden die Daten in einer Flatfile verwaltet. Obwohl Dateien viele Vorteile haben, gibt es einige Einschränkungen.

Einer der Hauptvorteile besteht darin, dass das Dateisystem über verschiedene Zugriffsmethoden verfügt, z. B. sequentiell, indiziert und zufällig.

Es erfordert umfangreiche Programmierung in einer Sprache der dritten Generation wie COBOL, BASIC.

Hierarchisches Datenmodell

1968-1980 war die Ära der hierarchischen Datenbank. Das herausragende hierarchische Datenbankmodell war das erste DBMS von IBM. Es wurde IMS (Information Management System) genannt.

In diesem Modell sind Dateien über- und untergeordnet verknüpft.

Das folgende Diagramm stellt das hierarchische Datenmodell dar. Kleiner Kreis stellt Objekte dar.

Wie das Dateisystem wies auch dieses Modell einige Einschränkungen auf, z. B. eine komplexe Implementierung, mangelnde strukturelle Unabhängigkeit, die einfache Handhabung einer Viele-Viele-Beziehung usw.

Netzwerkdatenmodell

Charles Bachmann entwickelte bei Honeywell das erste DBMS namens Integrated Data Store (IDS). Es wurde in den frühen 1960er Jahren entwickelt, aber 1971 von der CODASYL-Gruppe (Conference on Data Systems Languages) standardisiert.

In diesem Modell werden Dateien als Eigentümer und Mitglieder verknüpft, ähnlich wie beim gemeinsamen Netzwerkmodell.

Das Netzwerkdatenmodell identifizierte die folgenden Komponenten:

• Netzwerkschema (Datenbankorganisation)
• Unterschema (Ansichten der Datenbank pro Benutzer)
• Datenverwaltungssprache (prozedural)

Dieses Modell hatte auch einige Einschränkungen wie die Systemkomplexität und war schwierig zu entwerfen und zu warten.

Relationale Datenbank

1970 – heute: Es ist die Ära der relationalen Datenbank und des Datenbankmanagements. 1970 wurde das relationale Modell von E.F. Codd vorgeschlagen.

Das relationale Datenbankmodell hat zwei Hauptterminologien, die als Instanz und Schema bezeichnet werden.

Die Instanz ist eine Tabelle mit Zeilen oder Spalten

Schema gibt die Struktur wie den Namen der Beziehung, den Typ jeder Spalte und den Namen an.

Dieses Modell verwendet einige mathematische Konzepte wie Mengenlehre und Prädikatenlogik.

Die erste Internet-Datenbankanwendung wurde 1995 erstellt.

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Im Zeitalter der relationalen Datenbank wurden viele weitere Modelle wie objektorientierte Modelle, objektrelationale Modelle usw. eingeführt.

Cloud-Datenbank

Mit der Cloud-Datenbank können Sie strukturierte und unstrukturierte Daten über eine Cloud-Plattform speichern, verwalten und abrufen. Diese Daten sind über das Internet zugänglich. Cloud-Datenbanken werden auch Database as Service (DBaaS) genannt, da sie als Managed Service angeboten werden.

Einige der besten Cloud-Optionen sind:

• AWS (Amazon Web Services)
• Schneeflocken-Computing
• Oracle Database Cloud Services
• Microsoft SQL-Server
• Google Cloud-Schlüssel

Vorteile der Cloud-Datenbank

Geringere Kosten

Im Allgemeinen muss der Unternehmensanbieter nicht in Datenbanken investieren. Es kann ein oder mehrere Rechenzentren unterhalten und unterstützen.

Automatisiert

Cloud-Datenbanken werden durch eine Vielzahl automatisierter Prozesse wie Wiederherstellung, Failover und automatische Skalierung angereichert.

Erhöhte Zugänglichkeit

Sie können von jedem Ort und zu jeder Zeit auf Ihre cloudbasierte Datenbank zugreifen. Sie benötigen lediglich eine Internetverbindung.

NoSQL-Datenbank

Eine NoSQL-Datenbank ist ein Ansatz zum Entwerfen solcher Datenbanken, die eine Vielzahl von Datenmodellen unterstützen können. NoSQL steht für „nicht nur SQL“. Es handelt sich um eine Alternative zu herkömmlichen relationalen Datenbanken, bei denen Daten in Tabellen abgelegt werden und das Datenschema vor dem Aufbau der Datenbank perfekt entworfen wird.

NoSQL-Datenbanken eignen sich für große Mengen verteilter Daten.

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Einige Beispiele für NoSQL-Datenbanksysteme mit ihrer Kategorie sind:

• MongoDB, CouchDB, Cloudant (Dokumentenbasiert)
• Memcached, Redis, Kohärenz (Schlüsselwertspeicher)
• HBase, großer Tisch, Akkumulation (Tabellarisch)

Vorteil von NoSQL

Hohe Skalierbarkeit

Aufgrund der Skalierbarkeit kann NoSQL große Datenmengen verarbeiten. Wenn die Daten wachsen, skaliert die NoSQL-Datenbank sie, um diese Daten effizient zu verarbeiten.

Hohe Verfügbarkeit

NoSQL unterstützt die automatische Replikation. Die automatische Replikation sorgt für eine hohe Verfügbarkeit, da sich die Daten im Falle eines Fehlers selbst in den vorherigen konsistenten Zustand replizieren.

Nachteil von NoSQL

Open Source

NoSQL ist eine Open-Source-Datenbank, daher gibt es noch keinen zuverlässigen Standard für NoSQL.

Management-Herausforderung

Die Datenverwaltung in NoSQL ist viel komplizierter als in relationalen Datenbanken. Die Installation ist sehr anspruchsvoll und die tägliche Verwaltung noch hektischer.

GUI ist nicht verfügbar

GUI-Tools für NoSQL-Datenbanken sind auf dem Markt nicht leicht verfügbar.

Sicherung

Backup ist eine große Schwachstelle für NoSQL-Datenbanken. Einige Datenbanken wie MongoDB verfügen über keine leistungsstarken Ansätze zur Datensicherung.

Die objektorientierten Datenbanken

Die objektorientierten Datenbanken enthalten Daten in Form von Objekten und Klassen. Objekte sind die Entität der realen Welt und Typen sind die Sammlung von Objekten. Eine objektorientierte Datenbank ist eine Kombination relationaler Modellfunktionen mit objektorientierten Prinzipien. Es handelt sich um eine alternative Implementierung zum relationalen Modell.

Objektorientierte Datenbanken enthalten die Regeln der objektorientierten Programmierung. Ein objektorientiertes Datenbankverwaltungssystem ist eine Hybridanwendung.

Das objektorientierte Datenbankmodell enthält die folgenden Eigenschaften.

Objektorientierte Programmiereigenschaften

• Objekte
• Klassen
• Nachlass
• Polymorphismus
• Verkapselung

Eigenschaften relationaler Datenbanken

• Atomarität
• Konsistenz
• Integrität
• Haltbarkeit
• Parallelität
• Anfragebearbeitung

Graphdatenbanken

Eine Graphdatenbank ist eine NoSQL-Datenbank. Es handelt sich um eine grafische Darstellung von Daten. Es enthält Knoten und Kanten. Ein Knoten stellt eine Entität dar und jede Kante stellt eine Beziehung zwischen zwei Kanten dar. Jeder Knoten in einer Diagrammdatenbank stellt eine eindeutige Kennung dar.

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Diagrammdatenbanken eignen sich für die Suche nach Beziehungen zwischen Daten, da sie die Beziehungen zwischen relevanten Daten hervorheben.

Diagrammdatenbanken sind sehr nützlich, wenn die Datenbank eine komplexe Beziehung und ein dynamisches Schema enthält.

Es wird hauptsächlich in verwendet Lieferkettenmanagement , Identifizierung der Quelle von IP-Telefonie .

DBMS (Datenbankverwaltungssystem)

Ein Datenbankverwaltungssystem ist eine Software, die zum Speichern und Abrufen der Datenbank verwendet wird. Zum Beispiel Oracle, MySQL usw.; Dies sind einige beliebte DBMS-Tools.

• DBMS bietet die Schnittstelle zum Ausführen verschiedener Vorgänge wie Erstellen, Löschen, Ändern usw.
• Mit DBMS kann der Benutzer seine Datenbanken entsprechend seinen Anforderungen erstellen.
• Das DBMS nimmt die Anfrage der Anwendung entgegen und stellt spezifische Daten über das Betriebssystem bereit.
• DBMS enthält die Gruppe von Programmen, die gemäß den Benutzeranweisungen agieren.
• Es bietet Sicherheit für die Datenbank.

Vorteil von DBMS

Steuert Redundanz

Es speichert alle Daten in einer einzigen Datenbankdatei und kann so die Datenredundanz steuern.

für jedes Typoskript

Datenübertragung

Ein autorisierter Benutzer kann die Daten für mehrere Benutzer freigeben.

Sicherung

Es bietet ein Backup- und Wiederherstellungssubsystem. Dieses Wiederherstellungssystem erstellt automatisch Daten nach einem Systemausfall und stellt die Daten bei Bedarf wieder her.

Mehrere Benutzeroberflächen

Es bietet eine andere Art von Benutzeroberflächen wie GUI und Anwendungsschnittstellen.

Nachteil von DBMS

Größe

Für eine effiziente Ausführung benötigt es viel Speicherplatz und großen Arbeitsspeicher.

Kosten

DBMS erfordert einen Hochgeschwindigkeits-Datenprozessor und einen größeren Speicher, um DBMS-Software auszuführen, und ist daher kostspielig.

Komplexität

DBMS schafft zusätzliche Komplexität und Anforderungen.

RDBMS (Relationales Datenbankverwaltungssystem)

Das Wort RDBMS wird als „Relationales Datenbankverwaltungssystem“ bezeichnet. Es wird als Tabelle dargestellt, die Zeilen und Spalten enthält.

RDBMS basiert auf dem relationalen Modell; Es wurde von E. F. Codd eingeführt.

Eine relationale Datenbank enthält die folgenden Komponenten:

• Tisch
• Datensatz/Tupel
• Feld-/Spaltenname/Attribut
• Beispiel
• Schema
• Schlüssel

Ein RDBMS ist ein tabellarisches DBMS, das die Sicherheit, Integrität, Genauigkeit und Konsistenz der Daten gewährleistet.