Привет, Хабр!
Это статья больше для начинающих или любознательных, тут я постарался простыми словами объяснить что же такое эта база данных и для чего они используются на проектах.
Что такое база данных?
База данных — это организованная коллекция данных, которая позволяет удобно хранить, управлять и извлекать информацию. Представьте себе большой шкаф с ящиками, где каждый ящик содержит определённый тип информации. Этот шкаф — ваша база данных.
Для чего используются базы данных в проектах?
Базы данных являются неотъемлемой частью практически любого современного проекта, будь то веб-приложение, мобильное приложение, система управления предприятием или научное исследование. Вот несколько ключевых областей применения баз данных в проектах:
1. Хранение и управление данными
Базы данных используются для систематического хранения больших объемов данных. Это включает:
Клиентские данные: Информация о пользователях, их профили, настройки и предпочтения.
Транзакционные данные: История покупок, заказы, платежи.
Контент: Тексты, изображения, видео, документы и другие мультимедийные файлы.
2. Обеспечение быстрого доступа к данным
Эффективные алгоритмы поиска и индексации позволяют быстро извлекать необходимые данные из базы, что критично для высоконагруженных систем, таких как социальные сети или интернет-магазины.
3. Обеспечение целостности данных
Базы данных помогают поддерживать целостность данных путем использования транзакций и ограничений. Это особенно важно для финансовых приложений, где недопустимы ошибки и несогласованности в данных.
4. Многопользовательская среда
Базы данных обеспечивают одновременный доступ к данным для множества пользователей, что позволяет разрабатывать многопользовательские приложения и системы.
5. Аналитика и отчеты
Базы данных используются для хранения и анализа данных с целью генерации отчетов и получения инсайтов. Это помогает бизнесам принимать обоснованные решения на основе данных.
6. Интеграция с другими системами
Базы данных часто служат центральным звеном в архитектуре предприятия, обеспечивая интеграцию между различными системами и приложениями через API и ETL-процессы.
7. Обеспечение безопасности данных
Использование баз данных позволяет реализовать строгие меры безопасности, такие как шифрование данных, контроль доступа и аудит действий пользователей.
8. Масштабируемость
Современные базы данных, такие как распределенные NoSQL базы данных, позволяют масштабировать систему горизонтально, добавляя новые узлы для обработки увеличивающегося объема данных и нагрузки.
Примеры использования баз данных в реальных проектах
Интернет-магазины: Хранение информации о товарах, клиентах, заказах и платежах.
Социальные сети: Управление пользователями, постами, комментариями и лайками.
Банковские системы: Обработка транзакций, управление счетами клиентов и проведение аналитики.
Медицинские системы: Хранение данных о пациентах, медицинских историях и результатах анализов.
Образовательные платформы: Управление курсами, студентами, оценками и учебными материалами.
Виды баз данных
Существует множество видов баз данных, но основные типы можно выделить следующим образом:
Реляционные базы данных (SQL): Эти базы данных организованы в виде таблиц, где данные связаны друг с другом с помощью ключей. Примеры: MySQL, PostgreSQL, SQLite.
Нереляционные базы данных (NoSQL): В таких базах данных информация хранится не в виде таблиц, а в других форматах, например, в виде документов, графов или пар "ключ-значение". Примеры: MongoDB, Redis, Cassandra.
Графовые базы данных: Используются для хранения и управления данными, которые удобно представлять в виде графов (узлы и связи между ними). Примеры: Neo4j, ArangoDB.
Базы данных на основе документов: Данные хранятся в формате документов, часто в JSON или XML. Примеры: MongoDB, CouchDB.
На 90% которых я работал почти всегда используется Реляционная база
Методика понимания базы данных
Для того чтобы понять, как устроена база данных, давайте используем бытовой пример.
Вы пришли в магазин и начинаете задавать вопрос "Что есть у ...?"
Основные атрибуты магазина
Начнем с того, "Что есть у магазина?". Вот основные атрибуты:
Адрес
Товары
Часы работы
Сотрудники
Полки
Кассы
и т.д.
Теперь рассмотрим каждый из этих атрибутов подробнее.
Магазин как база данных
Адрес
Каждый магазин имеет уникальный адрес. В базе данных это можно представить как таблицу с единственной записью:
Магазин | Адрес | Площадь М2 | Полки шт. | Сотрудники кол-во |
|---|---|---|---|---|
Магазин1 | Улица Ленина, 1 | 150 | 30 | 20 |
Товары
У каждого магазина есть товары. Задаём вопрос "Что есть у товара?"
Магазин - самое главное, то что нам поможет индицировать товар
Поставщик
Объем
Количество
Марка
Срок годности
и т.д.
По моей практике у магазина самый большой список атрибутов)))
Товары могут быть представлены в отдельной таблице:
Название магазина | Товар | Поставщик | Количество | Марка | Срок годности |
|---|---|---|---|---|---|
Магазин1 | Молоко | Поставщик1 | 50 | Простоквашино | 2024-06-01 |
Магазин1 | Хлеб | Поставщик2 | 100 | Бородинский | 2024-06-10 |
Магазин2 | Яйца | Поставщик1 | 70 | Дедушкины | 2024-06-10 |
Сотрудники
"Что есть у сотрудника?"
Магазин | Фамилия | Должность | Дата рождения | Заработная плата |
|---|---|---|---|---|
Магазин1 | Иванов | Уборщик | 12.03.1987 | 100 000 |
Магазин2 | Петров | Продавец | 25.05.1998 | 120 000 |
Полки
"Что есть у полки?"
Название магазина | Номер | Размер | Категория |
|---|---|---|---|
Магазин1 | Полка1 | 3Х4 | А |
Магазин1 | Полка2 | 5Х5 | Б |
Кассы
Кассы, через которые проходят покупки:
Название магазина | Номер | Сотрудник |
|---|---|---|
Магазин1 | Касса1 | Иванов |
Магазин2 | Касса2 | Петров |
Связи между атрибутами
Если мы объединим все таблицы, то увидим, что у Магазина 1, есть два товара Хлеб и Молоко, есть 1 сотрудник уборщик Иванов, две полки размером 3Х4 и 5Х5 и 1 касса на которой сидит уборщик Иванов, да-да не удивляйтесь)
Объединение таблиц (джойнимся)
Теперь давайте рассмотрим, как связаны между собой различные атрибуты. Например, у магазина есть много товаров. Это связь один ко многим: один магазин — много товаров.
Для этого мы совмещаем таблицы (JOIN), на сленге джойним)
Берем таблицу с магазинами и к ней по названию магазина присоединяем таблицу с товарами, таким образом мы можем увидеть ассортимент магазина
Магазин | Товар |
|---|---|
Магазин1 | Молоко |
Магазин1 | Хлеб |
Кроме того, можно связать сотрудников с кассами, что тоже является связью один ко многим: один сотрудник может работать на одной кассе, но каждая касса имеет только одного сотрудника.
Касса | Сотрудник |
|---|---|
Касса1 | Иванов |
Касса2 | Петров |
Заключение
Все данные разбивают на таблиц (сущности) Независимо от того, используете ли вы реляционные или нереляционные базы данных, понимание основных принципов их работы и структуры поможет вам эффективно работать с данными. Пример с магазином показал, как можно разложить сложную систему на простые элементы и связи, что является основой для проектирования и использования баз данных.
Надеюсь для обывателья объяснил доступным языком, жду комменты
Спасибо, Хабр!
