Databázy a databázové systémy: Ako ich používať?

O databázach sa často hovorí nielen v IT svete, ale aj v tom bežnom. Dajú sa používať na viacero spôsobov, no vo väčšine prípadov ti budú slúžiť na ukladanie a zoraďovanie nejakých dát. Ešte predtým, ako sa pustíš do ich využívania, najlepšie urobíš, keď si o nich naštuduješ základné informácie. Zistíš, čo je databáza, ako databázový systém funguje a aké výhody ti prinesú.

Čo je to databáza?

Na otázku, čo je databáza, existuje pomerne jednoduchá odpoveď. Databáza slúži na zhromažďovanie a usporadúvanie dát. Môžeš ňou vytvárať akési dátové centrum. Mohli by sme ju preto označiť ako nástroj, ktorý pracuje s dátami. Odborníci ju označujú aj ako množinu štruktúrovaných dát, databázový program. Údaje, s ktorými databáza pracuje, sú rôzne.

Využívajú ich IT spoločnosti pri vývoji softvéru ale aj  spoločnosti iného zamerania. Kľúčový proces pri návrhu, vývoji a implementácii nového softvéru alebo informačného systému má aj normalizácia databázy. Dobrým príkladom sú e-shopy, ktoré ich používajú na databázové spracovanie informácií o ich vlastných produktoch, expedovaných objednávkach a zákazníkoch.

Normalizácia databázy

Normalizácia databáz je metodika a proces organizácie štruktúry dát v databáze tak, aby bol dosiahnutý optimálny výkon. Cieľom normalizácie je zabezpečiť efektívne ukladanie, aktualizovanie a vyhľadávanie informácií v databáze.

Existuje niekoľko noriem normalizácie databáz, ktoré sú známe ako normály. Dve najčastejšie normály sú:

Prvá normála (1NF), kedy každý stĺpec v tabuľke by mal obsahovať iba atomické hodnoty.

Druhá normála (2NF): V tabuľke by mal byť každý stĺpec úplne závislý od primárneho kľúča.

Čo sú databázové systémy?

Okrem samotných databáz získavaš aj znalosti o databázových systémoch a spoznáš databázové programy.
Databázové systémy predstavujú sofistikované softvérové nástroje, ktoré sú navrhnuté na efektívne uskladňovanie, usporiadanie, spravovanie a manipuláciu s dátami. Sú tvorené viacerými kľúčovými časťami, ktoré spolupracujú na zabezpečení účinného riadenia informácií v databáze.
Systém sa označuje anglickou skratkou DBMS (database management system), prípadne slovenskou SRBD, čo predstavuje systém riadenia bázy dát. Opíšeme ti bližšie databázové systémy, príklady aj ich výhody či to, ako prebieha tvorba databázy.

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 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 použiješ. 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. Patrí k nim napríklad správa transakcií, využitie jazyka vyššej úrovne alebo autentifikácia používateľov. Používatelia 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 vyzerá tak, že systém dostane inštrukcie od databázového administrátora. 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. Niekde sa stretneš aj s pojmom relačný dátový model. Databázové modely, alebo aj databázový model slúži na to, aby určoval logickú štruktúru databázy. Rozhoduje o tom, akým spôsobom sa môžu jednotlivé dáta ukladať, organizovať a ako sa s nimi môže manipulovať.

Použitie databáz v minulosti

Databázy sa používajú už dlhé roky. Ich história siaha do 60. rokov, keď bol vyvinutý prvý systém riadenia bázy dát. V tomto období sa používal hierarchický model, ktorý neskôr využila aj spoločnosť IBM pre svoj produkt IMS. Relačný model sa začal používať 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.

Čo je SQL databáza?

Pri databázach sa stretneš aj s pojmom relačná databáza (tiež nazývaná SQL databáza), alebo relačný databázový systém (RDBMS) je typ databázového systému, ktorý používa spomínaný data model relácií na organizáciu a manipuláciu dát.

SQL databázy predstavujú kategóriu relačných databázových systémov, kde organizácia a manipulácia s dátami je riadená pomocou SQL (Structured Query Language). SQL slúži na definovanie štruktúry databázy, vykonávanie operácií nad dátami a riadenie prístupu k nim.
Databázy SQL sú efektívnym nástrojom a obľúbeným systémom, ktorý spravidla slúži na ukladanie firemných údajov. Spoločnosti používajú relačné databázy pri správe objednávok a faktúr.

Príklady populárnych relačných databázových systémov sú MySQL databáza, PostgreSQL, Oracle Database alebo Microsoft SQL Server relačný databázový systém od spoločnosti Microsoft.

PostgreSQL vs Oracle

PostgreSQL: Objektovo relačný databázový systém s otvoreným zdrojovým kódom.

Oracle Database: Komerčný relačný databázový systém od spoločnosti Oracle.

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

Pod slovom relácia môžeš chápať nielen tabuľky a ich vzťahy, ale aj 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 používať prístroj Microsoft Access. S ním môžeš pridávať nové údaje do databázy, upravovať už existujúce údaje v databázach alebo odstraňovať zbytočné informácie. Access slúži aj na usporiadanie a zobrazenie údajov viacerými spôsobmi alebo zdieľanie údajov s inými používateľmi či na spracovanie údajov alebo spracovanie dát.

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 usporadúvajú.
• Formuláre – umožňujú 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 – V databáze vykonávajú 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 v tom, že ich môže písať napríklad v obľúbenom programovacom jazyku.

Aké ďalšie typy databáz poznáme

Databáza nie je len jedna. Poznáme viaceré druhy databáz. 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 vyplýva už z názvu, 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, 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, že systém možno kedykoľvek rozšíriť pridaním nových počítačov a ich pripojením k systému, pričom jedno zlyhanie servera neovplyvní celý súbor údajov a zvyšné databázové servery.

Známe sú aj sieťové databázové systémy, avšak sú menej bežné v dnešnej dobe, zatiaľ čo databázové servery sú široko používané a tvoria základ mnohých moderných informačných systémov a aplikácií.

NoSQL databáza na ukladanie veľkého množstva dát

NoSQL je typ databázy, ktorá sa používa 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 databáza 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, 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. Používala ju aj spoločnosť IBM. Dnes ju nahrádzajú iné typy databáz.

Aké ďalšie databázy poznáme?

Okrem všetkých spomínaných existujú aj ďalšie typy databáz. Patria k nim:

• 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. Toto odvetvie radíme medzi objektovo orientované programovanie.
• Osobná databáza – Ide o databázu určenú len pre jedného používateľa.
• Sieťová databáza – Zvyčajne sa riadi sieťovým dátovým modelom. Na rozdiel od hierarchickej databázy umožňuje, aby mal každý záznam viacero podradených a nadradených uzlov.
• Objektovo orientované databázové systémy (OODBMS) sú typom databázového systému, ktorý integruje princípy objektovo orientovaného programovania (OOP). V tejto oblasti pre programovanie databáz to zahrňuje prístup k návrhu a implementácii, ktorý zahŕňa spomínané objektovo orientované programovanie s manipuláciou a spracovaním dát v databázových systémoch

Prečo sa oplatí poznať fungovanie databáz?

Mnohí ľudia si myslia, že databázy nikdy nevyužijú, no opak je pravdou. Pomerne blízky kontakt s nimi máš aj pri rutinnej práci s tabuľkami, keď používaš 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 vkladať, ale aj 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 používať na tisícky rôznych spôsobov. V rámci nich môžeš dáta nielen ukladať, ale aj spravovať a organizovať. Navyše ti dokážu 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.