Роль и задачи разработчика баз данных: ключ к эффективному хранению и обработке информации

Никогда не храните в одном поле целые адреса

Если в вашем приложении или на веб-сайте есть форма с одним полем, где пользователь вводит свой адрес, то это уже плохо пахнет. Очень вероятно, что в этом случае у вас будет также одно поле в базе данных для хранения адреса в виде простой строки.

Но что делать, если нужно объединить покупки клиентов по городам, чтобы посмотреть, в каком городе какой продукт более популярен? Вы сможете это сделать?

Это будет очень тяжело!

Поскольку полный адрес хранится как строка в поле БД, в первую очередь придется разбираться, какая часть этой строки является городом! И это почти невыполнимая задача, учитывая все возможные форматы адресов в этом поле.

Поэтому обязательно разбивайте универсальное поле «Адрес» на конкретные поля: улица, номер дома, город, область, почтовый индекс и так далее.

№1. Аппаратное обеспечение

Аппаратное обеспечение описывает материальные электронные компоненты, которые служат интерфейсом между компьютерами и реальными системами, такими как жесткие диски и компьютеры.

#2. Программного обеспечения

Системы управления базами данных (СУБД), операционные системы (ОС), сетевое программное обеспечение (сетевые протоколы) и клиентские приложения (клиенты) — все это примеры программного обеспечения, используемого для администрирования и эксплуатации базы данных.

№3. Данные

Чтобы получить представление о данных, их необходимо отсортировать, классифицировать и проанализировать. Мы используем словари базы данных для контроля и координации использования данных внутри организации путем централизации и документирования данных.

№ 4. Процедуры

Процедуры — это инструкции, используемые системой управления базами данных, и они охватывают все, от инициализации до входа в систему и выхода из нее; от ежедневного обслуживания до резервного копирования данных и создания отчетов.

№ 5. Язык доступа к базе данных

Чтобы читать, изменять и удалять информацию из базы данных, мы должны писать команды на языке, называемом языком доступа к базе данных. Язык доступа к базе данных позволяет пользователям составлять SQL-запросы, которые затем можно отправить в базу данных.

MySQL Workbench

Фрагмент создания базы данных в MySQL Workbench. Источник

Хорошая программа для работы с MySQL. Система не адаптирована под русский язык, но имеет интуитивно понятный интерфейс.

Преимущества:

• шаблоны для обработки запросов, работы с ячейками и переустановки сценария языка SQL;
• доступны модуль для визуального проектирования и ER-диаграммы, позволяющие создавать таблицы и связывать их между собой;
• работает с платформами Microsoft Windows, Mac OS X и Linux;
• есть редактор SQL-запросов, который предоставляет ответы в виде таблицы.

Как создать базу данных с помощью MySQL Workbench, узнайте в видео.

Стоимость: доступна бесплатная лицензия, есть расширенная подписка по запросу. 

Как выбрать программу для создания БД

Программы предоставляют различные функции для эффективной работы с базами данных, и каждая из них обладает своими уникальными особенностями. Microsoft Access просто использовать, вдобавок в ней широкий выбор шаблонов для баз данных. LibreOffice — полноценный аналог Microsoft Office, включая возможность работы с базами данных. Database.NET, в свою очередь, предлагает открытый исходный код и гибкие возможности для работы с различными форматами баз данных и таблицами. Выбор программы зависит от конкретных потребностей пользователей и требований проекта.

В ходе нашего обзора мы рассмотрели лишь часть основных программ, которые предназначены для создания и администрирования баз данных документов. Хотя эти программы обладают некоторыми ограничениями в поддержке форматов систем и могут быть оптимальными для решения определенных задач, вариантов на самом деле существует множество.

На рынке существуют разнообразные программные решения, каждое из которых имеет свои уникальные функции и возможности. Некоторые программы специализируются на работе с конкретными типами баз данных, такими как реляционные, графовые, временные ряды или документ-ориентированные базы данных.

Другие программы могут предоставлять более обширный спектр функциональных возможностей и быть полноценными инструментами для администрирования и управления различными типами данных. Некоторые из них предоставляют визуальные средства для проектирования баз данных, позволяют создавать связи между таблицами, создавать запросы и формы, а также обеспечивают автоматическое резервное копирование и защиту данных.

Помимо этого, существуют программы с открытым исходным кодом, что позволяет пользователям модифицировать и дополнять функционал по своим потребностям. Такие программы часто предоставляются бесплатно или имеют доступные для приобретения лицензии по низкой цене.

Установите соглашения для имен таблиц и полей и придерживайтесь их

Довольно неприятно работать с данными, которые выглядят как user.firstName, user.lst_name, user.birthDate и так далее.

Я бы посоветовал установить правила именования с подчеркиванием, потому что не все SQL-движки одинаково обрабатывают заглавные буквы, а заключать всё в кавычки весьма утомительно.

Выберите так же, как называть таблицы — во множественном или единственном числе (например, users во множественном числе или user в единственном). Мне больше нравится единственное число, но все фреймворки для бэкенда, кажется, по умолчанию настроены на множественное. Приходится следовать шаблону и использовать множественное число.

Программное обеспечение для работы с базой данных MariaDB

Созданная разработчиками MySQL, MariaDB используется такими техническими гигантами, как Wikipedia, и даже . MariaDB – это сервер базы данных, который предлагает встраиваемую замену функционала MySQL. Безопасность является главным принципом и приоритетом разработчиков СУБД. В каждом релизе они добавляют все патчи безопасности MySQL и при необходимости улучшают их.

Достоинства

• Масштабируемость с простой интеграцией;
• Доступ в режиме реального времени;
• Основные функции MySQL (MariaDB является альтернативой MySQL);
• Альтернативные механизмы хранения, оптимизация серверов и патчи;
• Обширная база знаний по разработке баз данных SQL, накопленная в течение 20 лет работы MariaDB.

Недостатки

• Отсутствует плагин проверки сложности пароля;
• Отсутствует memcached интерфейс (распределённая система кэширования в оперативной памяти);
• Нет трассировки оптимизатора.

Особенности систем управления реляционными базами данных

На практике трудно отделить реляционную базу данных от управляющих ею элементов системы управления реляционной базой данных.

В системах управления реляционными базами данных (RDBMS) операции CRUD (создание, чтение, обновление, удаление) являются наиболее фундаментальными. Они являются основой организованной системы, которая способствует единообразной обработке данных.

Словари данных и коллекции метаданных — это два инструмента, часто предоставляемые СУБД для лучшего управления данными. Это позволяет использовать в коде четко определенные структуры данных и отношения. Объекты данных, такие как строки больших двоичных объектов (блобов) и хранимые процедуры, стали характеризовать способность РСУБД обрабатывать хранение данных. Различные системы управления реляционными базами данных (RDBMS) могут управлять такими элементами данных различными способами, и они расширяют возможности стандартных операций с реляционными базами данных.

SQLite

Провозгласившая себя самой распространенной СУБД в мире, SQLite зародилась в 2000 году и используется Apple, , Microsoft и . Каждый релиз тщательно тестируется. Разработчики SQLite предоставляют пользователям списки ошибок, а также хронологию изменений кода каждой версии.

Достоинства

• Нет отдельного серверного процесса;
• Формат файла – кросс-платформенный;
• Транзакции соответствуют требованиям ACID;
• Доступна профессиональная поддержка.

Недостатки

Не рекомендуется для:

• клиент-серверных приложений;
• крупномасштабных сайтов;
• больших наборов данных;
• программ с высокой степенью многопоточности.

Базы данных и системы управления базами данных

Как базы данных, так и программы для работы с электронными таблицами, такие как Microsoft Excel, упрощают организацию и доступ к данным в структурированном стиле. В основном они отличаются друг от друга по нескольким параметрам:

• Механизмы хранения и обработки данных
• С кем они могут поделиться
• Количество информации, которое можно сохранить

Они ориентируют функции электронных таблиц на одного пользователя, как и предполагалось изначально. Они сияют, когда используются одним или несколькими людьми, которым не нужно выполнять чрезвычайно сложные манипуляции с данными. С другой стороны, базы данных могут хранить огромные объемы данных и оптимизированы для крупномасштабной организации данных. Базы данных обеспечивают одновременный доступ и безопасный запрос данных несколькими пользователями с помощью сложной логики и языка.

Создайте последнюю линию обороны в виде ограничений

База данных, с которой вы работаете, — это больше, чем просто группа таблиц. В нее встроена определенная функциональность. Многие из этих функций помогают обеспечить качество и корректность данных.

Ограничения устанавливают правила, какие значения можно вносить в поля БД.

Когда определяете отношения в базе данных, обязательно установите ограничения внешних ключей.

Обязательно укажите, что должно произойти при удалении и обновлении строки, связанной с другими строками в других таблицах (правила ON DELETE и ON UPDATE).

Обязательно используйте NOT NULL для всех полей, которые никогда не должны обнуляться. Возможно, есть смысл установить проверку на бэкенде, но помните, что сбои случаются всегда, поэтому не помешает добавить и такое ограничение.

Установите проверочные ограничения CHECK, чтобы убедиться — значения таблицы находятся в допустимом диапазоне, например, цена на товар всегда имеет положительное значение.

Интересный факт: в апреле 2020 года именно такое ограничение в программном обеспечении помешало торгам на московской бирже ММВБ, потому что цена на нефтяные фьючерсы WTI опустилась ниже нуля. В отличие от московской биржи, Нью-Йоркская товарная биржа NYMEX обновила софт за неделю до инцидента, поэтому сумела успешно провести сделки по отрицательной цене, то есть с доплатой покупателю от продавца — прим. пер.

Обо всех ограничениях PostgreSQL можно почитать здесь.

MongoDB

MongoDB была основана в 2007 году и известна как «база данных для великих идей». Проект финансируется такими известными инвесторами, как Fidelity Investments, Goldman Sachs Group, Inc., и Intel Capital. С момента своего создания MongoDB была скачена 20 миллионов раз и поддерживается более чем 1000 партнерами. Эти партнеры придерживаются принципа бесплатного решения с открытым исходным кодом.

Достоинства

• Проверка документов;
• Зашифрованный механизм хранения.

Популярные варианты использования:

• мобильные приложения;
• каталоги продуктов;
• управление контентом;
• Real-time приложения с механизмом хранения в памяти (бета-версия);
• сокращает время между первичным сбоем и восстановлением.

Недостатки

• Не подходит для приложений, требующих сложных транзакций;
• Не подходит для устаревших приложений;
• Молодое решение: программное обеспечение меняется и быстро развивается.

Где мы используем СУБД?

Эти предприятия считают, что СУБД особенно полезна для хранения информации о телефоне и ежемесячных счетов с оплатой по факту. Транзакции по кредитным картам Только СУБД может выполнять транзакции по кредитным картам и покупать продукты

Владельцы кредитных карт должны понимать, насколько важно, чтобы их данные были защищены СУБД

Как мне оптимизировать производительность базы данных?

Критически важные элементы данных для крупных предприятий хранятся в базах данных со сложными логическими связями с постоянно растущим числом других наборов данных. Поэтому предприятия должны постоянно проверять, настраивать и улучшать свои базы данных, чтобы обеспечить их бесперебойную работу.

На производительность базы данных влияет ряд различных переменных, таких как доступные системные ресурсы, рабочая нагрузка, пропускная способность, перегрузка и оптимизация. Без инструмента мониторинга базы данных трудно определить, как каждый из этих аспектов влияет на производительность базы данных и, соответственно, как он влияет на производительность приложений и бизнеса.

Firebird

Этот конструктор баз данных использовался в производственных системах (под разными названиями) с 1981 года и реализует многие стандарты ANSI SQL. Firebird может работать на Linux, Windows и различных Unix-платформах.

Достоинства

API трассировки для мониторинга в реальном времени;
Аутентификация с проверкой подлинности Windows;
Четыре поддерживаемые архитектуры: SuperClassic, Classic, SuperServer и Embedded;
Разнообразные средства разработки: коммерческие инструменты – FIBPlus и IBObjects;
Возможность автоматического развертывания для очистки базы данных;
Уведомления о событиях из триггеров базы данных и хранимых процедур;
Бесплатная поддержка глобального сообщества Firebird

Что важно при разработке требований к базам данных.. Недостатки

Недостатки

• Интегрированная поддержка репликации не включена и доступна только в качестве дополнения;
• Нехватка временных таблиц и интеграции с другими системами управления базами данных;
• Аутентификация с проверкой подлинности Windows недостаточна по сравнению с решениями, доступными в других операционных системах.

Системы управления базами данных

С технической точки зрения СУБД — это инструмент управления базами данных, стандартизированная технология, помогающая предприятиям оптимизировать, управлять, хранить и извлекать данные из центральных баз данных. Пользовательский интерфейс СУБД представляет собой методический метод, который может обрабатывать большие объемы данных.

Система управления базами данных (СУБД) состоит из трех основных столпов: самих данных, схемы базы данных и механизма базы данных. Доступ к данным, блокировка и модификация выполняются механизмом, а схема отвечает за логическую организацию данных.

Интересно, что вы не ограничены только базами данных для архивирования данных. Вы можете думать о системах управления базами данных аналогичным образом, как о канале между вашими первичными базами данных и вашими программными приложениями. Гибкость и адаптируемость программного обеспечения для управления базами данных также позволяют восстанавливать, обеспечивать соответствие требованиям или просто следить за корпоративными процессами.

Никогда не храните в одном поле имя и фамилию

Аналогично ситуации с адресами: количество вариаций имени и фамилии слишком велико, чтобы их четко различать.

Конечно, можно отделить имя от фамилии, если между ними пробел.

Например, «Майк Альче» → имя «Майк» и фамилия «Альче».

Но что делать, если пользователь ввел второе имя? Или у него двойная фамилия? А что, если есть и второе имя, и двойная фамилия?

Как определить, где имя, а где фамилия, чтобы разделить строку? Ошибки неизбежны.

Способ избежать многих проблем — создать отдельные поля (в формах) для имен пользователей first_name и last_name. Таким образом, вы позволите пользователям разделить свои собственные имена и сможете хранить данные согласованным образом.

Лучшие программы для создания базы данных

Представляем список популярных программ для создания и обработки базы данных, которые организации используют чаще для учета информации и решения различных задач пользователей:

• Microsoft Access. Это одна из наиболее распространенных СУБД с функционалом и интуитивно понятным интерфейсом. Программа будет понятна даже новичкам. Microsoft Access подходит как для обучения, так и для решения конкретных задач. Его интересный аспект — наличие многочисленных шаблонов для разных баз данных, что позволяет экономить время при выборе макета.
• LibreOffice. Это аналог Microsoft Office и приложения Access для работы с текстовыми документами, таблицами, презентациями, базами данных, графическими изображениями и даже математическими записями. С помощью LibreOffice можно легко работать с базами данных, не устанавливая дополнительное программное обеспечение.
• Database.NET. Это еще один продукт с открытым исходным кодом, то есть, приложение можно доработать, изменить под свои задачи без нарушения авторских прав. Доступно для бесплатной загрузки. Database.NET предоставляет возможность редактирования, удаления, импорта и экспорта баз данных. Экспортировать можно в различные форматы: CSV, XML и TXT. Программа поддерживает разнообразные форматы баз данных и таблиц.
• MySQL Workbench предоставляет возможность визуального проектирования баз данных с помощью ER-диаграмм, а также обладает подсветкой синтаксиса SQL и удобным интерфейсом. Однако, отсутствие поддержки русского языка может быть минусом для русскоязычных пользователей.
• Navicat — многофункциональный инструмент, работающий с различными СУБД, такими как MySQL, PostgreSQL, MongoDB, SQL Server, Oracle, SQLite и другими. Поддерживает облачные сервисы, что обеспечивает гибкость в работе с данными.
• DataExpress представляет собой конструктор для создания персонализированных программ учета с использованием модулей привычных СУБД. Простой интерфейс позволяет пользователям без опыта программирования создавать свои СУБД.
• dbForge Studio работает с системами MySQL и MariaDB. В программе удобный интерфейс для выполнения запросов, разработки и отладки объектов базы данных. Поддерживает визуальное проектирование и обладает функционалом для полноценного администрирования баз данных.
• Paradox Data Editor работает с таблицами баз данных на BDE и обладает простым, но удобным интерфейсом. Пользователи могут использовать различные фильтры, инструменты поиска и просматривать информацию в таблицах с помощью технологии BLOB.