Tietokanta | järjestelmä tietojen tallentamista ja hoitamista varten

Käyttö tietokantajärjestelmissä

Tietokantajärjestelmiä käytetään muun muassa seuraaviin tarkoituksiin:

• Ne tallentavat tietoja ja tarjoavat välineitä (työkaluja) tiettyjen tietueiden etsimiseen tietystä tietomäärästä.
• Niihin tallennetaan erityistietoja, joita käytetään tietojen hallintaan. Näitä tietoja kutsutaan metatiedoiksi, eikä niitä näytetä kaikille tietoja tarkasteleville henkilöille.
• Niillä voidaan ratkaista tapaukset, joissa monet käyttäjät haluavat käyttää (ja mahdollisesti muuttaa) samoja tietomerkintöjä.
• Ne hallinnoivat käyttöoikeuksia (kuka saa nähdä tiedot, kuka voi muuttaa niitä).
• Kun monet käyttäjät esittävät kysymyksiä tietokantaan, kysymyksiin on vastattava nopeammin. Näin viimeisenä kysymyksen esittänyt henkilö saa vastauksen kohtuullisessa ajassa.
• Tietyt ominaisuudet ovat tärkeämpiä kuin toiset, ja niitä voidaan käyttää muiden tietojen löytämiseen. Tätä kutsutaan indeksoinniksi. Indeksi sisältää kaikki tärkeät tiedot, ja sitä voidaan käyttää muiden tietojen etsimiseen.
• Ne varmistavat, että tiedoilla on aina konteksti. Tietokantajärjestelmään voidaan lisätä paljon erilaisia sääntöjä, jotka kertovat tietokantajärjestelmälle, onko tiedoissa järkeä. Yksi säännöistä voi sanoa, että marraskuussa on 30 päivää. Tämä tarkoittaa, että jos joku haluaa syöttää päivämääräksi 31. marraskuuta, muutos hylätään.

Muuttuvat tiedot

Tietokannoissa jotkin tiedot muuttuvat satunnaisesti. Tietojen muuttuessa voi ilmetä ongelmia; esimerkiksi on voinut tapahtua virhe. Virhe saattaa tehdä tiedoista käyttökelvottomia. Tietokantajärjestelmä tarkastelee tietoja varmistaakseen, että ne täyttävät tietyt vaatimukset. Se tekee tämän käyttämällä transaktiota. Tietokannassa on kaksi ajankohtaa, aika ennen tietojen muuttamista ja aika tietojen muuttamisen jälkeen. Jos jotain menee pieleen tietoja muutettaessa, tietokantajärjestelmä yksinkertaisesti palauttaa tietokannan takaisin tilaan, joka vallitsi ennen muutosta. Tätä kutsutaan palautukseksi. Kun kaikki muutokset on tehty onnistuneesti, ne vahvistetaan. Tämä tarkoittaa, että tiedot ovat jälleen järkeviä; tehtyjä muutoksia ei voi enää peruuttaa.

Jotta tämä olisi mahdollista, tietokannat noudattavat ACID-periaatetta:

• Kaikki. Joko kaikki tietyn joukon (jota kutsutaan tapahtumaksi) tehtävät on suoritettu tai yksikään niistä ei ole suoritettu. Tämä tunnetaan nimellä Atomicity.
• Täydellinen. Tietokannassa olevat tiedot ovat aina järkeviä. Puolivalmiita (virheellisiä) tietoja ei ole. Tätä kutsutaan johdonmukaisuudeksi.
• Itsenäinen. Jos monet ihmiset työskentelevät samojen tietojen parissa, he eivät näe toisiaan (tai vaikuta toisiinsa). Jokaisella on oma näkemyksensä tietokannasta, joka on riippumaton muista. Tätä kutsutaan eristämiseksi.
• Selvä. Tapahtumat on sitouduttava, kun ne on tehty. Kun transaktio on tehty, sitä ei voi peruuttaa. Tätä kutsutaan kestävyydeksi.

Tietokantamalli

Tietoja voidaan esittää eri tavoin.

• Yksinkertaiset tiedostot (ns. tasotiedostot): Tämä on yksinkertaisin tietokantajärjestelmän muoto. Kaikki tiedot tallennetaan tiedostoon tavallisena tekstinä. Jokainen tieto voidaan erottaa toisistaan uudella rivillä tai pilkulla jne.
• Hierarkkinen malli: Tieto on järjestetty puurakenteen tavoin. Kiinnostavat tiedot ovat puun lehdillä. Tietomerkintöjen väliset suhteet ovat sellaiset, että jotkin merkinnät ovat suoraan riippuvaisia toisista merkinnöistä.
• Verkkomalli: Tietojen tallentamiseen käytetään tietueita ja joukkoja. Samanlainen kuin hierarkkinen malli, mutta tässä on paljon monimutkaisempi rakenne.
• Suhteellinen malli: Tässä käytetään joukko-oppia ja predikaattilogiikkaa. Sitä käytetään laajalti. Tieto näyttää siltä, että se on järjestetty taulukoihin. Nämä taulukot voidaan sitten yhdistää toisiinsa niin, että niistä voidaan valita yksinkertaisia kyselyjä.
• Oliopohjainen malli: Tieto esitetään objektien muodossa, kuten olio-ohjelmoinnissa käytetään. Ne voivat olla suoraan vuorovaikutuksessa käytettävän OOP-kielen kanssa, koska molemmilla on sisäisesti sama tietojen esitystapa.
• Relationaalinen objektimalli: Tämä on olio- ja relaatiomallin hybridi.
• NoSQL-malli: Tämä on uudenlainen tietokantamalli, jota käytetään yhä enemmän alalla suurten tietojen ja reaaliaikaisten verkkosovellusten yhteydessä. Tässä mallissa tiedot tallennetaan avain-arvopareina ilman tiukkaa hierarkiaa kuten muissa malleissa. NoSQL-järjestelmiä kutsutaan myös nimellä "Not only SQL", koska ne eivät salli Structured Query Language -tyyppisten kyselykielten käyttöä.

Tietojen järjestämistavat

Kuten tosielämässä, samaa tietoa voidaan tarkastella eri näkökulmista ja se voidaan järjestää eri tavoin. Tietoja järjestettäessä on otettava huomioon erilaisia asioita:

• Kukin tieto olisi tallennettava mahdollisimman harvoin. Kuvittele, että naimaton nainen on merkitty piirikunnan rekisteriin, osavaltion moottoriajoneuvo-osastolle, liittovaltion sosiaaliturvaosastolle ja kansainväliselle passiosastolle. Jos hän menee naimisiin ja päättää vaihtaa nimensä, kaikille näille osastoille on ilmoitettava asiasta. Jos kaikki osastot olisivat yhteydessä toisiinsa ja hänen nimensä olisi tallennettu vain yhteen paikkaan, päivittäminen olisi helppoa.
• Jos tiedot on tallennettu useisiin eri tietokantoihin, ne voivat olla ristiriidassa keskenään.
• Tämä ongelma hidastaa tietojen löytämistä. Jos tietoja on paljon, tämä ongelma, eli yhden tiedon tallentaminen moneen paikkaan, vie paljon tilaa. Esimerkissämme oli neljä tietokantaa yhdelle henkilölle. Se tarkoittaa kahdeksan muutosta, jos toisella henkilöllä on täsmälleen sama ongelma.
• Jos sinulla on tämä ongelma, sen ratkaisemiseksi on kehitetty menetelmä nimeltä tietokannan normalisointi. Tällä hetkellä on olemassa kuusi normaalimuotoa. Ne ovat keinoja, joilla voidaan nopeuttaa joidenkin tietokantojen toimintaa ja saada tiedot viemään vähemmän tilaa.

Aiheeseen liittyvät sivut

• Arkisto