База данных это компьютерная программа

База данных (БД) — это программа, которая позволяет хранить и обрабатывать информацию в структурированном виде. БД — отдельная независимая программа, которая не входит в язык программирования. В базе данных можно сохранять любую информацию, чтобы позже получать к ней доступ.

Зачем нужны базы данных

Базы данных нужны для хранения информации. Чтобы получить полное понимание необходимости использования БД в современном веб-программировании, необходимо ответить на три вопроса:

1. Какую информацию и зачем мы храним?
2. В каком виде и как надо хранить эту информацию?
3. Как и каким способом можно получить доступ к этой информации?

Предположим, вы решили сделать сайт, где каждый пользователь может вести личный дневник наблюдения за погодой в своем городе. Такой сайт должен иметь как минимум одну форму ввода со следующими полями: город, дата, температура, облачность, погодное явление, и так далее.

Каждый день наблюдатель записывает показания погоды в эту форму, чтобы когда-нибудь в будущем вернуться на сайт и посмотреть, какая была погода месяц или даже год назад. Из этого примера следует, что программист каким-то образом должен сохранять данные из формы для дальнейшего использования.

Лучшая база данных (объективно)

Кроме обычного просмотра дневника погоды за месяц в виде таблицы, можно сделать и более сложный проект. Например, чтобы электронный дневник чем-то качественно отличался от своего бумажного аналога, будет неплохо добавить туда возможности для простого анализа: показать какой день был самым холодным в ноябре или какой продолжительности была самая длинная серия пасмурных дней.

Получается, что данные надо не просто как-то хранить, но и иметь возможность их обрабатывать и анализировать.

Именно для этих целей и существуют базы данных.

Как хранится информация в базе данных

В основе всей структуры хранения лежат три понятия — база данных, таблица и запись.

База данных — это высокоуровневое понятие, которое означает объединение совокупности данных, хранимых для выполнения одной цели.

Если мы делаем современный сайт, то все его данные будут храниться внутри одной базы данных.

Таблица

По отношению к базе данных таблица является вложенным объектом. То есть одна БД может содержать в себе множество таблиц. Аналогией из реального мира может быть шкаф (база данных) внутри которого лежит множество коробок (таблиц).

Таблицы нужны для хранения данных одного типа, например, списка городов, пользователей сайта, или библиотечного каталога. Таблицу можно представить как обычный лист в Excel-таблице, то есть совокупность строк и столбцов.

Заполняя таблицу, пользователь определяет столбцы, у каждого из которых есть заголовок. В строках хранится информация. В БД точно также: создавая новую таблицу, необходимо описать, из каких столбцов она состоит, и дать им имена.

Запись

Запись — это строка электронной таблицы. Это неделимая сущность, которая хранится в таблице. Когда мы сохраняем данные веб-формы с сайта, то на самом деле добавляем новую запись в какую-то из таблиц базы данных.

Создать базу данных просто, программа My Visual DataBase

Запись состоит из полей (столбцов) и их значений. Но значения не могут быть какими угодно. Определяя столбец, программист должен указать тип данных, который будет храниться в этом столбце: текстовый, числовой, логический, файловый и так далее. Это нужно для того, чтобы в будущем в базу не были записаны данные неверного типа.

Соберем всё вместе, чтобы понять, как будет выглядеть ведение дневника погоды при участии базы данных.

Создадим для сайта новую БД и дадим ей название weather_diary .

Создадим в БД новую таблицу с именем weather_log и определим там следующие столбцы:

— Город (тип: текст); — День (тип: дата); — Температура (тип: число); — Облачность (тип: число; от 0 (нет облачности) до 4 (полная облачность)); — Были ли осадки (тип: истина или ложь); — Комментарий (тип: текст).

При сохранении формы будем добавлять в таблицу weather_log новую запись, и заполнять в ней все поля информацией из полей формы.

Теперь можно быть уверенными, что наблюдения наших пользователей не пропадут, и к ним всегда можно будет получить доступ.

Реляционная база данных

Английское слово relation можно перевести как «связь», «отношение». А определение «реляционные базы данных» означает, что таблицы в этой БД могут вступать в отношения и находиться в связи между собой.

Например, одна таблица может ссылаться на другую таблицу. Это часто требуется, чтобы сократить объём и избежать дублирования информации. В сценарии с дневником погоды пользователь вводит название своего города. Это название сохраняется вместе с погодными данными. Но можно поступить иначе:

1. Создать новую таблицу с именем cities .
2. Все города в России известны, поэтому их все можно добавить в одну таблицу.
3. Переделать форму, изменив поле ввода города с текстового на поле типа select , чтобы пользователь не вписывал город, а выбирал его из списка.
4. При сохранении погодной записи, в поле для города поставить ссылку на соответствующую запись из таблицы городов.

Так мы решим сразу две задачи:

• Сократим объём хранимой информации, так как погодные записи больше не будут содержать название города;
• Избежим дублирования: все пользователи будут выбирать один из заранее определённых городов, что исключит опечатки.

Связи между таблицами в БД бывают разных видов. В примере выше использовалась связь типа «один-ко-многим», так как одному городу может соответствовать множество погодных записей, но не наоборот! Бывают связи и других типов: «один-к-одному» и «многие-ко-многим», но они используются значительно реже.

Приходите на курсы в HTML Academy. Серьёзно, у нас хорошо.23

«Доктайп» — журнал о фронтенде. Читайте, слушайте и учитесь с нами.

Источник: htmlacademy.ru

Зачем нужны базы данных

Если вы будете делать веб-приложение — например интернет-магазин, блог или игры, — почти наверняка вы столкнётесь с базой данных. Вот что это такое с точки зрения программирования, какие тут основные понятия и что с ними делать.

Данные

Вокруг нас всегда много разных данных, например:

• телефонные номера;
• дела на день;
• записи на бумажках, стикерах и в блокнотах;
• опубликованные мысли разных людей;
• фотографии в смартфоне;
• и всё остальное, что можно прочитать, увидеть или услышать.

Если это компьютерная игра, то данными будут типы и местоположения врагов, их уровень здоровья, уровень здоровья героя, тип героя, его положение, характеристики карты.

Если это приложение для работы с клиентом, то там будут храниться имя клиента, его заказы, номер телефона, уровень в программе лояльности.

Если это служба слежения за гражданами — фотография, имя, посещённые станции метро и улицы, место работы.

База данных и СУБД

Есть понятие базы данных — это набор данных, организованных каким-то способом. Например, если у вас в квартире есть гардеробная или кладовка, то всё это помещение со всем её содержимым может считаться базой (но не данных, а вещей или банок с огурцами, что не меняет сути).

Есть понятие системы управления базой данных (СУБД) — это когда семья села за стол и самого младшего отправляют в кладовку за огурцами, он приносит её и не разбивает по дороге. То есть СУБД — это какое-то средство для манипуляции данными в базе, например программа.

Для чего нужны

Вот основные задачи БД на примере гардеробной:

• Сохранить наши данные по запросу — чтобы вы могли открыть дверь, повесить куртку, закрыть дверь и больше не думать ни о куртке, ни о гардеробной.
• Изменить наши данные по запросу — чтобы можно было легко извлечь из гардеробной все дырявые носки и положить на их место целые.
• Найти эти данные по запросу — чтобы быстро найти приличный пиджак или парный носок.
• Не дать прочитать эти данные тем, кому не следует, а кому надо — дать. Например, младший брат может смотреть на ваши кроссовки, но не может их брать. А девушка (или парень) может положить свои вещи, но только на определённую полку.
• Поддерживать порядок и не дать захламиться — если вам было лень и вы просто кинули толстовку куда попало, чтобы гардеробная либо сама нашла, куда эту толстовку правильно положить, либо сказала: «Э БРАТ ЗАЧЕМ ЗАХЛАМЛЯЕШЬ ПОЛОЖИ НОРМАЛЬНО ДАВАЙ»
• Масштабироваться — чтобы вы могли просто вешать в гардеробную вещи и не думать об объёме полок.
• Не потерять данные — если квартира будет гореть, приличная гардеробная не должна даже нагреться. Или, если она всё-таки горит, чтобы где-то в защищённом подземном гараже была точная копия этой гардеробной со всеми актуальными вещами.

В чём преимущества

Базы данных и их системы управления заточены на работу с большим объёмом данных и от лица большого числа пользователей. Сейчас вы поймёте.

Представьте, что у вас есть экселька со списком клиентов. Это не база данных, это просто таблица. Чтобы прочитать или записать что-то в эту эксельку, вам нужно её открыть, сделать дело, сохранить.

❌ Допустим, экселька с клиентами лежит на сетевом диске. Вы открыли её и ковыряетесь в данных, вносите изменения. Пока вы это делаете, ваш коллега тоже её открыл и тоже вносит изменения. Потом вы сохранились и закрыли эксельку. Экселька перезаписалась вашими данными. Но у вашего коллеги эти данные не отобразились, он-то открыл её раньше.

Теперь, когда он сохранит свою эксельку, его данные перезапишутся поверх ваших, а ваши данные пропадут. Это полный ахтунг: вся ваша работа потеряна.

❌ Или у вас в компании правило: экселька всегда на одной флешке, работаем только с неё. Сейчас флешка в вашем компьютере, вы с ней работаете. А вашему коллеге нужно с ней тоже поработать. Он говорит: «Дай». Вы ему «Отстань». Ну и слово за слово…

✅ Но можно организовать своего рода СУБД. Один ответственный сотрудник назначается главным по эксельке. Она открыта на его компьютере, а вы ему говорите: «Петруха, добавь в клиента такого-то вот такие данные». «Петруха, а шо, когда дедлайн по поставке для этих ребят из Воронежа?», «Петруха, питерские отказались, поставь там отказ».

Петруха — ваша система управления базой данных. А экселька — это его база данных.

Понятно, что Петруха медленный и не всегда многозадачный, но хотя бы он избавляет от проблемы рассинхрона версий и потери данных.

Скорость — ещё одно преимущество базы данных. База данных устроена так, что она легко и быстро находит, записывает, переписывает и снова находит данные. Всё потому, что СУБД всегда знает, что где лежит и по какому критерию искать. Там не будет случайных данных в случайном месте.

Скорость важна ещё и потому, что СУБД обычно обслуживает сразу много потоков: одновременно ей могут пользоваться десятки и сотни тысяч человек, поэтому ей некогда копаться. В хорошо сделанных БД всё молниеносно.

Сложность. Базы данных нужны в числе прочего для хранения сложно структурированных данных. Мы привыкли думать, что база данных — это такая таблица, где есть строки и столбцы. Но база данных при правильной организации может намного больше:

• Связывать одну единицу данных с множеством других. Например, если один человек совершил много заказов со множеством товаров внутри каждого, база данных способна хранить и обрабатывать такие связи.
• База может хранить дерево данных — вроде того, о котором мы писали недавно. Попробуй в реальной жизни похранить дерево!
• В базах могут жить ссылки на другие фрагменты и отделы базы.

Базу можно представить как таблицу, но лишь в самом упрощённом виде. Для более сложных задач базу можно представить как очень сложное дерево, или огромный склад упорядоченных коробок, или даже как огромный завод по фасовке данных.

База данных — это отдельный файл?

Чаще всего да, все данные СУБД хранит внутри одного большого файла. Но если данных много или сама база так устроена, то она может разбиваться на несколько файлов поменьше.

Но для пользователей нет разницы, как физически хранится база, это забота СУБД. Главное — уметь общаться с базой через СУБД.

Где их используют

Базы данных сейчас используются почти везде:

• На сайтах, чтобы хранить контент для страниц. Все статьи в «Коде» на самом деле хранятся в базе данных и извлекаются оттуда по вашему запросу.
• В смартфонах, чтобы хранить все ваши данные — фото, сообщения, заметки, контакты и музыку. Так как всего этого много, а доступ к этому должен быть молниеносный, используют разные виды СУБД.
• В почтовых сервисах, чтобы можно было найти нужное письмо. Там строятся сложные индексные массивы, по которым ваш почтовый клиент ищет данные.
• Везде, где есть личные кабинеты и регистрация, — чтобы запоминать пользователей и отличать их друг от друга.
• В соцсетях и блогах почти всё хранится в базах данных.

Если у вас в работе появляется много одинаковых или похожих данных, то самый надёжный способ не потерять ничего из них — поместить их в базу данных.

Как это работает

Возьмём простой пример реляционной базы данных (можно упрощённо сказать, что это база данных в виде таблицы).

Каждая запись в реляционной базе данных раскладывается в одну или несколько ячеек. Например, запись в телефонной книге может выглядеть так:

В нашем примере у базы есть поля — Имя, Фамилия, Телефон и Фото, в которых могут храниться данные. Одна строчка — одна запись с данными.

Если пользователю нужно будет найти телефон Михаила Максимова по фамилии, происходит следующее:

Запрос от пользователя: Выдай мне из базы «Контакты» все записи, где поле «Фамилия» равно «Максимов»

Ответ от базы данных: ЛОЛ КЕК Ты кто такой

Запрос пользователя: Я хозяин этой базы Админ Админыч, пароль •••••. Выдай мне из базы «Контакты» все записи, где поле «Фамилия» равно «Максимов»

Ответ от базы данных: Найдена одна запись: [Михаил, Максимов, +79057362163, вот фото]

Разные базы — разные правила

Внутри каждой базы данных и её управляющей системы свои строгие правила:

• какие данные могут храниться: текст, цифры, фото, видео или всё вместе;
• какие свойства есть у этих данных: дата записи, кто записал, кто может прочитать;
• что делать, если с базой хотят работать одновременно несколько человек: разрешать только одному или пусть все вместе работают.

Рабочая ситуация: допустим, вы работаете в банке и открыли карточку клиента, чтобы поменять ему кредитный лимит. В этот же момент другой сотрудник из соседнего офиса тоже хочет поменять лимит этому же клиенту, но уже на другую сумму. Как база отреагирует на такое? Должна ли она разрешать второму сотруднику открывать карточку или её нужно заблокировать, пока первый не закончит?

А если она разрешит открыть карточку, то что будет, если двое сотрудников напишут там разный лимит — какой из них сохранять в итоге? СУБД задаёт эти правила и следит за их выполнением.

Что дальше

В следующей статье поговорим про MySQL — бурерождённую мать всех баз. Если разобраться, как она работает, то можно творить чудеса.

Текст и последняя схема

Редактура и остальные схемы

Источник: thecode.media

Что такое База Данных (БД)

База данных — это место для хранения данных. Используется в том числе в клиент-серверной архитектуре. Это все интернет-магазины, сайты кинотеатров или авиабилетов. Вы делаете заказ, а система сохраняет ваши данные в базе.

В этот статье я на простых примерах расскажу, что такое база данных и как она выглядит. А потом поясню некоторые термины из конкретной (реляционной) базы. Те, с которыми вы почти наверняка столкнетесь на работе.

Статья рассчитана на начинающих тестировщиков или аналитиков, то есть тех, кто будет работать с базой, но не на супер-глубоком уровне. Она для тех, кто только входит в мир ИТ, и многого не знает. Она объясняет, что это за звено в клиент-серверной архитектуре такое, и зачем оно нужно.

Что такое база данных

База данных — хранилище, куда приложение складывает свои данные. Если приложение небольшое, отдельная база не нужна. Но потом это становится удобнее и выгоднее с точки зрения памяти.

Катя решила открыть свой магазинчик. Она нашла хорошую марку обуви, которую «днем с огнем» не сыскать в ее городе. Заказала оптовую партию и стала потихоньку распродавать через знакомых. Пришлось освободить половину шкафа под коробки, но вроде всё поместилось.

Обувь хорошая, в розницу заказывать в других местах невыгодно — и вот уже у Кати есть постоянные клиенты, которые приводят друзей. Как только какая-то пара заканчивается, Катя делает новый заказ.

Но покупатели хотят новинок, разных размеров. Да и самих покупателей становится все больше и больше. В шкаф коробки уже не влезают!

Теперь, если покупатель просит определенную пару, Катьке сложно её найти. Пока коробок было мало, она помнила наизусть, где что лежит. А теперь уже нет, да и все попытки организовать систему провалились. Места мало, да и детки любят с коробками поиграть.

Тогда Катька решила арендовать складское помещение. И вот теперь красота! Не надо теснить своих домашних, дома чисто и свободно! И на складе место есть, появилась система — тут босоножки, тут сапоги.

Чем больше объемы производства, тем больше нужно места. Если в начале пути склад не нужен, всё поместится дома, то потом это будет оправданно.

То же самое и в приложениях. Если приложение маленькое, то все данные можно хранить в памяти. Но учтите, что это память на вашем компьютере, вашем телефоне. И чем больше данных туда пихать, тем медленнее будет работать программа.

Место в памяти ограничено. Поэтому когда данных много, их нужно куда-то сложить. Можно писать в файлики, а можно сохранять информацию в базу данных (сокращенно БД). Выбор за вами. А точнее, за вашим разработчиком.

Как она выглядит

Да примерно как excel-табличка! Есть колонки с заголовками, и информация внутри:

Это называется реляционная база данных — набор таблиц, хранящихся в одном пространстве.

Что за пространство? Ну вот представьте, что вы храните все данные в excel. Можно запихать всю-всю-всю информацию в одну огро-о-о-о-мную таблицу, но это неудобно. Обычно табличек несколько: тут информация по клиентам, там по заказам, а тут по адресам. Эти таблицы удобно хранить в одном месте, поэтому кладем их в отдельную папочку:

Так вот пространство внутри базы данных — это та же самая папочка в винде. Место, куда мы сложили свои таблички, чтобы они все были в одном месте.

Цель та же — выделить отдельное место, чтобы у вас не была одна большая свалка:

• заходишь в папку в винде → видишь файлики только из этой папки
• заходишь в пространство → видишь только те таблицы, которые в нем есть

Хранение данных в виде табличек — это не единственно возможный вариант. Вот вам для примера запись из таблицы в системе Users. Там используется MongoDB база данных, она не реляционная. Поэтому вместо таблички «словно в excel» каждая запись хранится в виде объекта, вот так:

А еще есть файловые базы — когда у вас вся информация хранится в файликах. Да-да, простых текстовых файликах!

Почитать о разных видах баз данных можно в википедии. Я не буду в этой статье углубляться в эту тему, потому что моя задача — объяснить «что это вообще такое» для ребят, которые базу в глаза не видели. А на работе они скорее всего столкнутся именно с реляционной базой данных, поэтому о ней и речь.

Да, базы бывают разные. Классификацию можно изучить, можно выучить. Но по факту от начинающего тестировщика обычно нужно уметь достать информацию из реляционной БД («обычно» != «всегда», если что).

Как получить информацию из базы

Нужно записать свой запрос в понятном для базы виде — на SQL. SQL (Structured Query Language) — язык общения с базой данных. В нем есть ключевые слова, которые помогут вам сделать выборку:

• select — выбери мне такие-то колонки.
• from — из такой-то таблицы базы.
• where — такую-то информацию.

Например, я хочу получить информацию по клиенту «Назина Ольга». Составляю в уме ТЗ:

Дай мне информацию по клиенту, у которого ФИО = «Назина Ольга»

Переделываю в SQL:

select * from clients where name = ‘Назина Ольга’;

В дословном переводе:

select — выбери мне * — все колонки (можно выбирать конкретные, а можно сразу все) from clients — из таблицы clients where name = ‘Назина Ольга’; — где поле name имеет значение ‘Назина Ольга’

См также:

Комментарии в Oracle/PLSQL — мой перевод остается работающим запросом, потому что я убрала «лишнее» в комментарии

Если бы у меня была не база данных, а простые excel-файлики, то же действие было бы:

1. Открыть файл с нужными данными (clients)
2. Поставить фильтр на колонку «ФИО» — «Назина Ольга».

То есть нам в любом случае надо знать название таблицы, где лежат данные, и название колонки, по которой фильтруем. Это не что-то страшное, что есть только в базе данных. То же самое есть в простом экселе.

Бывают запросы и сложнее — когда надо достать данные не из одной таблицы, а из разных. В базе это будет выглядеть даже лучше, чем в эксельке. В экселе вам нужно открыть 1-2-3 таблицы и смотреть в каждую. Неудобно.

А в базе данных вы внутри запроса SQL указываете, какие колонки из каких таблиц вам нужны. И результат запроса их отрисовывает. Скажем, мы хотим увидеть заказ, который сделал клиент, ФИО клиента, и его номер телефона. И всё это в разных таблицах! А мы написали запрос и увидели то, что нам надо:

id_order

order (таблица order)

fio (таблица client)

phone (таблица contacts)

И пусть в таблице клиентов у нас будет 30 колонок, а в таблице заказов 50, в результате выборки мы видим ровно 4 запрошенные. Удобно, ничего лишнего!

Конечно, написать такой запрос будет немного сложнее обычного селекта. Это уже select join, почитать о нем можно тут. И я рекомендую вам его изучить, потому что он входит в «базовое знание sql», которое требуется на собеседованиях.

Результаты выборки можно группировать, сортировать — это следующий уровень сложности. См раздел «статьи и книги по теме» для получения большей информации.

Как связать данные между собой

Вот например, у нас есть интернет-магазин по доставке пиццы. Так выглядит его база данных:

• В таблице «client» лежат данные по клиентам: ФИО, пол, дата рождения и т.д.

last_name

first_name

birthdate

VIP

• В таблице «orders» лежат данные по заказам. Что заказали (пиццу, суши, роллы), когда, насколько довольны доставкой?

order

addr

date

time

Роллы «Филадельфия» и «Канада»

Студеный пр-д, д 10

Пицца 35 см, роллы комбо 1

Пицца с сосиками по краям

Комбо набор 3, обед №4

Но как понять, где чей был заказ? Сколько раз заказывал Вася, а сколько Алина?

Тут есть несколько вариантов:

1. Запихать все данные в одну таблицу: тут и заказы, и информация по клиентам. В целом удобно, открыл табличку и сразу видишь — ага, это Васин заказ, а это Машин.

• Таблица все растет и растет, в итоге получается просто огромной! А когда данных много, легкость чтения пропадает, придется листать до нужной колонки.
• Поиск будет работать медленнее. Чем меньше информации в таблице, тем быстрее поиск. Когда у нас много строк, количество колонок становится существенным.
• Много дублей — один человек может сделать хоть сотню заказов. И вся информация по нему будет продублирована сто раз. Неоптимальненько!

Чтобы избежать дублей, таблицы принято разделять:

• Клиенты отдельно
• Заказы отдельно
• Новые объекты отдельно

Но надо при этом их как-то связать между собой, мы ведь всё еще хотим знать, чей конкретно был заказ. Для связи таблиц используется foreign key, внешний ключ.

Нам надо у заказа сделать отметку о клиенте. Значит, таблица «orders» будет ссылаться на таблицу «clients». Ключ можно поставить на любую колонку таблицы (в некоторых базах колонка должна быть уникальной, сначала её нужно такой указать). Какую бы выбрать?

Можно ссылаться на имя. А что, миленько, в таблице заказов будем сразу имя видеть! Но минуточку. А если у нас два клиента Ивана? Или три Маши? Десять Саш. Ну вы поняли =) И как тогда разобраться, где какой клиент?

Не подходит!

Можно вешать foreign key на несколько колонок. Например, на фамилию + имя, или фамилию + имя + отчество. Но ведь и ФИО бывают неуникальные! Что тогда? Можно добавить в связку дату рождения.

Тогда шанс ошибиться будет минимален, хотя и такие ребята существуют. И чем больше клиентов у вас будет, тем больше шанс встретить дубликат.

А можно не усложнять! Вместо того, чтобы делать внешний ключ на 10 колонок, лучше создать в таблице клиентов primary key, первичный ключ. Первичный ключ отвечает за то, чтобы каждое значение в поле было уникальным, никаких дублей. При попытке добавить в таблицу запись с неуникальным первичным ключом получаешь ошибку:

Вот на него и нужно ссылаться! Обычно таким ключом является ID, идентификатор записи. Его можно сделать автоинкрементальным — это значит, что он генерируется сам по алгоритму «прошлое значение + 1».

Например, у нас гостиница для котиков. Это когда хозяева едут в отпуск, а котика оставить не с кем — оставляем в гостинице!

Есть таблица постояльцев:

Источник: habr.com