מה זה מסד נתונים?

24 בנובמבר 2020

מה זה מסד נתונים?

מסד נתונים מוגדר

מסד נתונים הוא אוסף מאורגן של מידע מובנה, או נתונים, המאוחסנים בדרך כלל אלקטרונית במערכת ממוחשבת. מסד נתונים נשלט בדרך כלל על ידי א מערכת ניהול מסד נתונים (DBMS). יחד, הנתונים וה-DBMS, יחד עם היישומים המשויכים אליהם, מכונים מערכת מסד נתונים, לרוב מקוצרת לבסיס נתונים בלבד.

נתונים בסוגים הנפוצים ביותר של מסדי נתונים הפועלים כיום מעוצבים בדרך כלל בשורות ובעמודות בסדרה של טבלאות כדי להפוך את העיבוד ואת שאילתת הנתונים ליעילים. לאחר מכן ניתן לגשת לנתונים בקלות, לנהל, לשנות, לעדכן, לשלוט ולארגן. רוב מסדי הנתונים משתמשים בשפת שאילתות מובנית (SQL) לכתיבה ושאילתה של נתונים.

מהי שפת שאילתות מובנית (SQL)?

SQL היא שפת תכנות המשמשת כמעט כולם מסדי נתונים יחסיים לבצע שאילתות, מניפולציות והגדרת נתונים, ולספק בקרת גישה. SQL פותחה לראשונה ב-IBM בשנות ה-70 עם Oracle כתורם מרכזי, מה שהוביל ליישום תקן SQL ANSI, SQL דרבן הרחבות רבות מחברות כמו יבמ, Oracle ו-Microsoft. למרות ש-SQL נמצא בשימוש נרחב כיום, שפות תכנות חדשות מתחילות להופיע.

אבולוציה של מסד הנתונים

מאגרי מידע התפתחו באופן דרמטי מאז הקמתם בתחילת שנות ה-60. מסדי נתונים ניווטים כגון מסד הנתונים ההיררכי (שהסתמך על מודל דמוי עץ ואיפשר רק מערכת יחסים של אחד לרבים), ומסד הנתונים של הרשת (מודל גמיש יותר שאפשר ריבוי קשרים), היו המערכות המקוריות ששימשו לאחסון ולטפל בנתונים. למרות שהן פשוטות, המערכות המוקדמות הללו לא היו גמישות. בשנות השמונים, מסדי נתונים יחסיים הפך פופולרי, ואחריו מסדי נתונים מונחה עצמים בשנות ה-90. יותר לאחרונה, מסדי נתונים של NoSQL נוצר כתגובה לצמיחת האינטרנט ולצורך במהירות ובעיבוד מהיר יותר של נתונים לא מובנים. היום, מסדי נתונים בענן ו מאגרי מידע לנהיגה עצמית פורצים דרך בכל הנוגע לאופן איסוף, אחסון, ניהול ושימוש של נתונים.

מה ההבדל בין מסד נתונים לגיליון אלקטרוני?

מסדי נתונים וגיליונות אלקטרוניים (כגון Microsoft Excel) הם שתיהן דרכים נוחות לאחסן מידע. ההבדלים העיקריים בין השניים הם:

  • איך הנתונים מאוחסנים ומתעללים
  • מי יכול לגשת לנתונים
  • כמה נתונים ניתן לאחסן

גיליונות אלקטרוניים תוכננו במקור עבור משתמש אחד, והמאפיינים שלהם משקפים זאת. הם נהדרים עבור משתמש בודד או מספר קטן של משתמשים שאינם צריכים לעשות הרבה מניפולציות מסובכות להפליא בנתונים. מאגרי מידע, לעומת זאת, נועדו להחזיק אוספים גדולים בהרבה של מידע מאורגן - כמויות אדירות, לפעמים. מסדי נתונים מאפשרים למספר משתמשים בו-זמנית לגשת במהירות ובאופן מאובטח לנתונים ולשאול אותם באמצעות לוגיקה ושפה מורכבים ביותר.

סוגי מאגרי מידע

ישנם סוגים רבים ושונים של מסדי נתונים. בסיס הנתונים הטוב ביותר עבור ארגון ספציפי תלוי באופן שבו הארגון מתכוון להשתמש בנתונים.

    מאגרי מידע יחסיים

  • מאגרי מידע יחסיים הפך להיות דומיננטי בשנות ה-80. פריטים במסד נתונים יחסי מאורגנים כקבוצה של טבלאות עם עמודות ושורות. טכנולוגיית מסדי נתונים יחסיים מספקת את הדרך היעילה והגמישה ביותר לגשת למידע מובנה.
  • מסדי נתונים מונחה עצמים

  • מידע במסד נתונים מונחה עצמים מיוצג בצורה של אובייקטים, כמו בתכנות מונחה עצמים.
  • מסדי נתונים מבוזרים

  • מסד נתונים מבוזר מורכב משני קבצים או יותר הממוקמים באתרים שונים. מסד הנתונים עשוי להיות מאוחסן במספר מחשבים, הממוקמים באותו מיקום פיזי, או מפוזר על גבי רשתות שונות.
  • מחסני נתונים

  • מאגר מרכזי לנתונים, מחסן נתונים הוא סוג של מסד נתונים שתוכנן במיוחד עבור שאילתות וניתוח מהירים.
  • מסדי נתונים של NoSQL

  • א NoSQL, או מסד נתונים לא-רלציוני, מאפשר לאחסן ולתפעל נתונים לא מובנים ומובנים למחצה (בניגוד למסד נתונים יחסי, המגדיר כיצד כל הנתונים המוכנסים למסד חייבים להיות מורכבים). מסדי נתונים של NoSQL הפכו פופולריים ככל שיישומי אינטרנט הפכו נפוצים יותר ומורכבים יותר.
  • מסדי נתונים של גרפים

  • מסד נתונים גרפים מאחסן נתונים במונחים של ישויות והקשרים בין ישויות.
  • מסדי נתונים של OLTP. מסד נתונים OLTP הוא מסד נתונים אנליטי ומהיר המיועד למספר רב של עסקאות המבוצעות על ידי מספר משתמשים.

אלו הם רק כמה מתוך כמה עשרות סוגי מסדי נתונים הנמצאים בשימוש כיום. מסדי נתונים אחרים, פחות נפוצים, מותאמים לפונקציות מדעיות, פיננסיות או אחרות מאוד ספציפיות. בנוסף לסוגי מסדי הנתונים השונים, שינויים בגישות פיתוח טכנולוגיות והתקדמות דרמטית כמו הענן והאוטומציה דוחפים את מסדי הנתונים לכיוונים חדשים לגמרי. חלק ממאגרי המידע העדכניים ביותר כוללים

    מסדי נתונים בקוד פתוח

  • מערכת מסד נתונים בקוד פתוח היא מערכת שקוד המקור שלה הוא קוד פתוח; מסדי נתונים כאלה יכולים להיות מסדי נתונים של SQL או NoSQL.
  • מסדי נתונים בענן

  • א מסד נתונים בענן הוא אוסף של נתונים, בין אם מובנים או לא מובנים, שנמצאים על פלטפורמת מחשוב ענן פרטית, ציבורית או היברידית. ישנם שני סוגים של מודלים של מסדי נתונים בענן: מסורתיים ומסד נתונים כשירות (DBaaS). עם DBaaS, משימות ניהול ותחזוקה מבוצעות על ידי ספק שירות.
  • מסד נתונים רב מודלים

  • מסדי נתונים מרובי מודל משלבים סוגים שונים של מודלים של מסדי נתונים לקצה אחורי אחד ומשולב. זה אומר שהם יכולים להכיל סוגי נתונים שונים.
  • מסד נתונים של מסמך/JSON

  • מיועד לאחסון, אחזור וניהול מידע מונחה מסמכים, מאגרי מידע של מסמכים הם דרך מודרנית לאחסן נתונים בפורמט JSON במקום שורות ועמודות.
  • מאגרי מידע לנהיגה עצמית

  • הסוג החדש והפורץ ביותר של מסדי נתונים, מסדי נתונים לנהיגה עצמית (הידועים גם כבסיסי נתונים אוטונומיים) מבוססי ענן ומשתמשים בלמידת מכונה כדי להפוך את כוונון מסדי הנתונים, אבטחה, גיבויים, עדכונים ומשימות ניהול שגרתיות אחרות המבוצעות באופן מסורתי על ידי מנהלי מסדי נתונים.

מהי תוכנת מסד נתונים?

תוכנת מסד נתונים משמשת ליצירה, עריכה ותחזוקה של קבצי מסד נתונים ורשומות, המאפשרות יצירת קבצים ורשומות קלות יותר, הזנת נתונים, עריכת נתונים, עדכון ודיווח. התוכנה מטפלת גם באחסון נתונים, גיבוי ודיווח, בקרת ריבוי גישה ואבטחה. אבטחת מסד נתונים חזקה חשובה במיוחד כיום, מכיוון שגניבת נתונים הופכת תכופה יותר. תוכנת מסדי נתונים מכונה לפעמים גם "מערכת ניהול מסד נתונים" (DBMS).

תוכנת מסדי נתונים הופכת את ניהול הנתונים לפשוט יותר בכך שהיא מאפשרת למשתמשים לאחסן נתונים בצורה מובנית ואז לגשת אליהם. בדרך כלל יש לו ממשק גרפי שיעזור ליצור ולנהל את הנתונים, ובמקרים מסוימים, משתמשים יכולים לבנות מאגרי מידע משלהם באמצעות תוכנת מסד נתונים.

מהי מערכת ניהול מסד נתונים (DBMS)?

מסד נתונים דורש בדרך כלל תוכנת מסד נתונים מקיפה המכונה מערכת ניהול מסד נתונים (DBMS). DBMS משמש כממשק בין מסד הנתונים למשתמשי הקצה או התוכניות שלו, ומאפשר למשתמשים לאחזר, לעדכן ולנהל כיצד המידע מאורגן ומוטב. DBMS גם מאפשר פיקוח ובקרה על מסדי נתונים, ומאפשר מגוון פעולות ניהוליות כגון ניטור ביצועים, כוונון וגיבוי ושחזור.

כמה דוגמאות לתוכנות מסד נתונים פופולריות או DBMSs כוללות MySQL, Microsoft Access, Microsoft SQL Server, FileMaker Pro, Oracle Database ו-dBASE.

מהו מסד נתונים של MySQL?

MySQL היא מערכת ניהול מסדי נתונים יחסיים בקוד פתוח המבוססת על SQL. הוא תוכנן ומותאם ליישומי אינטרנט ויכול לפעול בכל פלטפורמה. ככל שדרישות חדשות ושונות צצו עם האינטרנט, MySQL הפכה לפלטפורמה המועדפת עבור מפתחי אתרים ויישומים מבוססי אינטרנט. מכיוון שהוא נועד לעבד מיליוני שאילתות ואלפי עסקאות, MySQL היא בחירה פופולרית עבור עסקי מסחר אלקטרוני שצריכים לנהל העברות כסף מרובות. גמישות לפי דרישה היא התכונה העיקרית של MySQL.

MySQL הוא ה-DBMS מאחורי כמה מהאתרים והיישומים מבוססי האינטרנט המובילים בעולם, כולל Airbnb, Uber, LinkedIn, Facebook, Twitter ו-YouTube.

שימוש במאגרי מידע לשיפור הביצועים העסקיים וקבלת ההחלטות

עם איסוף נתונים מאסיבי מInternet of Things שמשנה את החיים והתעשייה ברחבי העולם, לעסקים יש היום גישה ליותר נתונים מאי פעם. ארגונים שחושבים קדימה יכולים כעת להשתמש בבסיסי נתונים כדי לעבור מעבר לאחסון נתונים בסיסיים ועסקאות כדי לנתח כמויות אדירות של נתונים ממערכות מרובות. באמצעות מסדי נתונים וכלי מחשוב ובינה עסקית אחרים, ארגונים יכולים כעת למנף את הנתונים שהם אוספים כדי לפעול בצורה יעילה יותר, לאפשר קבלת החלטות טובה יותר ולהיות זריזים וניתנים להרחבה יותר. אופטימיזציה של גישה ותפוקה לנתונים היא קריטית לעסקים כיום מכיוון שיש יותר נפח נתונים למעקב. זה קריטי שיהיה א פּלַטפוֹרמָה שיכולים לספק את הביצועים, קנה המידה והזריזות שעסקים צריכים כשהם גדלים לאורך זמן.

מסד הנתונים לנהיגה עצמית מוכן לספק דחיפה משמעותית ליכולות הללו. מכיוון שמסדי נתונים בנהיגה עצמית הופכים תהליכים ידניים יקרים וגוזלים זמן לאוטומטיים, הם משחררים את המשתמשים העסקיים להיות יותר פרואקטיביים עם הנתונים שלהם. על ידי שליטה ישירה על היכולת ליצור ולהשתמש בבסיסי נתונים, משתמשים מקבלים שליטה ואוטונומיה תוך שמירה על תקני אבטחה חשובים.

אתגרי מסד נתונים

מסדי הנתונים הארגוניים הגדולים של היום תומכים לרוב בשאילתות מורכבות מאוד וצפויים לספק תגובות כמעט מיידיות לשאילתות אלו. כתוצאה מכך, מנהלי מסדי נתונים נקראים כל הזמן להשתמש במגוון רחב של שיטות כדי לסייע בשיפור הביצועים. כמה אתגרים נפוצים איתם הם מתמודדים כוללים:

  • קליטת עליות משמעותיות בנפח הנתונים. פיצוץ הנתונים המגיעים מחיישנים, מכונות מחוברות ועשרות מקורות אחרים גורם למנהלי מסד נתונים לערבב לנהל ולארגן את הנתונים של החברות שלהם ביעילות.
  • הבטחת אבטחת מידע. פרצות נתונים מתרחשות בכל מקום בימים אלה, והאקרים הופכים להיות יותר יצירתיים. חשוב מתמיד להבטיח שהנתונים מאובטחים אך גם נגישים בקלות למשתמשים.
  • עומד בקצב הביקוש. בסביבה העסקית המהירה של היום, חברות זקוקות לגישה בזמן אמת לנתונים שלהן כדי לתמוך בקבלת החלטות בזמן וכדי לנצל הזדמנויות חדשות.
  • ניהול ותחזוקה של מסד הנתונים והתשתית. מנהלי מסדי נתונים חייבים לעקוב ללא הרף במסד הנתונים עבור בעיות ולבצע תחזוקה מונעת, כמו גם להחיל שדרוגי תוכנה ותיקונים. ככל שבסיסי הנתונים הופכים מורכבים יותר ונפחי הנתונים גדלים, חברות מתמודדות עם הוצאות של שכירת כישרונות נוספים כדי לנטר ולכוונן את מסדי הנתונים שלהן.
  • הסרת מגבלות על מדרגיות. עסק צריך לצמוח אם הוא מתכוון לשרוד, וניהול הנתונים שלו חייב לצמוח יחד איתו. אבל למנהלי מסדי נתונים קשה מאוד לחזות כמה קיבולת תצטרך החברה, במיוחד עם מסדי נתונים מקומיים.
  • הבטחת תושבות נתונים, ריבונות נתונים או דרישות חביון. לארגונים מסוימים יש מקרי שימוש שמתאימים יותר להפעלה מקומית. במקרים אלה, מערכות מהונדסות המוגדרות מראש ומותאמות מראש להפעלת מסד הנתונים הן אידיאליות.

התמודדות עם כל האתגרים הללו עשויה להיות גוזלת זמן ויכולה למנוע ממנהלי מסד נתונים לבצע פונקציות אסטרטגיות יותר.

כיצד טכנולוגיה אוטונומית משפרת את ניהול מסדי הנתונים

מסדי נתונים לנהיגה עצמית הם גל העתיד - ומציעים אפשרות מסקרנת לארגונים שרוצים להשתמש בטכנולוגיית מסדי הנתונים הטובה ביותר הזמינה ללא כאבי הראש של ריצה ותפעול הטכנולוגיה הזו.

מסדי נתונים לנהיגה עצמית משתמשים בטכנולוגיה מבוססת ענן ולמידת מכונה כדי להפוך רבות מהמשימות השגרתיות הנדרשות לניהול מסדי נתונים, כגון כוונון, אבטחה, גיבויים, עדכונים ומשימות ניהול שגרתיות אחרות. עם המשימות המייגעות האלה אוטומטיות, מנהלי מסד נתונים מתפנוים לעשות עבודה אסטרטגית יותר. יכולות הנהיגה העצמית, האבטחה העצמית והתיקון העצמי של מסדי נתונים לנהיגה עצמית עומדות לחולל מהפכה באופן שבו חברות מנהלות ומאבטחות את הנתונים שלהן, מה שמאפשר יתרונות ביצועים, עלויות נמוכות יותר ואבטחה משופרת.

עתיד מאגרי מידע ומאגרים אוטונומיים

ה מסד הנתונים האוטונומי הראשון הוכרז בסוף 2017, ומספר אנליסטים עצמאיים בתעשייה זיהו במהירות את הטכנולוגיה ואת השפעתה הפוטנציאלית על המחשוב.