Banco de dados

Para que os bancos de dados são usados?

As empresas usam dados armazenados em bancos de dados para tomar decisões de negócios informadas. Algumas das maneiras como as organizações usam bancos de dados incluem o seguinte:

• Melhorar os processos de negócios. As empresas coletam dados sobre processos de negócios, como vendas, processamento de pedidos e atendimento ao cliente. Eles analisam esses dados para melhorar esses processos, expandir seus negócios e aumentar a receita.
• Acompanhar os clientes. Os bancos de dados geralmente armazenam informações sobre pessoas, como clientes ou usuários. Por exemplo, as plataformas de mídia social usam bancos de dados para armazenar informações de usuário, como nomes, endereços de e-mail e comportamento do usuário. Os dados são usados para recomendar conteúdo aos usuários e melhorar a experiência do usuário.
• Informações de segurança de saúde pessoal. Os profissionais de saúde usam bancos de dados para armazenar com segurança dados pessoais de saúde para informar e melhorar o atendimento ao paciente.
• Armazenar dados pessoais. Bancos de dados também podem ser usados para armazenar informações pessoais. Por exemplo, o armazenamento pessoal em nuvem está disponível para usuários individuais armazenarem mídia, como fotos, em uma nuvem gerenciada.

Evolução das bases de dados

Os bancos de dados foram criados pela primeira vez na década de 1960. Esses primeiros bancos de dados foram modelos de rede onde cada registro está relacionado a muitos registros primários e secundários. Bancos de dados hierárquicos também estavam entre os primeiros modelos. Eles têm esquemas de árvores com um diretório raiz de registros ligados a vários subdiretórios.

As bases de dados relacionais foram desenvolvidas na década de 1970. Bancos de dados orientados a objetos vieram em seguida na década de 1980. Hoje, usamos o Structured Query Language(SQL), NoSQL e bancos de dados em nuvem.

E.F. Codd criou o banco de dados relacional enquanto estava na IBM. Este tornou-se o padrão para sistemas de banco de dados por causa de seu esquema lógico, ou a forma como é organizado. O uso de um esquema lógico separa o banco de dados relacional do armazenamento físico.

A base de dados relacional, combinada com o crescimento da internet a partir de meados da década de 1990, levou à proliferação de bases de dados. Muitas aplicações empresariais e de consumo dependem de bancos de dados.

Tipos de bancos de dados

Existem muitos tipos de bancos de dados. Podem ser classificados de acordo com o tipo de conteúdo: bibliográfico, texto completo, numérico e imagens. Na computação, os bancos de dados são frequentemente classificados com base na abordagem organizacional que eles usam.

Algumas das principais bases de dados organizacionais incluem:

Relacional. Essa abordagem tabular define os dados para que possam ser reorganizados e acessados de muitas maneiras. As bases de dados relacionais são compostas por tabelas. Os dados são colocados em categorias predefinidas nessas tabelas. Cada tabela tem colunas com pelo menos uma categoria de dados e linhas que possuem uma determinada instância de dados para as categorias definidas nas colunas. As informações em um banco de dados relacional sobre um cliente específico são organizadas em linhas, colunas e tabelas. Estes são indexados para facilitar a pesquisa usando consultas SQL ou NoSQL.

Bancos de dados relacionais usam SQL em suas interfaces de usuário e aplicativos. Uma nova categoria de dados pode ser facilmente adicionada a um banco de dados relacional sem ter que alterar os aplicativos existentes. Um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (RDBMS) é usado para armazenar, gerenciar, consultar e recuperar dados em um banco de dados relacional.

Normalmente, o RDBMS oferece aos usuários a capacidade de controlar o acesso à leitura/gravação, especificar a geração de relatórios e analisar o uso. Alguns bancos de dados oferecem atomicidade, consistência, isolamento e durabilidade, ou ACID, e conformidade para garantir que os dados sejam consistentes e que as transações estejam completas.

Distribuído. Este banco de dados armazena registros ou arquivos em vários locais físicos. O processamento de dados também é espalhado e replicado em diferentes partes da rede.

Os bancos de dados distribuídos podem ser homogêneos, onde todos os locais físicos têm o mesmo hardware subjacente e executam os mesmos sistemas operacionais e aplicativos de banco de dados. Eles também podem ser heterogêneos. Nesses casos, os aplicativos de hardware, SO e banco de dados podem ser diferentes nos vários locais.

Nuvem. Esses bancos de dados são construídos em uma nuvem pública, privada ou híbrida para um ambiente virtualizado. Os usuários são cobrados com base na quantidade de armazenamento e largura de banda que eles usam. Eles também recebem escalabilidade sob demanda e alta disponibilidade. Esses bancos de dados podem trabalhar com aplicativos implantados como software como serviço.

NoSQL. As bases de dados noSQL são boas quando se lida com grandes coleções de dados distribuídos. Eles podem abordar os problemas de desempenho de big data melhor do que bancos de dados relacionais. Eles também funcionam bem para análise de grandes conjuntos de dados não estruturados e dados em servidores virtuais na nuvem. Esses bancos de dados também podem ser chamados de bancos de dados não relacionais.

Orientado a objetos. Esses bancos de dados possuem dados criados usando linguagens de programação orientadas a objetos. Eles se concentram em organizar objetos em vez de ações e dados ao invés de lógica. Por exemplo, um registro de dados de imagem seria um objeto de dados, em vez de um valor alfanumérico.  

Gráfico. Esses bancos de dados são um tipo de banco de dados NoSQL. Eles armazenam, mapeiam e consultam relacionamentos usando conceitos da teoria de gráficos. Os bancos de dados gráficos são feitos de nós e bordas. Nós são entidades e conectam os nós.

Esses bancos de dados são frequentemente usados para analisar interconexões. Bancos de dados de gráficos são frequentemente usados para analisar dados sobre clientes à medida que interagem com uma empresa em páginas da web e em mídias sociais.

Os bancos de dados de gráficos usam o SPARQL, uma linguagem de programação declarativa  e protocolo, para análise. O SPARQL pode realizar todas as análises que o SQL pode realizar e também pode ser usado para análise semântica, ou para o exame de relacionamentos. Isso o torna útil para a realização de análises em conjuntos de dados que tenham dados estruturados  e não estruturados. O SPARQL permite que os usuários realizem análises sobre informações armazenadas em um banco de dados relacional, bem como relacionamentos amigo-de-um-amigo, PageRank e caminho mais curto.

Veja como os bancos de dados gráficos e relacionais se comparam.

Quais são os componentes de um banco de dados?

Embora os diferentes tipos de bancos de dados variem em esquema, estrutura de dados e tipos de dados mais adequados a eles, todos eles são compostos dos mesmos cinco componentes básicos.

1. Este é o dispositivo físico em que o software de banco de dados é executado. O hardware do banco de dados inclui computadores, servidores e discos rígidos.
2. O software ou aplicativo de banco de dados oferece aos usuários o controle do banco de dados. O software DBMS (Database Management System, sistema de gerenciamento de banco de dados) é usado para gerenciar e controlar bancos de dados.
3. Esta é a informação bruta que o banco de dados armazena. Os administradores do banco de dados organizam os dados para torná-los mais significativos.
4. Linguagem de acesso a dados. Esta é a linguagem de programação que controla o banco de dados. A linguagem de programação e o DBMS devem trabalhar juntos. Uma das linguagens de banco de dados mais comuns é o SQL.
5. Essas regras determinam como o banco de dados funciona e como ele lida com os dados.

Quais são os desafios do banco de dados?

Configurar, operar e manter um banco de dados tem alguns desafios comuns, como os seguintes:

• Segurança dos dados é necessária porque os dados são um ativo de negócios valioso. Proteger conjuntos de dados requer uma equipe de segurança cibernética qualificada, o que pode ser caro.
• Integridade dos dados garante que os dados são confiáveis. Nem sempre é fácil alcançar a integridade dos dados porque significa restringir o acesso a bancos de dados apenas para aqueles qualificados para lidar com isso.
• Desempenho do banco de dados requer atualizações e manutenção regulares do banco de dados. Sem o suporte adequado, a funcionalidade do banco de dados pode diminuir à medida que a tecnologia que suporta as alterações do banco de dados ou como os dados que ele contém alterações.
• Integração com banco de dados também pode ser difícil. Pode envolver a integração de fontes de dados de diferentes tipos de bancos de dados e estruturas em um único banco de dados ou em lagos de dados e data

As APIs conectam o usuário ou o aplicativo ao sistema de gerenciamento de banco de dados, o que permite que eles interajam com o banco de dados.

O que é um sistema de gerenciamento de banco de dados?

Um DBMS permite que os usuários criem e gerenciem um banco de dados. Ele também ajuda os usuários a criar, ler, atualizar e excluir dados em um banco de dados, e auxilia nas funções de registro e auditoria.

O DBMS proporciona independência física e lógica dos dados. Usuários e aplicativos não precisam saber os locais físicos ou lógicos dos dados. Um DBMS também pode limitar e controlar o acesso ao banco de dados e fornecer diferentes visualizações do mesmo esquema de banco de dados para vários usuários.