Che cos'è un database?
Un database è una raccolta strutturata di dati organizzati che vengono archiviati, gestiti e consultati elettronicamente. I database facilitano la ricerca di informazioni specifiche, l'analisi delle tendenze, la generazione di report e l'integrità dei dati. I database sono generalmente gestiti da un sistema di gestione dei database (DBMS), un'applicazione software che fornisce un'interfaccia agli utenti e alle applicazioni per interagire con i dati memorizzati all'interno del database.
In questa pagina vengono trattati i seguenti argomenti:
Quali sono i tipi di database?
Esistono diversi tipi di database perché i diversi tipi di dati e i requisiti delle applicazioni richiedono approcci diversi all'archiviazione e al recupero dei dati. Ogni tipo di database è ottimizzato per casi d'uso, modelli di dati, esigenze di scalabilità e caratteristiche prestazionali specifiche. Come si vedrà più avanti, è comune che un particolare database rientri in più di una categoria. Inoltre, i database multi-modello come Couchbase sono specificamente progettati per supportare modelli di dati multipli per aumentare la versatilità e ridurre al minimo la complessità, la gestione, la dispersione dei dati e i costi.
Database relazionali
Un database relazionale è un archivio digitale strutturato per l'archiviazione e l'organizzazione dei dati ed è tipicamente utilizzato per alimentare varie applicazioni, compresi i sistemi aziendali e web. I database relazionali utilizzano tabelle per memorizzare i dati, dove ogni tabella è composta da righe (record) e colonne (campi). Le relazioni tra le tabelle sono stabilite mediante chiavi, che assicurano l'integrità dei dati e consentono di effettuare interrogazioni efficienti. Il linguaggio SQL (structured query language) è comunemente utilizzato per gestire e manipolare i dati, consentendo agli utenti di recuperare, inserire, aggiornare e cancellare le informazioni. I database relazionali forniscono un modo coerente e logico di gestire e accedere ai dati, rendendoli uno strumento essenziale per la gestione di informazioni strutturate in un'ampia gamma di settori e contesti.
Database NoSQL
Un database NoSQL (non solo SQL) è un DBMS che si discosta dai tradizionali database relazionali impiegando una struttura flessibile e priva di schemi. Sono progettati per gestire grandi volumi di dati non strutturati o semi-strutturati, come i contenuti dei social media, i dati dei sensori e i contenuti multimediali. A differenza dei database relazionali, I database NoSQL utilizzano diversi modelli di dati - basati su documenti, chiavi-valori, SQL++, colonne e grafi - per ottimizzare le prestazioni e la scalabilità. Eccellono in ambienti distribuiti e cloud, offrendo scalabilità orizzontale e alta disponibilità. Pur offrendo vantaggi come velocità, scalabilità e flessibilità, i database NoSQL non hanno il rigore strutturato dei database relazionali tradizionali e non tutti supportano i modelli di dati di tipo "a grafo". ACID (atomicità, consistenza, isolamento, durabilità) transazioni su più documenti.
Database in cloud
Database in cloud sono sistemi di database ospitati su piattaforme di cloud computing che consentono agli utenti di archiviare, gestire e accedere ai propri dati su Internet anziché su server locali. I database in cloud offrono un'elevata scalabilità, consentendo agli utenti di aggiungere o ridurre le risorse per adattarsi facilmente a carichi di lavoro in continua evoluzione. Offrono inoltre un'accessibilità globale, consentendo agli utenti di accedere ai dati da qualsiasi luogo dotato di connessione a Internet. Questi database sono disponibili in vari modelli, compresi quelli relazionali e NoSQL, e possono essere adattati a diverse strutture di dati ed esigenze applicative. I fornitori di database cloud si occupano della gestione dell'infrastruttura, dei backup e della manutenzione, liberando gli utenti dalle complessità della gestione dell'hardware. La tecnologia cloud ha rivoluzionato la gestione dei dati, consentendo un accesso continuo ai dati, un'elevata disponibilità e una gestione semplificata per le aziende di tutte le dimensioni.
Database-as-a-Service (DBaaS)
Un DBaaS è una soluzione di cloud computing che fornisce agli utenti un ambiente di database gestito. In un DBaaS, il fornitore di servizi gestisce le attività di manutenzione del database, come l'installazione, la configurazione, il ridimensionamento, i backup e gli aggiornamenti. Gli utenti possono accedere al database e gestirlo utilizzando un'interfaccia basata sul web o le API, senza preoccuparsi dell'infrastruttura sottostante. Questo modello consente alle organizzazioni di concentrarsi sui dati e sulle applicazioni piuttosto che sulle complessità operative della gestione dei database. Le offerte DBaaS si rivolgono a vari tipi di database, compresi quelli relazionali e NoSQL, e forniscono archiviazione, potenza di calcolo e scalabilità flessibili. Questo approccio spesso migliora l'efficienza, riduce i costi e accelera i processi di sviluppo per le aziende, esternalizzando le complessità della gestione dei database agli esperti del cloud.
Database distribuiti
Un database distribuito è un insieme di database interconnessi distribuiti su più sedi fisiche o sistemi informatici. A differenza di un database centralizzato che memorizza tutti i dati in un unico luogo, un database distribuito divide e memorizza i dati in modo decentralizzato. Le organizzazioni utilizzano comunemente questi sistemi quando più utenti o applicazioni devono memorizzare, accedere e aggiornare grandi quantità di dati in luoghi geograficamente dispersi. Questa architettura offre diversi vantaggi, tra cui una maggiore scalabilità, tolleranza ai guasti e migliori prestazioni. I database distribuiti migliorano anche l'efficienza consentendo l'accesso ai dati e la loro manipolazione simultanea da più nodi. La decentralizzazione, tuttavia, può rendere più complessa e impegnativa la gestione della coerenza dei dati, della sincronizzazione e della comunicazione in rete.
Database in-memory
Un database in-memory è un tipo di DBMS che memorizza e manipola i dati principalmente nella memoria principale del computer (RAM) invece che su disco. Questo approccio si traduce in tempi di accesso e recupero dei dati significativamente più rapidi, poiché l'accesso ai dati dalla memoria è molto più veloce della lettura dai dischi. I database in-memory sono particolarmente adatti alle applicazioni che richiedono risposte a bassa latenza, transazioni ad alta velocità ed elaborazione rapida dei dati in tempo reale. Pur offrendo prestazioni eccezionali, la RAM disponibile limita la quantità di dati che possono gestire. Le organizzazioni scelgono spesso i database in-memory per il caching, l'analisi in tempo reale e le applicazioni che richiedono una rapida elaborazione delle query.
Database integrati
Un database incorporato è un sistema di database autonomo integrato direttamente nella base di codice di un'applicazione, eliminando la necessità di un server di database separato. È strettamente legato all'applicazione e risiede nel suo spazio di memoria. Questo approccio riduce la complessità, fornisce un accesso più rapido ai dati e semplifica la distribuzione, perché il database diventa parte integrante della distribuzione dell'applicazione. I database integrati sono comunemente utilizzati nelle applicazioni desktop, nelle applicazioni mobili e negli scenari a utente singolo, dove l'archiviazione leggera dei dati e l'accesso locale sono prioritari rispetto alla scalabilità e alle funzionalità di rete dei database client-server tradizionali.
Database di documenti
Un database documentale è un tipo di database NoSQL che memorizza e gestisce i dati in un formato flessibile e semi-strutturato, spesso utilizzando documenti JSON. A differenza dei database relazionali tradizionali, che utilizzano tabelle e righe, i database documentali memorizzano i dati come documenti autonomi, ognuno dei quali contiene diversi attributi e valori. Ogni documento può contenere diversi tipi di dati, come testo, numeri, array e strutture annidate. Questo design privo di schemi consente modelli di dati dinamici e adattabili che permettono agli sviluppatori di memorizzare, recuperare e aggiornare facilmente dati complessi, gerarchici o non strutturati. I database documentali sono adatti alle applicazioni che richiedono scalabilità, agilità e cicli di sviluppo rapidi, come i sistemi di gestione dei contenuti, le analisi in tempo reale e le piattaforme di e-commerce.
Database a valore-chiave
Un database chiave-valore è un tipo di database NoSQL che memorizza e recupera i dati come coppie di chiavi e valori associati. Ogni chiave è un identificatore univoco e il valore corrispondente può essere un semplice dato, una struttura di dati più complessa o persino un oggetto binario. Questa struttura favorisce un accesso rapido ed efficiente ai dati, poiché il recupero si basa sulla ricerca diretta delle chiavi. I database a valore-chiave eccellono in scenari che richiedono operazioni di lettura e scrittura ad alta velocità, come il caching, l'analisi in tempo reale e la gestione delle sessioni. Tuttavia, possono mancare delle funzionalità avanzate di interrogazione e di relazione dei database relazionali tradizionali, il che li rende più adatti a casi d'uso in cui la struttura dei dati è semplice e predefinita e la velocità è una preoccupazione primaria.
Database grafici
Un database a grafo è un tipo specializzato di database progettato per memorizzare e gestire in modo efficiente dati interconnessi. Rappresenta i dati come nodi (entità) e bordi (relazioni), formando una struttura a grafo. Ogni nodo può contenere attributi, mentre i bordi definiscono le connessioni e le proprietà tra i nodi. Questa struttura rende i database a grafo ideali per la gestione di relazioni complesse e per l'interrogazione di modelli di dati che implicano connessioni, come le reti sociali, i sistemi di raccomandazione e i grafi di conoscenza. A differenza dei database relazionali tradizionali, i database a grafo eccellono nell'attraversare le relazioni per consentire un'interrogazione dei dati più rapida e intuitiva. Permettono alle applicazioni di scoprire intuizioni e creare connessioni che potrebbero essere difficili o lente da realizzare con altri modelli di database.
Database colonnari
Un database colonnare è un tipo di sistema di gestione di database progettato per ottimizzare l'archiviazione e il recupero dei dati. A differenza dei database tradizionali basati su righe, che memorizzano e recuperano i dati in righe, i database colonnari organizzano i dati verticalmente, raggruppando e memorizzando insieme i valori di ogni colonna. Questa architettura migliora la compressione dei dati e riduce al minimo le operazioni di I/O, con conseguenti prestazioni più rapide delle query e una migliore analisi dei dati. I database a colonne sono particolarmente adatti per i carichi di lavoro analitici che prevedono query complesse e aggregazioni su grandi insiemi di dati. Eccellono in scenari in cui le operazioni di lettura, come il reporting e l'analisi dei dati, sono più frequenti delle operazioni di scrittura. I database colonnari sono particolarmente adatti alle applicazioni di data warehousing, business intelligence e analisi dei dati.
Database gerarchici
Un database gerarchico è un modello di archiviazione dei dati in cui le informazioni sono organizzate in una struttura ad albero, in cui ogni elemento di dati ha un genitore e potenzialmente più figli. Questo modello rappresenta le relazioni genitore-figlio come un albero genealogico. Ogni genitore può avere diversi figli, ma un figlio può avere un solo genitore. Il recupero dei dati in un database gerarchico comporta tipicamente la navigazione attraverso livelli di relazioni genitore-figlio. Sebbene siano adatti per alcune applicazioni con gerarchie rigide, come i file system, i database gerarchici possono essere meno flessibili per relazioni di dati più complesse rispetto ad altri modelli di database come quelli relazionali o documentali.
Database orientati agli oggetti
Un database orientato agli oggetti è un tipo di DBMS progettato per memorizzare e gestire strutture di dati complesse come oggetti, incapsulando sia i dati che i metodi che operano su di essi. A differenza dei database relazionali tradizionali, che utilizzano tabelle con righe e colonne, i database orientati agli oggetti rappresentano in modo più naturale le entità del mondo reale e le loro relazioni. In questo contesto, gli oggetti possono includere attributi (dati) e metodi (funzioni) che ne definiscono il comportamento. Questo approccio è particolarmente vantaggioso per le applicazioni con modelli di dati complessi, in quanto consente una migliore modellazione degli scenari del mondo reale e supporta concetti come l'ereditarietà, l'incapsulamento e il polimorfismo della programmazione orientata agli oggetti. I database orientati agli oggetti sono particolarmente adatti ai sistemi multimediali, ai sistemi informativi geografici e alle applicazioni complesse in cui le strutture di dati sono intrinsecamente gerarchiche o interconnesse.
Esempi di database
L'elenco seguente mostra esempi dei tipi di database sopra elencati:
Esempi di database relazionali: Microsoft SQL Server, MySQL, Oracle Database
Esempi di database NoSQL: Couchbase, Apache Cassandra, MongoDB™, Redis
Esempi di database cloud: Amazon DynamoDB, Couchbase Capella™, MongoDB Atlas
Esempi di Database-as-a-Service: Amazon DynamoDB, Couchbase Capella, Atlante MongoDB
Esempi di database distribuiti: Amazon DynamoDB, Apache Cassandra, Couchbase
Esempi di database in-memory: Couchbase, Memcached, Redis
Esempi di database incorporati: Couchbase Lite, SAP HANA Cloud, SQLite
Esempi di database di documenti: Amazon DynamoDB, Couchbase, Elasticsearch, MongoDB
Esempi di database a valore-chiave: Amazon DynamoDB, Apache Cassandra, Couchbase, Redis
Esempi di database a grafo: Amazon Neptune, JanusGraph, Neo4j
Esempi di database colonnari: Amazon Redshift, Apache Cassandra, ClickHouse
Esempi di database gerarchici: Sistema di gestione delle informazioni IBM, RDM Mobile, Registro di Windows
Esempi di database orientati agli oggetti: IBM Db2, InterSystems IRIS, ObjectStore
Conclusione
I due tipi principali di database sono quelli relazionali (SQL) e quelli non relazionali (NoSQL). Queste due categorie comprendono un'ampia varietà di sottocategorie che talvolta si sovrappongono. I database relazionali organizzano i dati in tabelle strutturate e sono adatti a query e transazioni complesse. I database NoSQL memorizzano i dati in formati più flessibili e sono ideali per gestire grandi volumi di dati non strutturati o semi-strutturati con un'elevata scalabilità. Per scegliere il tipo di database migliore, bisogna considerare fattori come la struttura dei dati, la complessità delle query, la scalabilità e i requisiti del progetto. Un database relazionale può essere preferibile se le relazioni tra i dati sono ben definite e la coerenza è fondamentale. Per dati dinamici e in rapida evoluzione o per applicazioni su larga scala, un database NoSQL è probabilmente più adatto grazie alla sua agilità e scalabilità.
Couchbase è unico in quanto combina il meglio di SQL e NoSQL in un unico potente database multi-modello che riduce la complessità e il TCO.
Risorse aggiuntive:
Guida dello sviluppatore ai database
Provate gratuitamente Capella DBaaS
FAQ
Un foglio di calcolo è un database?
Un foglio di calcolo può sembrare un semplice database perché organizza le informazioni in righe e colonne, ma non è un vero database. Un database contiene solo dati grezzi e non può essere formattato come un foglio di calcolo. Inoltre, i database tradizionali offrono funzionalità più avanzate, come le relazioni tra i dati, l'indicizzazione e l'interrogazione, che in genere mancano ai fogli di calcolo.
Che tipo di informazioni vengono memorizzate in un database?
I database memorizzano informazioni come testo, numeri, immagini e altro ancora. Per memorizzare diversi tipi di dati si utilizzano diversi tipi di database. Un database relazionale utilizza tabelle per memorizzare dati strutturati con relazioni definite, ad esempio dati finanziari, dati di gestione dell'inventario e record sanitari. I database NoSQL memorizzano diversi tipi di dati come documenti, coppie chiave-valore, grafici e altro ancora per le applicazioni che richiedono flessibilità per i dati non strutturati o semi-strutturati.
Quale database devo imparare?
La scelta del database da utilizzare dipende dai vostri obiettivi specifici e dal tipo di applicazioni su cui intendete lavorare. Per scegliere il vostro database, fate una ricerca sulle esigenze dei vostri progetti e sull'idoneità del database in termini di scalabilità, modello di dati e requisiti di interrogazione. Mentre i database relazionali sono ancora i più utilizzati, i database NoSQL sono il tipo di database in più rapida crescita, in particolare la sottocategoria dei database di documenti.
Devo scegliere un database relazionale o non relazionale?
La scelta tra un database relazionale o non relazionale dipende dai requisiti del progetto. I database relazionali sono adatti per i dati strutturati, le query complesse e la conformità ACID. I database non relazionali (NoSQL) possono essere migliori per i dati non strutturati o semi-strutturati, la scalabilità e la flessibilità. Valutate il vostro modello di dati, le esigenze di prestazioni e i requisiti di scalabilità prima di prendere una decisione.
