Cos'è un database relazionale? Come organizza i dati un RDBMS

Immagina di gestire un negozio di e-commerce. Devi tenere traccia quotidianamente delle informazioni sui clienti, dei dettagli degli ordini e dell'inventario dei prodotti. Senza un sistema adeguato, il caos è a un solo passo dalla vendita.

Mentre i database sono strutturalmente organizzati per memorizzare e utilizzare i dati aziendali, un database relazionale con tabelle interconnesse è fondamentale per migliorare la gestione dei dati.

Le soluzioni di database relazionali organizzano e gestiscono grandi quantità di dati interconnessi in modo efficiente, sbloccando infine preziose intuizioni per un migliore processo decisionale. Consentono di suddividere informazioni complesse in tabelle più piccole e mirate, contenenti dati specifici rilevanti per il loro scopo.

I database relazionali collegano diverse tabelle utilizzando relazioni uno-a-uno, uno-a-molti, molti-a-uno o molti-a-molti. Questa struttura consente agli utenti di eseguire query e recuperare dati da più tabelle interconnesse contemporaneamente.

Elementi di un database relazionale

Ci sono diversi elementi che lavorano insieme per formare la base di un database relazionale, consentendo agli utenti di memorizzare, organizzare e recuperare dati in modo strutturato ed efficiente. Questi elementi includono:

• Tabelle contengono un insieme strutturato di dati con righe e colonne. Ogni tabella memorizza dati su un argomento specifico, come clienti, ordini o prodotti in un negozio di e-commerce.
• Colonne, conosciute anche come attributi o campi, definiscono la struttura di una tabella specificando il tipo di dati che ogni voce conterrà.
• Righe, spesso chiamate record o tuple, rappresentano voci individuali in una tabella. Ogni riga contiene una raccolta di valori corrispondenti alle colonne.

• Chiavi sono colonne o un insieme di colonne che identificano univocamente le righe all'interno di una tabella.
• Chiave primaria garantisce che nessuna delle due righe avrà lo stesso valore per la colonna della chiave primaria. Una tabella può avere solo una chiave primaria. Ad esempio, l'ID cliente può essere una chiave primaria, poiché nessun cliente avrà lo stesso ID.
• Chiave candidata aiuta a identificare univocamente tutte le righe in una tabella. Ci possono essere più chiavi candidate per tabella. Quando si progetta un database, si sceglie tipicamente la chiave candidata più efficiente e adatta come chiave primaria.
• Chiave esterna è una colonna (o un insieme di colonne) in una tabella che fa riferimento alla chiave primaria di un'altra tabella. Queste stabiliscono relazioni tra tabelle, consentendo agli utenti di collegare dati tra di esse e garantire la coerenza.

Come funzionano i database relazionali?

I database relazionali memorizzano i dati in tabelle organizzate, come fogli di calcolo. Ogni tabella si concentra su un argomento specifico, con righe che rappresentano voci individuali e colonne che definiscono il tipo di dati per ogni voce. Immagina una tabella per i dati dei clienti con colonne per ID cliente, nome ed email, dove ogni riga contiene i dettagli di un cliente specifico.

La magia di un database relazionale risiede in come queste tabelle si collegano. Le chiavi esterne agiscono come ponti, facendo riferimento alla chiave primaria di un'altra tabella. Questo ti permette di collegare dati tra tabelle. Ad esempio, una tabella "Ordini" potrebbe avere una chiave esterna "customer_id" che punta alla tabella "Clienti", permettendoti di vedere quale cliente ha effettuato un determinato ordine.

Collegando i dati, i database relazionali forniscono un modo strutturato ed efficiente per memorizzare e recuperare informazioni.

Cos'è un sistema di gestione di database relazionale (RDBMS)?

Un sistema di gestione di database relazionale (RDBMS) consente a un'organizzazione di gestire e amministrare i propri database relazionali. È un'applicazione progettata per memorizzare e gestire i database organizzativi in modo efficiente. Gli RDBMS forniscono una visione completa dei dati e consentono una più facile interrogazione poiché esistono diverse convenzioni di denominazione e linee guida per qualsiasi sistema di gestione. Questi database utilizzano solitamente SQL come linguaggio di interrogazione.

SQL, o Structured Query Language, è un linguaggio di interrogazione specificamente utilizzato per i database relazionali. È utile nella gestione di dati strutturati dove le entità di dati sono interconnesse. SQL ha una sintassi fissa per creare, aggiornare, modificare, visualizzare o eliminare record in un database relazionale.

Database relazionali vs. database non relazionali

I modelli di database relazionali gestiscono tabelle di dati che hanno una connessione o relazione di interconnessione preesistente. I database non relazionali sono entrati in scena quando le esigenze di dati del mondo degli affari non erano limitate a pochi database indicizzati.

Ad esempio, se un particolare database di alcune migliaia di tabelle deve essere interrogato, i database relazionali come Microsoft SQL Server o MySQL possono essere molto utili nella gestione delle transazioni correlate. Ma se una transazione o una query di dati necessita di milioni di pagine web non correlate da esaminare, saranno necessari database non relazionali come i sistemi di file Hadoop o NoSQL.

Esaminiamo più da vicino ciascuno dei tipi di database e comprendiamo perché sono entrambi rilevanti per le imprese.

Come scegliere il giusto database relazionale

Scegliere il prodotto di database relazionale perfetto dipende dalle esigenze aziendali e dagli obiettivi di un'organizzazione. Ecco le aree principali che le aziende dovrebbero considerare mentre scelgono un database relazionale.

Precisione dei dati

La natura della tua attività determina il livello di precisione dei dati con cui sei disposto a lavorare. Se sei un'istituzione finanziaria, vorresti optare per database relazionali con un sistema di integrità dei dati più efficiente e integrato.

Scalabilità

La crescita prevista delle esigenze di dati della tua organizzazione ti aiuterà a decidere il database relazionale che vuoi adottare. Puoi anche considerare il numero di servizi di backup che un database relazionale fornisce a seconda delle tue esigenze di backup dei dati.

Concorrenza

Se i dati della tua azienda necessitano di accesso simultaneo da parte di più utenti, è meglio scegliere un database relazionale che supporti un'alta concorrenza proteggendo l'integrità dei dati.

Affidabilità

I fattori di prestazione e affidabilità di un database relazionale devono essere attentamente considerati per la tua organizzazione, specialmente se sei vincolato da SLA aziendali con i tuoi clienti o fornitori.

Vantaggi dei database relazionali

I database relazionali sono ampiamente utilizzati dalle imprese di tutto il mondo grazie alle loro capacità di gestione e gestione dei dati. Hanno reso molto più semplice l'interrogazione dei dati per le aziende e le hanno anche aiutate a mantenere una panoramica dei punti dati interconnessi per ulteriori prospettive.

Esaminiamo i principali vantaggi dell'utilizzo dei database relazionali.

Riduzione della ridondanza dei dati

La ridondanza dei dati o le voci di dati duplicate per lo stesso record sono eliminate utilizzando i database relazionali. I dati nei database relazionali sono normalizzati. La normalizzazione è un processo che garantisce che non ci siano dati duplicati presenti da nessuna parte. Poiché le tabelle sono interconnesse, un'unica istanza dei dati può essere utilizzata in più istruzioni o query SQL tramite join.

Recupero da disastri

I database relazionali facilitano il backup dei dati e il recupero convenienti fornendo funzionalità di importazione ed esportazione facili. Il movimento dei dati è consentito anche quando il database è in uso, riducendo così i rischi di perdita di dati e guasti del sistema.

Coerenza dei dati

Poiché le tabelle in un database relazionale sono interconnesse, i dati aggiornati in una singola tabella si rifletteranno in ogni altra istanza nel database. Ad esempio, supponiamo che tu possieda un negozio di elettronica e abbia tabelle come dettagli_clienti, dettagli_transazioni e inventario_articoli. Se un certo cliente acquista un prodotto, i dettagli vengono aggiornati in ciascuna di queste tabelle, mantenendo così dati uniformi in tutte.

Flessibilità

SQL è utilizzato come linguaggio di interrogazione per i database relazionali. Fornisce opzioni per creare, modificare, aggiornare ed eliminare tabelle nel database anche quando è in uso. Questo è particolarmente utile nell'aggiornare gli schemi in base ai requisiti dei dati transazionali.

Atomicità

L'atomicità si riferisce a una transazione di database considerata un'entità singola e non dipendente dai suoi componenti individuali. Se una transazione deve avvenire in un database relazionale, ogni componente necessario per completare con successo la query deve essere presente. Questo si applica anche alle query di commit o salvataggio. Se una parte di una transazione non può essere commessa, SQL non consentirà commit parziali in un database relazionale.

Blocco del database

Quando più utenti cercano di modificare un certo componente di un database relazionale, il blocco del database impedisce ad altri utenti di accedere ai dati mentre vengono aggiornati. Aiuta a mantenere la concorrenza dei dati e garantisce l'integrità dei dati quando diversi utenti utilizzano il database contemporaneamente.

Le sfide dell'utilizzo dei database relazionali

I database relazionali, pur essendo una soluzione ottimale per la maggior parte dei problemi di database e dataset aziendali, pongono alcuni problemi con le loro prestazioni e scalabilità quando la quantità di dati supera un certo limite. Esaminiamo questi problemi in dettaglio.

Problemi di prestazioni

Poiché le tabelle in un database relazionale hanno interconnessioni e relazioni, un improvviso afflusso di aggiunte o modifiche ai dati può influenzare molte relazioni, rallentando le prestazioni complessive del database.

Capacità di gestire big data

I database relazionali dipendono da un singolo server. Per gestire più dati, hanno bisogno di un'infrastruttura e una capacità di memoria maggiori. Questo li rende meno scalabili e costosi per le imprese che gestiscono grandi volumi di dati.

Inoltre, la sicurezza è un fattore critico che le imprese devono considerare quando gestiscono database relazionali su larga scala. Per uno sguardo più approfondito su come proteggere i tuoi asset di dati, esplora questa guida G2 alla sicurezza dei database.

I migliori software di database relazionali nel 2024

Il software di database relazionale aiuta a memorizzare e gestire i dati attraverso formati di tabella tradizionali. Crea e mantiene relazioni tra dati aziendali transazionali e mantiene i dati accessibili a tutti gli azionisti.

Per qualificarsi per l'inclusione come fornitore di software di database relazionale di alto livello, una soluzione deve:

• Supportare l'organizzazione dei dati in formato tabellare
• Consentire la modifica dei dati da parte degli utenti
• Fornire spazio di archiviazione per i dati aziendali

*Di seguito sono riportati i cinque principali fornitori di soluzioni software di database relazionale dal Fall 2024 Grid® Report di G2. Alcune recensioni possono essere modificate per chiarezza.

1. Amazon Relational Database Service (RDS)

Amazon Relational Database Service (RDS) è un servizio gestito da Amazon Web Services (AWS) che semplifica la gestione dei database relazionali nel cloud. Invece di dover configurare e gestire il database da soli, RDS si occupa di questi compiti, permettendoti di concentrarti sulla tua applicazione.

Cosa piace di più agli utenti:

"La cosa migliore di RDS è la funzione di auto-scaling. In precedenza, utilizzavo un server on-prem per ospitare il mio database MySQL e gestire lo storage e il traffico era una grande preoccupazione per me. Scaricando le patch e la gestione dell'infrastruttura, ora sono più concentrato su altre cose. Personalmente mi piacciono le repliche di lettura e il loro autoscaling dello storage è la migliore caratteristica. Posso facilmente integrare il mio RDS con decine di servizi AWS in modo sicuro senza alcun costo. Non devo controllare il suo stato quotidianamente e posso semplicemente controllare la mia email se qualcosa va storto con l'RDS. Posso facilmente creare una copia del database per l'ambiente di staging da uno snapshot. Ho avuto difficoltà nell'implementare i log di audit, ma il supporto clienti è stato davvero utile nell'aiutarmi. È molto facile da usare e implementare. Lo uso quotidianamente."

- Recensione di Amazon Relational Database Service, Usman K.

Cosa non piace agli utenti:

"Possiamo automatizzarlo per le prestazioni, il che è un po' un fastidio per me. Inoltre, c'è un downtime se e quando vogliamo scalarlo, e se vogliamo utilizzare le opzioni avanzate, il costo è significativamente alto."

- Recensione di Amazon Relational Database Service, Bishal J.

2. Google Cloud SQL

Google Cloud SQL è un servizio di database relazionale completamente gestito offerto da Google Cloud Platform. Ti consente di configurare e gestire database nel cloud invece di mantenere la tua infrastruttura di database. Google Cloud SQL cripta i tuoi dati a riposo e in transito e ti consente di controllare l'accesso alla rete ai tuoi database.

Cosa piace di più agli utenti:

"Google Cloud SQL fornisce un DBMS basato su cloud, non richiede una configurazione complicata e mi consente di connettermi e interrogare dati da vari database, in particolare Microsoft SQL Server. Inoltre, Cloud SQL consente al mio team di utilizzare SQL Server Management Studio per accedere e gestire i nostri progetti analitici che combinano database on-premise con dati su Google Cloud. Il servizio si integra con Google Cloud storage e l'interfaccia utente è ben progettata e facile da usare."

- Recensione di Google Cloud SQL, Hosham K.

Cosa non piace agli utenti:

"Gestire i dati da on-premises a Google Cloud è difficile poiché la gestione della rete è troppo difficile da gestire in GCP. E un'altra cosa che non mi piace è gestire la fatturazione, non fornisce una fatturazione combinata di alcuni servizi come Cloud Dialogflow. Dovrebbe anche dare una notifica se alcune risorse non sono state utilizzate per un lungo periodo."

- Recensione di Google Cloud SQL, Aayush M.

3. Amazon Aurora

Amazon Aurora combina le prestazioni e la velocità dei database commerciali di fascia alta con la versatilità e la semplicità del software di database open-source. Può essere utilizzato per memorizzare dati, supportare vari linguaggi di programmazione e tabelle di database.

Cosa piace di più agli utenti:

“Amazon Aurora è più adatto per creare database complessi, altamente disponibili e commerciali, in modo molto semplice. La dimensione del database dovrebbe essere da media a grande perché solo allora sarai in grado di giustificare il costo aggiuntivo sostenuto per l'utilizzo di Amazon Aurora. Un altro aspetto è che se stai già utilizzando AWS e la maggior parte delle tue applicazioni e servizi sono sul cloud. Allora ha senso utilizzare Amazon Aurora poiché si adatta bene all'ecosistema Amazon.”

- Recensione di Amazon Aurora, Vikas R.

Cosa non piace agli utenti:

“Il prodotto ha soddisfatto tutte le mie aspettative e oltre. L'unico problema che posso ricordare è che deve lavorare di più sul modulo di backup perché abbiamo provato un riavvio a freddo e un backup dall'ultimo checkpoint ma abbiamo affrontato molti problemi e abbiamo dovuto coinvolgere il team di supporto Amazon per questo.”

- Recensione di Amazon Aurora, Kevin T.

4. Microsoft SQL

Microsoft SQL consente a Windows, Linux e ai container Docker di sfruttare la potenza dei database SQL e fornisce funzionalità di sicurezza innovative per una migliore gestione dei dati.

Cosa piace di più agli utenti:

“La mia cosa preferita di questo software è quanto sia robusto come strumento. È stato il motore di database di scelta per molti dei sistemi aziendali che ho utilizzato nella mia carriera, dai sistemi PDM e ERP agli strumenti di automazione del design. L'uso di questa piattaforma da parte degli sviluppatori di quei sistemi va ben oltre ciò che posso creare da solo. Tuttavia, ho trovato l'architettura delle tabelle interconnesse utilizzate in questi sistemi intuitiva, dandomi una curva di apprendimento superficiale nel caso in cui avessi mai bisogno di controllare o recuperare dati da quei sistemi.”

- Recensione di Microsoft SQL, David M.

Cosa non piace agli utenti:

“È un database su larga scala, quindi se stai cercando qualcosa di leggero per siti web più piccoli. Probabilmente non fa per te. Richiede anche una curva di apprendimento e è utile avere un amministratore dedicato in ambienti IT completi. Tuttavia, questo può essere superato dalla ricchezza di informazioni disponibili là fuori grazie alla sua longevità come prodotto.”

- Recensione di Microsoft SQL, Jeremiah S.

5. Oracle Database

Oracle Database fornisce supporto cloud per una maggiore soddisfazione del cliente e consente anche di ridurre i costi dell'infrastruttura IT.

Cosa piace di più agli utenti:

“Oracle Database semplifica l'organizzazione dei dati di grandi database e rende la tua vita più facile selezionando e interrogando il database utilizzando un linguaggio semplice SQL. Mantiene i dati in tabelle relazionali, creando così relazioni significative tra dati e strumenti di estrazione. Inoltre, rende il recupero, le previsioni dei report e tutte le cose buone.”

- Recensione di Oracle Database, Gaurav O.

Cosa non piace agli utenti:

“Sono richieste molte installazioni extra e complesse di strumenti per gestire correttamente il deployment del database al fine di ottenere un sistema di monitoraggio e allerta a livello aziendale.”

- Recensione di Oracle Database, Norkamal M.

Dì addio ai silos di dati

La natura interconnessa dei database relazionali consente decisioni più intelligenti. Forniscono innumerevoli vantaggi e possibilità per memorizzare, gestire e organizzare i dati.

Con la virtualizzazione e il cloud computing che entrano nell'arena dei database, i database cloud sono il futuro prevedibile per l'archiviazione dei dati. Spostare l'intera infrastruttura del database nel cloud può sembrare un investimento valido se la tua postura di sicurezza è di prim'ordine.

Scopri di più sulla sicurezza dell'archiviazione cloud e su come mantenere sicuro il tuo database cloud.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato nel 2021. È stato aggiornato con nuove informazioni.