I database relazionali sono un sistema di archiviazione che consente oggi di raccogliere e organizzare enormi quantità di dati, dimostrandosi indispensabili in un mercato sovrastato da infiniti Big Data.
Introdotti nel 1970 dall’informatico Edgar Codd, sono negli anni diventati il modello di riferimento per quasi ogni azienda, affermandosi come tipologia di database più popolare al mondo.
Vediamo in questo articolo di cosa si tratta, quali vantaggi portano e come strutturano i dati.
Cosa sono i database relazionali?
Per meglio capire cosa sono i database relazionali, è utile partire dalla definizione del concetto generico di database.
Un database è un insieme di dati che vengono raccolti, memorizzati e archiviati in un computer, diventando una componente centrale di un sistema informatico.
Perché i dati risultino comprensibili e strutturati, è necessario affidarsi a dei programmi che organizzino le informazioni in maniera affidabile e permanente seguendo determinati schemi logici.
Un database relazionale, chiamato anche Relational Database (RDB), è un tipo di database che sfrutta le tabelle per gestire i dati, rendendo le informazioni accessibili e utili per svolgere ricerche complesse.
Le tabelle funzionano come fogli di calcolo e sono composte da righe – dette record – e colonne – chiamate attributi – collegate tra loro attraverso delle relazioni.
Le righe possono essere numerosissime e spesso contengono un identificatore univoco che prende il nome di chiave primaria e che consente di condividere valori tra le tabelle e indicizzare i dati.
Le colonne, invece, sono etichettate con nomi descrittivi e includono una specifica tipologia di dati.
I database relazionali, quindi, forniscono un accesso a data points correlati tra loro, basandosi su un modello intuitivo e diretto per la rappresentazione.
È oggi a tutti gli effetti un modello di archiviazione standard e offre efficienza e flessibilità, adattandosi con successo a tutti i tipi di applicazioni.
Per creare e amministrare un database relazionale nella maniera migliore, ci si affida al Relational Database Management System (RDBMS), un programma che usa il linguaggio SQL (Structured Query Language) per immettere i dati in un database ed eseguirvi query.
Tutti i vantaggi dei database relazionali
Implementare dei database relazionali significa poter contare su diversi e importanti vantaggi.
Innanzitutto si ha la possibilità di strutturare i dati significativi creando relazioni logiche e collegando tra loro le tabelle.
In più si può beneficiare di grande flessibilità grazie alla funzionalità Data Definition Language (DDL) offerta da SQL.
Questo linguaggio integrato consente, quando necessario, di aggiungere nuove colonne e tabelle, rinominare le relazioni e apportare altre modifiche nonostante il database sia in esecuzione e le query siano in corso. In questo modo si può cambiare lo schema o il modo in cui si modellano i dati.
Con un RDB è possibile eliminare la ridondanza dei dati e far sì che le informazioni relative a un singolo cliente compaiano in un’unica sezione.
Grazie alla normalizzazione, infatti, le tabelle memorizzano i collegamenti alla tabella clienti e basta una singola voce per raccogliere i dati.
I database relazionali, inoltre, sono transazionali e si assicurano che ci sia sempre coerenza all’interno dell’intero sistema.
Offrono funzionalità di esportazione e importazione molto semplici e rendono le attività di backup e ripristino – anche in caso di guasti – alla portata perfino dei meno esperti.
Ma non solo: gli RDB più moderni, basati sul Cloud, eseguono un mirroring continuo e duplicano i dati su diversi dischi fissi per evitarne la perdita durante un ripristino.
Infine questo tipo di database è la soluzione ideale per garantire coerenza dei dati tra le applicazioni e le copie di database, offrendo il migliore standard possibile per le operazioni aziendali critiche.
Un’analisi degli svantaggi
Quali sono, invece, gli svantaggi che possono portare i database relazionali?
Il principale riguarda sicuramente i costi, dato che impostare e mantenere il sistema prevede un investimento non indifferente.
È infatti necessario acquistare un software specifico e affidarsi a un programmatore che crei RDB in SQL e a un amministratore che si occupi del database implementato.
I dati poi vanno poi importati dall’esterno, da fonti come fogli di calcolo Excel o file di testo: il trasferimento richiede quindi grande attenzione ed è necessario mettere in atto ogni possibile precauzione per garantirne la privacy e la tutela.
Sempre parlando di dati, bisogna considerare che spesso le informazioni sono numerose e molto complesse ed è difficile per un RDB trovare delle caratteristiche comuni per categorizzarle.
Anche la lunghezza dei campi ha i suoi limiti e si deve sempre specificare la quantità di dati che è possibile inserire in un campo.
Infine ci sono dei casi in cui è arduo condividere le informazioni tra un sistema e un altro, dando vita alle cosiddette isole di informazioni.
Far comunicare queste isole è un’operazione complessa e può richiedere grossi investimenti economici.
Le 4 proprietà di un RDB
Perché un database relazionale possa definirsi tale, sono quattro le proprietà che lo devono contraddistinguere.
Queste caratteristiche, prese insieme, vengono definite ACID.
Analizziamole:
- Atomicità e impegno: gli RDB stabiliscono nel dettaglio le regole e le policy aziendali, mantenendo un alto livello di commitment.
- Consistenza: dopo una transazione vengono definite le regole per far sì che i data points rimangano in uno stato corretto.
- Isolamento: per non creare disordini e confusione, la transizione è mantenuta invisibile fino a che non viene sottoposta a commit.
- Durabilità: nei database relazionali, appena eseguito il commit, le modifiche ai dati diventano permanenti.
Come sono strutturati i dati
Come vengono organizzati i dati all’interno di un database relazionale?
I dati vengono strutturati in maniera logica sfruttando tabelle, viste e indici separate da delle strutture di storage fisiche.
L’accesso ai dati come struttura logica non viene compromesso e gli amministratori possono liberamente gestire lo storage fisico dei dati.
Le informazioni vengono inserite usando il linguaggio SQL, che offre un linguaggio matematico basato sull’algebra relazionale e usa una sintassi facile da scrivere, leggere e interpretare.
Questo linguaggio è capace di semplificare il miglioramento delle performance delle query, di mantenere una coerenza interna e di creare, modificare, leggere ed eliminare tabelle o dati.
Perché i dati siano accessibili e affidabili, vengono seguite delle specifiche regole di integrità, al fine di evitare che informazioni errate vengano inserite nel database.
Infine le strutture dei database relazionali e i dati vengono manipolati da azioni definite da delle operazioni.
Queste operazioni si distinguono in operazioni logiche e fisiche: quelle logiche permettono alle applicazioni di definire il contenuto che serve e quelle fisiche mostrano concretamente come accedere ai dati indicati.
