Tietokannan

Tietokanta on järjestelmä, joka tallentaa, hallinnoi ja mahdollistaa suurten tietomassojen hakemisen sekä muokkaamisen. Se koostuu tallennuspaikoista, metatiedoista sekä ohjelmallisesta hallintakerroksesta, jonka vastuulla on tiedon eheys, turvallisuus ja suorituskyky. Tietokannan käytössä tavallisesti hyödynnetään tietokannan hallintajärjestelmää (DBMS), joka tarjoaa välineet tiedon säilyttämiseen, kyselyihin, varmuuskopiointiin ja hallintaan.

Tietokantoja voidaan hyödyntää erilaisilla tietomalleilla. Relaatiotietokannat muodostavat tiedot taulukkoihin, joissa rivit kuvaavat tietueita ja sarakkeet niiden ominaisuuksia; taulukojen välisiä suhteita hallitaan avaimien avulla. Muita malleja ovat dokumentti-, avain-arvo-, sarake- ja graafitietokannat (NoSQL). Relaatiotietokannat käyttävät tavallisesti SQL-kieltä kyselyihin, kun taas NoSQL-tietokannat voivat tarjota monenlaisia ohjelmointirajapintoja sekä REST- tai muuttuvia kyselykieliä.

Tietokantojen toiminta perustuu CRUD-periaatteisiin: luominen, lukeminen, päivittäminen ja poistaminen. Luotettavuutta ylläpidetään usein ACID-ominaisuuksien avulla: Atomicity, Consistency, Isolation ja Durability. Joissakin NoSQL-järjestelmissä painopiste on skaalautuvuudessa ja saatetaan käyttää BASE-periaatteita (basically takaisinkytkentä ja eventual consistency).

Tietokannat voivat olla keskitettyjä tai hajautettuja. Hajautettuja järjestelmiä käytetään replikoinnilla ja shardingilla, mikä parantaa suorituskykyä ja käytettävyyttä suurissa ja monin paikoin sijaitsevissa ympäristöissä. Normalisointi vähentää tietojen redundanssia, kun taas denormalisointi voi parantaa lukupaneelin suorituskykyä tietyissä käyttötapauksissa.

Tietokantoja sovelletaan monilla aloilla kuten yritysjärjestelmissä, verkkopalveluissa, tutkimuksessa ja IoT:ssä, missä luotettavuus, skaalautuvuus ja joustava tiedon rakenne ovat keskeisiä vaatimuksia.