Che cos'è la gestione dei database?

Che cos'è la gestione dei database?

La gestione dei database non consiste in un'unica operazione, ma bensì in una serie di azioni (e, in alcuni casi, in un sistema dedicato) per manipolare i dati aziendali durante il loro intero ciclo di vita. Con la crescita dei dati, le aziende hanno scoperto che la gestione dei database è indispensabile per gestirne il flusso e scongiurare prestazioni applicative scadenti e ridurre qualsiasi impatto sulla disponibilità, la conformità e la sicurezza.

Esistono diverse tecniche e azioni di gestione che un'azienda può utilizzare per ridurre o prevenire gli impatti negativi della crescita esponenziale e incontrollata dei dati.

Ecco un elenco di alcune attività comuni di gestione dei database specifiche per questo scopo:

• Monitoraggio delle prestazioni delle applicazioni e dei relativi dati, e ottimizzazione in base alle esigenze

• Pianificazione delle esigenze di storage e di crescita della capacità 

• Creazione di una potente soluzione di backup e disaster recovery

• Archiviazione, partizionamento, replica e masking dei dati

Che cos'è un sistema di gestione dei database (DBMS)?

Mentre la gestione dei database è una serie di best practice, un sistema di gestione dei database (DBMS) è un sistema software‑defined che gestisce i database e i loro dati. Tra i sistemi di gestione dei database più diffusi ci sono Microsoft SQL Server, Oracle Database e PostgreSQL. Un DBMS consente il controllo sui dati contenuti in un database ed è in grado di leggerli, aggiornarli, crearli ed eliminarli. Un sistema di gestione dei database si comporta come un'interfaccia, permettendo a chi la usa di accedere ai propri database e di organizzarli e consultarli secondo le proprie esigenze.

Un sistema di gestione dei database consente all'utenza, per esempio allo staff addetto all'amministrazione dei database, di gestire il motore che permette di accedere ai dati all'interno del database e di gestire il cosiddetto schema di database, ovvero la sua struttura organizzativa. Un DBMS offre sicurezza e garantisce l'integrità dei dati, ma alcuni sistemi sono utilizzati anche per fornire rollback automatici e attività di riavvio, log, e audit delle attività all'interno di un database.

I sistemi di gestione dei database possono essere suddivisi in varie tipologie:

• Un sistema centralizzato in cui tutti i dati risiedono in un'unica posizione e gli utenti possono accedere a tale posizione per manipolare i dati.

• Un sistema distribuito in cui i dati risiedono su vari nodi.

• Un sistema federato, in grado di eseguire il provisioning dei dati senza duplicare i dati di origine. Questa categoria può essere ulteriormente suddivisa in due sottocategorie:

  • Un database ad accoppiamento libero richiede l'accesso ad altri componenti di database.

  • Un database ad accoppiamento stretto utilizza processi indipendenti per lavorare in un sistema federato.

  • Un sistema di database blockchain gestisce le transazioni finanziarie e di altro tipo.

DMBS e database: qual è la differenza?

Un database è un archivio di informazioni che vengono raccolte e utilizzate dalle organizzazioni per molti scopi diversi. Un DBMS è il software che consente alle organizzazioni di gestire, accedere e modificare le informazioni memorizzate nel database. Talvolta i due termini possono essere utilizzati in modo intercambiabile, dal momento che in genere le aziende dispongono di entrambi. 

Per saperne di più sui database

DBMS, data warehouse e data lake

Database, data warehouse e data lake hanno la medesima funzione: archiviare i dati. Tuttavia, non sono la stessa cosa. 

Ecco un modo semplice per distinguere le funzioni di questi tre sistemi: 

• I database memorizzano le informazioni correnti necessarie alle applicazioni e al personale per svolgere le attività quotidiane. 

• I data warehouse memorizzano le informazioni relazionali attuali e storiche provenienti da una varietà di sistemi e fonti che vengono spesso utilizzate per la creazione di report, l'analisi dei dati e la business intelligence. 

• Come i data warehouse, i data lake memorizzano informazioni presenti e passate provenienti da una varietà di sistemi, che però in genere vengono archiviate nella loro forma grezza, non indicizzata e non preparata. Vengono utilizzati principalmente per progetti di analisi dei Big Data che richiedono grandi quantità di dati come per esempio l'intelligenza artificiale (AI), l'apprendimento automatico e le analitiche in tempo reale.

Come funziona la gestione dei database?

In parole povere, un database manager e il suo team sono responsabili di garantire l'integrità e le prestazioni dei database di un'azienda. L'utilizzo di best practice come quelle descritte in precedenza assicura il buon funzionamento dei database aziendali. Usare un sistema di gestione dei database (DBMS) aggiunge un altro elemento fondamentale: controllo e visibilità sui dati.

Essenzialmente un sistema di gestione dei database organizza i file di database e fornisce agli utenti finali più accesso e controllo sui dati. A questo scopo, un DBMS consente agli utenti di manipolare i dati nei file di database, incluse le funzioni di creazione, modifica e aggiornamento quando serve. Un DBMS può memorizzare e recuperare questi dati dal database.

Un DBMS ha 5 funzioni principali:

1. Concede l'accesso simultaneo a più utenti verso un singolo database.

2. Definisce e gestisce le regole di sicurezza e i diritti di accesso degli utenti.

3. Esegue regolarmente il backup dei dati e li ripristina rapidamente in caso di violazione.

4. Imposta le regole e gli standard di database per proteggere l'integrità dei dati.

5. Offre repository di metadati e descrizioni dei dati disponibili.

Naturalmente, un DBMS non sostituisce un database manager o un amministratore di database. Questi specialisti assicurano che la struttura del database funzioni come deve e possono creare autorizzazioni utente per controllare chi ha accesso ai dati. Insieme, un DBMS e uno specialista possono garantire il controllo della qualità dei dati.

Quali sono i componenti di un sistema di gestione dei database?

In genere, un DBMS è una suite software formata da vari componenti integrati. Insieme danno vita a un sistema che consente alle organizzazioni di creare, accedere e modificare i dati all'interno dei database in modo efficiente e semplice. 

La maggior parte dei DBMS include i seguenti componenti:

• Motore di storage. Elemento principale di un DBMS, si occupa dello storage dei dati. È la parte del sistema che comunica con il file system a livello di sistema operativo, e il gateway per tutte le query SQL che interagiscono con i dati archiviati. 

• Catalogo di sistema o dizionario di database. Anche noto come catalogo dei metadati, questo componente è un repository centralizzato per tutti gli oggetti di database creati. Viene utilizzato per confermare le richieste di dati da parte dell'utenza e per fornire informazioni sugli oggetti, la sicurezza, le prestazioni e altre caratteristiche di un database. 

• Linguaggio di accesso al database. Ogni DBMS necessita di un'API (Application Programming Interface) per consentire a chi lo usa di creare database e accedere ai dati, e di solito si presenta sotto forma di un linguaggio di accesso al database. Per esempio, SQL (Structured Query Language) è il linguaggio di accesso ai dati predefinito nei database relazionali.  

• Motore di ottimizzazione. Questo componente elabora le richieste di dati e le trasforma in comandi utilizzabili. Contribuisce inoltre a ottimizzare le prestazioni dei database. 

• Elaboratore di query. Una volta che una query (richiesta di dati) è transitata attraverso il motore di ottimizzazione, l'elaboratore gestisce la richiesta e restituisce i risultati. Agisce come una sorta di intermediario tra il database e le query effettuate dall'utenza. 

• Lock manager. Questo componente impedisce a più utenze di modificare gli stessi dati contemporaneamente, limitando l'accesso a un'utenza alla volta. 

• Log manager. Tutti i DBMS tengono traccia di come e quando i dati nel database vengono modificati, creati o eliminati. Il log manager registra queste informazioni e può integrarsi con le utility del database per recuperare i dati o eseguire i backup. Gestisce i log organizzandoli e garantendo un accesso semplice. 

• Utility dati. Termine generico utilizzato per descrivere vari componenti che semplificano la gestione del database e monitorano l'attività. Può includere software per il backup e il ripristino dei dati, controlli di integrità, reportistica e monitoraggio, operazioni semplici di riparazione, convalide e così via. 

Esempi di sistemi di gestione dei database

Gli strumenti DBMS sono numerosi e si differenziano soprattutto per il modo in cui strutturano i dati. Tra i modelli di database più comuni ci sono quelli relazionali, quelli gerarchici, e quelli orientati ai documenti, alla rete o agli oggetti. Di conseguenza, un DBMS deve essere adatto al tipo di modello e alla struttura delle informazioni. Ecco alcuni tra i tipi di DBMS più diffusi: 

• RDBMS. Al giorno d'oggi, i database relazionali sono i più utilizzati e possono adattarsi alla maggior parte degli use case. Noti anche come DBMS SQL, organizzano i dati strutturati in righe con relazioni chiaramente definite rappresentate da valori nelle colonne. Questa tipologia include Oracle, MySQL, Microsoft SQL Server, e il DBMS open source PostgreSQL. 

• DBMS NoSQL. Gran parte dei dati moderni sono di tipo non strutturato, il che significa che non possono essere organizzati usando le righe e le colonne di un foglio di calcolo RDBMS. Esistono diversi tipi di DBMS NoSQL: 

  • DBMS orientati ai documenti (DoDBMS). Vengono utilizzati principalmente per i database che archiviano in formato JSON i dati senza relazioni chiare. Gli esempi più comuni di questa tipologia sono MongoDB e Azure Cosmos DB. 

  • DBMS a colonne (CDBMS). Conosciuti anche come wide‑column store, vengono impiegati per la gestione di database orientati all'archiviazione dei dati in colonne piuttosto che in righe, approccio che consente di migliorare le prestazioni. Alcuni esempi di questa tipologia sono Apache HBase e Apache Cassandra. 

  • DBMS orientati ai grafi. Questa tipologia di DBMS NoSQL organizza i dati in nodi che rappresentano le relazioni. Include prodotti come GraphDB e Neo4j. 

  • DBMS chiave‑valore. Questa tipologia gestisce i database chiave‑valore, che archiviano i dati associando ciascun valore a una chiave univoca. Si tratta di un modello semplice che può rivelarsi altamente scalabile. In questa categoria rientrano Memcached e Redis. 

• DBMS NewSQL. Questa tipologia rappresenta una sorta di ibrido tra RDBMS e DBMS NoSQL. Utilizza SQL ma offre le prestazioni e la scalabilità dei DBMS NoSQL. Consente inoltre di garantire la coerenza dei dati tramite il supporto delle proprietà delle transazioni ACID (atomicità, coerenza, isolamento e durabilità). Questa categoria include Volt Active Data, NuoDB, Google Cloud Spanner e CockroachDB. 

• DBMS in‑memory (IMDBMS). Questo tipo di DBMS consente a chi lo usa di archiviare, gestire e manipolare i dati affidandosi alla memoria principale del sistema. Riduce la latenza accedendo direttamente alla memoria e può garantire tempi di risposta più rapidi e prestazioni migliori. Uno svantaggio è che consuma più risorse rispetto ad altre tipologie. Due esempi sono SAP HANA e Redis. 

• DBMS multimodello. Questa tipologia permette alle organizzazioni di scegliere il modello di DBMS più adatto alle proprie esigenze. Un esempio è IBM Db2, un database relazionale che include un'opzione a colonne. Alcuni dei DBMS più diffusi utilizzano componenti aggiuntivi per offrire funzionalità multimodello, come nel caso di MongoDB, Oracle e PostgreSQL. 

Perché le aziende hanno bisogno di gestire i database?

La crescita vertiginosa dei dati non accenna a diminuire. Di conseguenza le aziende stanno investendo in attività, sistemi e figure professionali per la gestione dei database allo scopo di:

• Far procedere le attività aziendali secondo i piani
• Tenere traccia dei clienti, dell'inventario dei dati e dei dipendenti
• Garantire le prestazioni di applicazioni e database
• Archiviare e organizzare diversi e specifici tipi di dati
• Automatizzare i processi e le procedure di database

I vantaggi di un sistema di gestione dei database sono difficili da ignorare, soprattutto con l'aumento della quantità di dati che le persone e le macchine producono quotidianamente. Uno dei vantaggi più notevoli è il miglioramento della sicurezza dei dati archiviati. Con un DBMS le aziende possono potenziare l'accesso ai dati, permettendo ai diversi reparti di poterli condividere. Avendo accesso esattamente ai dati di cui ha bisogno, chi li utilizza è in grado di concludere più velocemente delle vendite e prendere decisioni ancora più rapidamente.

Con un sistema di gestione dei database, le aziende possono inoltre eliminare i problemi di incoerenza dei dati che si verificano se esistono più varianti degli stessi dati in posizioni diverse. Un DBMS fornisce alle organizzazioni una visione completa e chiara del modo in cui i dati vengono condivisi, assicurando che non ci siano copie non necessarie. Inoltre consente alle organizzazioni di applicare policy sulla sicurezza e sulla privacy dei dati per ridurre il rischio di violazioni. 

Infine, gli utenti finali potranno prendere decisioni informate sulla base dei dati disponibili. Avere dati migliori e più coerenti significa avere informazioni fruibili e di alta qualità che possono aiutare gli utenti a decidere basandosi esattamente sui dati di cui hanno bisogno. Questo si traduce in ultima istanza in un miglioramento della produttività in tutta l'organizzazione.

Use case dei sistemi di gestione dei database 

I database vengono utilizzati in così tanti modi diversi che si può affermare che tutte le organizzazioni hanno svariati use case che impongono l'uso di un DBMS. Qualsiasi azienda che deve archiviare i dati per accedervi in un secondo momento o che dispone di applicazioni che necessitano di molti dati per funzionare ottiene dei vantaggi con l'uso di un DBMS. 

Ecco alcuni use case per i DBMS nei diversi settori industriali: 

• Le società del settore economico e finanziario memorizzano informazioni sulle transazioni della clientela, le operazioni del mercato azionario, le obbligazioni, i mutui e altri prodotti finanziari.

• Le società di telecomunicazioni memorizzano informazioni sulle chiamate dell'utenza, la fatturazione, gli archivi e le funzionalità dei diversi piani. 

• Le compagnie aeree memorizzano informazioni sugli orari dei voli, la cronologia lavorativa del personale, i registri di sicurezza, le prenotazioni e la manutenzione.

• Le istituzioni scolastiche memorizzano informazioni riguardanti gli orari delle lezioni, le iscrizioni ai corsi, i dati degli alunni, e le valutazioni e la retribuzione del personale docente. 

• Le organizzazioni nel settore del commercio e del marketing memorizzano informazioni sugli incontri con la clientela e le vendite, i resi, i feedback e la potenziale clientela. 

• Le società di risorse umane memorizzano informazioni sulle nuove assunzioni e su quelle potenziali, le buste paga, le tasse, la valutazione delle prestazioni del personale e altro ancora. 

• Le aziende nel settore manifatturiero memorizzano informazioni sull'inventario, le operazioni, i progetti di produzione, la supply chain e la manutenzione. 

• Le piattaforme di streaming si affidano ai database per memorizzare enormi volumi di contenuti multimediali che devono essere organizzati e accessibili su richiesta. 

• Le aziende del settore IT utilizzano le informazioni contenute nei database per creare applicazioni di realtà virtuale e realtà aumentata che richiedono modelli AI e di apprendimento automatico ad alta intensità di dati. 

• Le organizzazioni sportive memorizzano informazioni sulle statistiche individuali, le prestazioni della squadra, la programmazione delle partite, e contenuti storici che possono essere analizzati.

Come scegliere un sistema di gestione dei database

La scelta del DBMS giusto dipende da svariati fattori e priorità, sia che la tua organizzazione desideri istituire delle best practice per la gestione dei database, sia che intenda adottare un sistema per la gestione dei database.

Analizzare i tuoi database esistenti è il primo passo fondamentale per determinare il DBMS che fa al caso tuo. Ciascun database contiene dati specifici: per questo è importante che le aziende siano consapevoli delle proprie esigenze. Un buon DBMS offrirà una panoramica centralizzata sullo stato dei dati, in modo da poter vedere dove sono memorizzati e come funzionano. Un DBMS inoltre concederà l'accesso ai dati attraverso varie applicazioni senza dover prima replicarli.

È anche importante tenere presente che, come molti sistemi, un DBMS richiederà più memoria e CPU, perciò le aziende devono verificare di essere in grado di supportare quest'esigenza. Ma i vantaggi dei DBMS sono tangibili, soprattutto quando si tratta di dati riservati e in continua crescita come per esempio nel caso delle organizzazioni sanitarie.