データベース
このモデルを用いて論理データベースを設計する過程では、正規化と呼ばれる系統的アプローチが用いられる。正規化の目的は、挿入、更新、削除の一貫性を自然に維持することで、おのおのの基本的「事実」を一箇所にのみ記録することでなされる。
データベース設計の最終段階では、特定のDBMSに依存する性能、スケーラビリティ、回復、セキュリティなどに影響する決定をする。これはしばしば「物理データベース設計」と呼ばれ、物理データモデルを作成する。この段階での重要な目標はデータの独立性(英語版)である。これは、性能を最適化するために行われた決定を、エンドユーザーやアプリケーションから見えないようにすることを意味する。データの独立性には2つのタイプがあり、物理的なデータ独立性と論理的なデータ独立性である。物理設計は主に性能要件によって推進され、予想される作業負荷とアクセスパターンに関する十分な知識と、選択したDBMSが持つ機能についての深い理解を必要とする。
物理データベース設計のもうひとつの側面はセキュリティである。これには、データベースオブジェクトへのアクセス制御を定義することと、データ自体のセキュリティレベルとメソッド(手順)の定義の両方を含んでいる。
形式的な「データベース」は、関連するデータの集合とその編成方法を指す。通常、このデータへのアクセスは、「データベース管理システム」(DBMS)によって提供される。DBMSは、ユーザーが1つまたは複数のデータベースと対話し、データベースに含まれるすべてのデータへのアクセスを提供するコンピュータソフトウェアの統合セットで構成されている(ただし、特定のデータへのアクセスを制限する制約が存在することもある)。DBMSは、大量の情報の入力、保存、および検索を可能にするさまざまな機能を提供し、その情報がどのように編成されているかを管理する方法を提供する。
このように、両者は密接な関係にあるため、「データベース」という用語は、データの集まりとしてのデータベースと、それを操作するために用いるDBMSの両方を指す言葉として気軽に使われることが多い。
情報技術の専門家以外の世界では、「データベース」という用語は、関連するデータの集合体(例: スプレッドシートやカードインデックスなど)を指すことが多く、サイズや使用要件の点からデータベース管理システムを用いることが一般的である。
既存のDBMSは、データベースとそのデータを管理するためのさまざまなな機能を提供しており、それらは次の4つの主要な機能群に分類される。
Oracle V1の実装は1978年に完了したが、エリソンが1979年にIBMを打ち負かしたのはOracle Version 2を市場に投入してからであった。
ストーンブレーカーはその後、INGRESからの教訓を応用して、現在はPostgreSQLとして知られている新しいデータベースPostgresを開発した。PostgreSQLは、大域的で基幹的な業務アプリケーションによく使用されている。(.orgや.infoのドメイン名レジストリでは、多くの大企業や金融機関と同様に、これを主要データストア(英語版)として使用している)。
スウェーデンでもコッドの論文は読まれ、1970年代半ばにウプサラ大学でMimer SQL(英語版)が開発された。1984年、このプロジェクトは独立した企業に統合された。
1976年に登場した実体関係モデルは、それまでのリレーショナルモデルよりも馴染みのある記述法を重視したもう一つのデータモデルであり、データベース設計で人気を博した。その後、実体-関係構造は、リレーショナルモデルのデータモデリング構造として追加され、両者の違いは無意味なものとなった。
彼らは、地理データベースプロジェクトにすでに割り当てられていた資金と、コードを作成する学生プログラマーを使って、INGRESと呼ばれるプロジェクトを開始した。INGRESは、1973年の初頭に最初のテスト製品を提供し、1979年には一般に広く使用されるようになった。INGRESは、データアクセス(英語版)のためのQUELと呼ばれる「言語(language)」の使用を含め、多くの点でIBM System Rと類似していた。時の経過とともに、INGRESは新しい標準SQLに移行していった。
IBM自身は、リレーショナルモデルのテスト実装であるPRTV(英語版)と、製品版であるBusiness System 12(英語版)の開発を一度行ったが、いずれも現在は廃止されている。Honeywellは、Multics用のMRDS(英語版)を開発したが、現在ではAlphora Dataphor(英語版)とRel(英語版)の2つの新しい実装が存在する。「リレーショナル」と呼ばれる他のDBMSの実装のほとんどは、実際にはSQL DBMSである。
1970年、ミシガン大学は、デイヴィッド・L・チャイルズ(英語版)の集合論的データモデルに基づくMICRO情報管理システム(英語版)の開発を開始した。MICROは、非常に大きなデータセットを管理するために、米国労働省、米国環境保護庁、アルバータ大学、ミシガン大学、ウェイン州立大学の研究者によって使用された。これは、ミシガン・ターミナル・システム(英語版)を使用するIBMメインフレームコンピューター上で稼働した。このシステムは1998年まで稼動し続けた。
増永良文『データベース入門 [第2版]』サイエンス社、2021年2月10日。ISBN 978-4-7819-1500-5。
増永良文『リレーショナルデータベース入門 [第3版]』サイエンス社、2017年2月。ISBN 978-4-7819-1390-2。
Ling Liu and Tamer M. Özsu (Eds.) (2009). "Encyclopedia of Database Systems, 4100 p. 60 illus. ISBN 978-0-387-49616-0.
Gray, J. and Reuter, A. Transaction Processing: Concepts and Techniques, 1st edition, Morgan Kaufmann Publishers, 1992.
Kroenke, David M. and David J. Auer. Database Concepts. 3rd ed. New York: Prentice, 2007.
データベースストレージは、データベースの物理的な実体の格納庫である。これは、データベースアーキテクチャの「内部(物理)レベル」を構成する。また、必要に応じて「内部レベル」から「概念レベル」や「外部レベル」を再構築するために必要なすべての情報(たとえばメタデータ、「データに関するデータ」、内部データ構造など)も含んでいる。デジタル・オブジェクトとしてのデータベースには、データ、構造、セマンティクス(意味)の3つの層からなる情報が含まれ、保存する必要がある。長期間に渡ってデータベースを保存(英語版)し、長持ちさせるために、3つの層すべてを適切に保存する必要がある。データを永続的ストレージに保存するのは、一般に、データベースエンジン(別名「ストレージエンジン」)の責任である。DBMSは通常、基盤となるオペレーティングシステムを通じてアクセスするが(多くの場合、オペレーティングシステムのファイルシステムを、ストレージ配置の仲介役として使用する)、ストレージの特性と構成設定はDBMSの効率的な運用に極めて重要であるため、データベース管理者によって密接に管理される。
これは連合データベース管理システム (FDBMS) によって単一のデータベースとして扱われ、あるいは複数の自律的なDBMSを透過的に統合し(この場合、異種データベースシステムでもある)、統合された概念ビューを提供するものである。
マルチデータベースという用語は、連合データベースの同義語として用いられることもあるが、単一のアプリケーション内で連携する、あまり統合されていないデータベースのグループを指す場合もある(例: FDBMSや管理された統合スキーマを持たない)。この場合、一般的にはアトミックコミットプロトコル(ACP、たとえば2フェーズコミットプロトコル)を含むミドルウェアが分散に使われ、参加データベース間での分散(グローバル)トランザクションを可能とする。
グラフデータベース(英語版)は、ノード、エッジ、プロパティを持つグラフ構造を用いて情報を表現および保存するデータベースであり、NoSQLデータベースの一種である。任意のグラフを格納できる一般的なグラフデータベースは、トリプルストア(英語版)やネットワーク型データベースなどの特殊なグラフデータベースとは異なるものとして区別される。
配列DBMS(英語版)は、衛星画像や気候シミュレーションの出力など、(通常は大規模な)多次元配列のモデリング、保存、検索を可能にするNoSQL DBMSの一種である。
ハイパーテキストまたはハイパーメディア・データベースでは、オブジェクト(例: 別のテキスト、記事、画像、または映画)を表す任意の単語やテキスト部分を、そのオブジェクトにハイパーリンクすることができる。ハイパーテキスト・データベースは、大量にある異種の情報を整理するのに特に有効である。