dr inż. Michał Malinowski

bazy grafowe, sztuczna inteligencja, cyberbezpieczeństwo

Typy systemów baz danych


od relacyjnych fundamentów po wektorowe innowacje


December 22, 2024

[Picture]
Typy systemów baz danych
Systemy baz danych to jeden z fundamentów współczesnych technologii, umożliwiający przechowywanie, zarządzanie i analizę danych w niemal każdej dziedzinie życia. Różne typy baz danych zostały opracowane w celu spełnienia specyficznych wymagań, a ich znaczenie zmienia się wraz z postępem technologicznym. Jednym z najbardziej interesujących trendów jest rosnąca rola baz wektorowych w kontekście sztucznej inteligencji (AI).

Relacyjne bazy danych: klasyka wciąż żywa

Relacyjne bazy danych (RDBMS) dominują na rynku, stanowiąc około 60-70% udziału. Działają w oparciu o model relacyjny, w którym dane przechowywane są w tabelach, umożliwiając łatwe ich porządkowanie i analizę. Systemy te są niezastąpione w tradycyjnych aplikacjach biznesowych, takich jak finanse, zarządzanie zasobami ludzkimi czy księgowość. Chociaż są nadal szeroko stosowane, ich ograniczenia w skalowalności oraz obsłudze danych nieustrukturyzowanych sprawiają, że tracą na znaczeniu w zastosowaniach wymagających większej elastyczności.

NoSQL: odpowiedź na elastyczność i Big Data

Bazy NoSQL zyskały popularność jako rozwiązania alternatywne do baz relacyjnych. Umożliwiają przechowywanie danych nieustrukturyzowanych lub częściowo ustrukturyzowanych, co sprawia, że są idealne dla aplikacji działających na dużych i dynamicznych zbiorach danych, takich jak systemy IoT, analityka w czasie rzeczywistym czy aplikacje mobilne. Modele dokumentowe, grafowe czy kolumnowe dominują w tym obszarze, oferując wyjątkową skalowalność i elastyczność.

Bazy wektorowe: kluczowe dla AI i uczenia maszynowego

Bazy wektorowe są nowym, szybko rozwijającym się typem baz danych, który znajduje zastosowanie w obszarze sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego. W odróżnieniu od tradycyjnych baz, przechowują dane jako wektory w przestrzeni wielowymiarowej, co umożliwia wykonywanie operacji takich jak porównywanie podobieństwa, wyszukiwanie najbliższego sąsiada (ang. nearest neighbor search) czy modelowanie danych w kontekście złożonych algorytmów.
Znaczenie baz wektorowych rośnie w miarę wzrostu zapotrzebowania na technologie AI. Są one szczególnie przydatne w aplikacjach takich jak rozpoznawanie obrazów, analiza tekstu, przetwarzanie języka naturalnego (NLP) oraz systemy rekomendacyjne. Przykłady narzędzi rozwijających ten segment to Milvus, Pinecone oraz wektorowe rozszerzenia popularnych systemów NoSQL. Dzięki możliwości przechowywania i wyszukiwania danych o wysokim stopniu złożoności, bazy te stają się niezastąpione w projektach wymagających wysokiej wydajności i precyzji.

Trendy w bazach danych: co zyskuje, a co traci na znaczeniu?

Trendy w systemach baz danych odzwierciedlają zmieniające się potrzeby technologiczne i biznesowe. Relacyjne bazy danych, choć nadal dominujące, stopniowo tracą udział w rynku na rzecz bardziej elastycznych rozwiązań NoSQL. W szczególności bazy dokumentowe i grafowe zyskują na popularności, oferując funkcjonalności lepiej dostosowane do nowoczesnych aplikacji.
Rozwój technologii AI napędza wzrost zainteresowania bazami wektorowymi, które umożliwiają efektywne przechowywanie i przetwarzanie danych potrzebnych w algorytmach uczenia maszynowego. Ich rola będzie prawdopodobnie rosła wraz z ekspansją sztucznej inteligencji w takich obszarach jak automatyzacja procesów biznesowych, robotyka czy personalizacja treści.
Jednocześnie wzrost popularności rozwiązań chmurowych, takich jak Amazon DynamoDB czy Google BigQuery, zmienia sposób, w jaki firmy podchodzą do infrastruktury danych. Systemy chmurowe oferują łatwość skalowania oraz zmniejszenie kosztów operacyjnych, co sprawia, że są one preferowanym wyborem dla wielu organizacji.
 

Technologia in-memory: wydajność w czasie rzeczywistym

Rozwiązania in-memory, takie jak SAP HANA czy Redis, przechowują dane w pamięci RAM, co znacząco przyspiesza ich dostęp i przetwarzanie. Są one szczególnie popularne w branżach, gdzie kluczowe jest szybkie podejmowanie decyzji, takich jak handel, finanse czy analityka streamingowa. Chociaż ich koszt może być wyższy ze względu na wymagania pamięciowe, rosnąca potrzeba przetwarzania danych w czasie rzeczywistym zwiększa ich znaczenie. 

Podsumowanie

Ewolucja systemów baz danych odzwierciedla rozwój technologiczny i zmieniające się potrzeby użytkowników. Relacyjne bazy danych pozostają filarem tradycyjnych systemów, ale to NoSQL, bazy wektorowe i rozwiązania in-memory kształtują przyszłość. Szczególnie istotny jest rozwój baz wektorowych, które znajdują zastosowanie w AI i uczeniu maszynowym, wspierając rozwój zaawansowanych algorytmów i systemów personalizacji. Organizacje, które potrafią dostosować swoją infrastrukturę danych do nowych wyzwań, zyskają przewagę konkurencyjną na dynamicznie zmieniającym się rynku technologicznym. 
#BazyDanych #WektoroweBazyDanych #BigData #RelacyjneBazyDanych #NoSQL