System zarządzania bazą danych (DBMS)

czyli kto pilnuje porządku w cyfrowym świecie danych

Wyobraź sobie, że masz ogromną bibliotekę – tysiące książek, czytelników, kart wypożyczeń.
Ale nie ma bibliotekarza. Każdy może coś dodać, wyjąć, zmienić, zgubić.
Po tygodniu nikt już nie wie, kto ma jaką książkę.

I właśnie dlatego istnieje DBMS – Database Management System – czyli system zarządzania bazą danych.
To program, który pełni rolę bibliotekarza: porządkuje, pilnuje zasad, chroni dane przed bałaganem i błędami.

Co robi system zarządzania bazą danych

System DBMS to warstwa pośrednia między użytkownikiem (lub aplikacją), a samymi danymi na dysku.

Jego główne zadania:

1. Przechowywanie danych – zapisuje dane w strukturach (tabelach, plikach, rekordach).
2. Dostęp do danych – pozwala na wstawianie, wyszukiwanie, usuwanie i modyfikowanie danych.
3. Bezpieczeństwo – kontroluje, kto może co zrobić z danymi (np. tylko odczyt lub pełny dostęp).
4. Integralność – pilnuje, żeby dane miały sens i nie przeczyły sobie nawzajem.
5. Wielodostępność – wielu użytkowników może korzystać z bazy w tym samym czasie.
6. Kopie zapasowe i odtwarzanie – umożliwia przywrócenie danych po awarii.
7. Optymalizacja – dba, żeby zapytania działały jak najszybciej (indeksy, buforowanie, plan wykonania).

Jak wygląda to w praktyce

Schemat działania jest prosty:

Użytkownik / Aplikacja
         ↓
       DBMS
         ↓
   Pliki danych na dysku

Użytkownik nie dotyka samych plików z danymi — kontaktuje się z DBMS-em przez język zapytań (np. SQL).
DBMS „tłumaczy” polecenia użytkownika na operacje na danych.

Rodzaje systemów DBMS

Wyróżniamy kilka głównych grup systemów zarządzania bazami danych:

Najpopularniejsze systemy DBMS, które warto znać

MySQL / MariaDB

• darmowy, popularny, używany w XAMPP (na egzaminie INF.03 właśnie z nim pracujesz),
• obsługuje język SQL,
• idealny do nauki i mniejszych projektów.

Przykład logowania:

mysql -u root -p

W XAMPP możesz to zrobić przez terminal lub przez phpMyAdmin (graficzny panel przeglądarkowy).

PostgreSQL

• bardziej rozbudowany niż MySQL,
• lepiej radzi sobie z dużymi bazami i dokładnymi obliczeniami,
• często wybierany przez firmy IT.

Ma bardzo wysoką zgodność z językiem SQL i wspiera transakcje, procedury, funkcje, indeksy przestrzenne.

Oracle Database

• komercyjny system używany w korporacjach,
• bardzo wydajny i bezpieczny, ale trudniejszy w administracji,
• wykorzystywany np. w bankach i urzędach.

SQLite

• lekki system działający bez serwera,
• cała baza zapisana w jednym pliku,
• używany w aplikacjach mobilnych (Android, iOS), przeglądarkach, grach.

Przykład:

Gdy w aplikacji na telefonie zapisujesz notatkę — trafia ona do bazy SQLite.

MongoDB (NoSQL)

• dane zapisane w formacie JSON,
• nie wymaga tabel ani relacji,
• bardzo elastyczny i szybki przy dużych ilościach danych.

Przykład dokumentu w MongoDB:

{
  "imie": "Jan",
  "nazwisko": "Kowalski",
  "email": "jan.kowalski@example.com",
  "zamowienia": [
      {"produkt": "Gitara", "ilosc": 1},
      {"produkt": "Struny", "ilosc": 2}
  ]
}

{
  "imie": "Jan",
  "nazwisko": "Kowalski",
  "email": "jan.kowalski@example.com",
  "zamowienia": [
      {"produkt": "Gitara", "ilosc": 1},
      {"produkt": "Struny", "ilosc": 2}
  ]
}

Taka struktura jest bardziej „naturalna” dla danych o różnym kształcie, np. w aplikacjach społecznościowych.

Porównanie relacyjnych i nierelacyjnych DBMS

Jak DBMS komunikuje się z SQL

DBMS „rozumie” język SQL.
Ty nie musisz znać jego wnętrza – wystarczy, że wydajesz polecenia, np.:

SELECT imie, nazwisko FROM Klienci WHERE miasto = 'Warszawa';

SELECT imie, nazwisko FROM Klienci WHERE miasto = 'Warszawa';

System DBMS:

1. analizuje składnię zapytania,
2. sprawdza, czy użytkownik ma uprawnienia,
3. szuka danych w pamięci,
4. zwraca wynik w milisekundach.

To trochę jak kelner – nie musisz znać przepisu, wystarczy że wiesz, jak poprosić o danie.

Bez DBMS nie ma SQL

Język SQL sam w sobie nie przechowuje danych — to DBMS wykonuje całą pracę.
SQL to tylko sposób rozmowy z nim.

Kiedy piszesz:

CREATE TABLE Klienci (...);

CREATE TABLE Klienci (...);

to DBMS tworzy fizyczny plik w pamięci i wpisuje tam strukturę tabeli.
Kiedy piszesz:

DELETE FROM Klienci WHERE id=3;

DELETE FROM Klienci WHERE id=3;

to DBMS usuwa rekord, ale też aktualizuje indeksy i zapisuje zmianę w dzienniku transakcji.

Podsumowanie

System zarządzania bazą danych (DBMS):

• jest pośrednikiem między człowiekiem a danymi,
• dba o porządek, bezpieczeństwo i szybkość działania,
• zapewnia spójność i dostępność danych,
• umożliwia komunikację z bazą poprzez język SQL,
• występuje w wielu wersjach (relacyjne, obiektowe, NoSQL).

Bez DBMS żadna baza danych nie mogłaby działać – to jej serce i mózg.

Zadania do przećwiczenia

1. Zastanów się: jaka baza danych stoi za Twoim ulubionym portalem społecznościowym? Relacyjna czy NoSQL?
2. Wyszukaj: trzy firmy lub aplikacje, które używają MySQL, PostgreSQL i MongoDB – porównaj, dlaczego wybrały właśnie te systemy.
3. Praktyka: otwórz phpMyAdmin w XAMPP, stwórz nową bazę testowa i sprawdź, jakie operacje możesz wykonać z poziomu interfejsu.
4. Dla chętnych: narysuj schemat komunikacji: użytkownik → DBMS → pliki danych.