همه چیز درباره پایگاه داده

پایگاه داده یک مجموعه سازماندهی شده از اطلاعات است که توسط یک سیستم کامپیوتری مدیریت می شود. در این مقاله به شرح کامل چیستی این مرجع اطلاعاتی، بررسی اجزا و توضیح اهداف آن می پردازیم. همچنین انواع دیتابیس ها را شرح داده و نحوه مدیریت عملکرد آن را نیز مورد بررسی قرار می دهیم. با ادامه این مقاله همراه ما باشید.

پایگاه داده چیست؟

پایگاه داده یا همان دیتابیس، یک سیستم نرم افزاری است برای ذخیره و سازماندهی داده های یک سیستم کامپیوتری مورد استفاده قرار می گیرد. کاربرد اصلی دیتابیس در انجام عملیات هایی مانند جستجو، ثبت، حذف و به روزرسانی داده ها است. در واقع، این سیستم نرم افزاری به عنوان یک انبار داده مرکزی عمل می کند که داده های سازمانی را به صورت منظم ذخیره و مدیریت می کند.

اجزای پایگاه داده

این سیستم نرم افزاری، عملیات مختلفی را هدایت می کند. همچنین اجزای ثابتی داد که هر یک از این اجزا برای انجام یک پروسه سیستمی حیاتی هستند. در ادامه اجزای مختلف این سیستم را معرفی کرده ایم:

داده ها

مهم ترین بخش این سیستم، داده است. در واقع هر پایگاه حاوی داده های مختلفی است که قابلیت کشف، ذخیره سازی و بازیابی را دارند. داده ها می توانند انواع مختلفی مانند عدد صحیح، رشته کاراکتر، عدد اعشاری و غیره را شامل شوند.

ساختار داده

این سیستم شامل ساختار یا معماری داده های مختلفی است که برای ذخیره و سازماندهی داده ها مانند جداول، رابطه ها، لیست ها، شبکه ها و غیره استفاده می شوند.

فرآیندهای عملیاتی

پایگاه داده دارای عملیات مختلفی است که برای مدیریت داده ها استفاده می شوند، مانند: درج (Insert)، به روزرسانی (Update)، حذف (Delete) و بازیابی (Retrieve).

زبان پرس وجو

هر سیستم، مبتنی بر داده دارای زبان های پرس وجو مختلفی است که برای بازیابی اطلاعات از داده ها استفاده می شوند، مانند زبان SQL.

امنیت

هر دیتابیسی باید به لحاظ امنیتی به خوبی محافظت شود. اعتمادپذیری داده ها، حفاظت از دسترسی به داده ها و رمزنگاری اطلاعات حساس از موارد بسیار مهم در هر سیستم هستند.

پشتیبانی

پایگاه داده باید امکانات پشتیبانی مختلفی را داشته باشد، مانند تهیه نسخه پشتیبان (Backup)، بازیابی از نسخه پشتیبان (Restore) و ردگیری تغییرات (Logging).

همزمانی

این سیستم نرم افزاری باید بتواند به طور همزمان توسط چندین کاربر به دسترسی ها و تغییرات داده ها پاسخ دهد.

هدف و انواع پایگاه داده

هدف اصلی دیتابیس، ذخیره و مدیریت داده ها طی یک فرآیند سازماندهی شده است. تمرکز در طراحی این سیستم روی برنامه های کاربردی است که به داده ها دسترسی دارند و از آنها استفاده می کنند.

همچنین، این سیستم باید قابلیت حفاظت از امنیت داده ها را نیز داشته باشد. در سیستم های مختلف کامپیوتری، انواعی از پایگاه ها بر مبنای هدف و استفاده آنها تعریف می شوند. برخی از انواع رایج پایگاه داده ها بر اساس هدف عبارتند از:

پایگاه داده های رابطه ای

این نوع پایگاه داده ها بر اساس مدل رابطه ای مانند مدل رابطه ای E.F. Codd ساخته شده اند. داده ها در این دیتابیس به صورت جداول (relation) ذخیره می شوند و روابط بین داده ها با استفاده از کلیدهای اصلی و خارجی برقرار می گردند.

پایگاه داده های شیءگرا

در این نوع دیتابیس، داده ها به صورت شیء (object) ذخیره می شوند و روابط بین داده ها با استفاده از روابط شیءگرا برقرار می شوند. این نوع پایگاه معمولاً برای برنامه نویسی شیءگرا و سیستم های تخصصی استفاده می شود.

پایگاه داده های شبکه ای

در این نوع، داده ها با استفاده از گراف شبکه ای نمایش داده می شوند. هر داده می تواند به چندین داده دیگر مرتبط باشد. این نوع دیتابیس در دهه 1960 متداول بوده است، اما به تدریج کنار گذاشته شده است و اکنون کمتر از آن استفاده می شود.

پایگاه داده های مستندگرا

در این نوع دیتابیس، داده ها به صورت مستند (document) ذخیره می شوند. این نوع پایگاه داده معمولاً برای ذخیره و جستجوی اطلاعات دستورالعملی مناسب است و کاربردهای متنوعی دارد.

نحوه مدیریت پایگاه داده

پایگاه داده ها می تواند در سطوح مختلفی مانند محلی، شبکه ای یا ابری مدیریت شود. همچنین، برخی از دیتابیس ها از فناوری های خاص مانند پایگاه داده های بزرگ، پایگاه داده های گراف یا پایگاه داده های زمینه ای استفاده می کنند. به طور کلی مدیریت این سیستم نرم افزاری به شرح زیر است:

1. طراحی: در این مرحله ساختار پایگاه و جداول مورد نیاز طراحی می شود. این روند شامل تعریف داده ها و مشخص کردن روابط بین جداول است.
2. ایجاد: در این مرحله جداول و ایجاد فضای ذخیره سازی برای داده ها صورت بندی می شوند.
3. ورود و به روزرسانی داده: در این مرحله می توان داده ها را به پایگاه وارد کرد و در صورت نیاز آنها را مورد به روزرسانی قرار داد.
4. بازیابی داده: در این مرحله می توان با استفاده از پرس و جوها، داده های مورد نیاز را به اشکال مختلف از دیتابیس بازیابی کرد.
5. بررسی سازگاری داده: در این مرحله سازگاری داده های موجود در پایگاه داده با استفاده از پرس و جوها یا روش های دیگر بررسی می شود. گاهی لازم است سیستم به صورت مجدد به روزرسانی شود.
6. پشتیبان گیری و بازیابی: برای اطمینان از امنیت داده ها، باید به طور منظم از داده ها پشتیبان گیری شود.
7. ارتقا و بهبود: این مرحله شامل ایجاد نسخه های جدید پایگاه داده، افزودن و حذف جداول و بهبود عملکرد و کارایی است.

جمع بندی

پایگاه داده ها در بسیاری از برنامه های کاربردی مانند سیستم های مدیریت اطلاعات مشتری، سیستم های مدیریت نگهداری انبار و زنجیره تامین، سیستم های مدیریت ترافیک و سیستم های مدیریت پروژه استفاده می شوند.

هر دیتابیس دارای سازوکار خاص خود است که برای مدیریت داده ها و ارائه سرویس های مختلف استفاده می شود. همچنین باید امکاناتی را فراهم کند که برنامه نویسان و تحلیلگران بتوانند به سادگی و با سرعت داده ها را جستجو و تحلیل کنند. علاوه بر این، استفاده از دیتابیس می تواند امنیت، پایداری داده و بهبود کارایی سامانه ها را نیز تامین کند. یکی از بهترین کتاب ها در باره پایگاه داده کتاب پایگاه داده ها دکتر کیوان پور از انتشارات پارس رسانه است که می توانید با تخفیف ویژه از کتاب نوین خرید کنید.