أساسيات قواعد البيانات وأهميتها في نظم المعلومات

عناصر الموضوع

1- ما هي قواعد البيانات؟

2- أنواع قواعد البيانات

3- أهمية قواعد البيانات

4- مكونات قواعد البيانات

يصف مقال اليوم أساسيات قواعد البيانات وأهميتها في نظم المعلومات، التي يحتاج المطورون إلى معرفتها لتطوير تطبيقات مختلفة. ويشرح كيفية تخزين البيانات فيها وأبرز ميزاتها، ويعطي أمثلة مختلفة لكل نوع، ويصف أفضل قاعدة بيانات لتخزين بياناتك فيها، مما يساعدك في اختيار النوع الأنسب.

البيانات هي العمود الفقري للحياة العصرية وضرورية لتشغيل الأنظمة الحديثة. تتضمن جميع الأنشطة التجارية في مختلف القطاعات كميات هائلة من البيانات المتعلقة بالعملاء والموظفين والمعاملات والمنتجات والفواتير وغيرها.

1- ما هي قواعد البيانات؟

قبل أن نتعرّف على الأنواع المختلفة لقواعد البيانات، يجب أن نعرف ما هي البيانات، وما هي قاعدة البيانات وسبب أهميتها. ولتنظيم هذه البيانات وتسهيل التعامل معها، يتم تخزين البيانات في قواعد بيانات، أو بشكل أدق في حاويات بيانات تسهل إدارة البيانات وتحافظ على أمنها وسلامتها.

على سبيل المثال، تحتاج الجامعة إلى قاعدة بيانات لتخزين بيانات جميع الطلاب وتخصصاتهم والمواد التي درسوها والدرجات التي حصلوا عليها في كل مادة والمعدلات وغيرها. ولإدارة قاعدة البيانات، هناك حاجة إلى نظام خاص يسمى إدارة قواعد البيانات (Database Management System) أو اختصارًا DBMS؛ حيث يمكن لنظام إدارة قاعدة البيانات تحديث وحذف ونقل… إلخ.

بالإضافة إلى التواصل مباشرة مع قاعدة البيانات، مما يتيح تخزين البيانات في قاعدة البيانات، واستخراج البيانات المخزنة وما يسمى باستعلامات البيانات.

أحد المصطلحات الأساسية المرتبطة بقواعد البيانات هو مخطط قاعدة البيانات. مخطط قاعدة البيانات هو مخطط منطقي، يشبه الرسم المعماري للمبنى. يصف هيكل قاعدة البيانات وجداولها، والأعمدة الموجودة في كل جدول، ونوع البيانات التي يأخذها كل عمود، والروابط بين أعمدة الجدول، والقيود التي تنطبق على البيانات التي يتم إدخالها أو معالجتها، وغيرها من التفاصيل.[1]

2- أنواع قواعد البيانات

هناك أنواع مختلفة من قواعد البيانات، تعتمد قاعدة البيانات الأفضل لمؤسسة معينة على الطريقة التي تنوي المؤسسة استخدام البيانات بها.

• قواعد البيانات العلائقية

أصبحت قواعد البيانات العلائقية سائدة في الثمانينيات، تنظم قواعد البيانات العلائقية العناصر كسلسلة من الجداول ذات الأعمدة والصفوف، توفر تقنية قواعد البيانات العلائقية الطريقة الأكثر فعالية ومرونة للوصول إلى المعلومات المنظمة.

• قواعد البيانات الموجهة للكائنات

قواعد البيانات الموجهة للكائنات، يتم تمثيل المعلومات في شكل كائنات، كما هو الحال في البرمجة الموجهة للكائنات.

• قواعد البيانات الموزعة

تتكون قاعدة البيانات الموزعة من ملفين أو أكثر في مواقع مختلفة، يمكن تخزين قاعدة البيانات على عدة أجهزة كمبيوتر في نفس الموقع الفعلي أو توزيعها عبر شبكات مختلفة.

• مستودع البيانات

هو مستودع مركزي للبيانات ونوع من قواعد البيانات المصممة خصيصًا للاستعلام والتحليل السريع.

• قاعدة بيانات NoSQL

يمكن لقواعد بيانات NoSQL أو قواعد البيانات غير العلائقية تخزين ومعالجة البيانات غير المهيكلة أو شبه المهيكلة (على عكس قواعد البيانات العلائقية، التي تحدد كيفية هيكلة جميع البيانات الواردة) قواعد بيانات NoSQL تكتسب شعبية متزايدة مع ازدياد شيوع تطبيقات الويب وتعقيدها.

• قواعد بيانات الرسم البياني

تخزن البيانات بطريقة تتعلق بالكيانات والعلاقات بين الكيانات.

• قواعد بيانات OLTP

هي قواعد بيانات تحليلية سريعة مصممة لأعداد كبيرة من المعاملات من قبل العديد من المستخدمين. لا يوجد سوى بضع عشرات من قواعد بيانات OLTP المستخدمة اليوم، أما قواعد البيانات الأخرى فهي أقل شيوعًا ولكنها متخصصة في الوظائف العلمية والمالية وغيرها من الوظائف المحددة جدًا، وبالإضافة إلى الأنواع المختلفة من قواعد البيانات، فإن التغييرات في طريقة تطوير التكنولوجيا والتطورات المثيرة مثل الحوسبة السحابية والأتمتة تدفع قواعد البيانات في اتجاه جديد تمامًا.

• قواعد البيانات مفتوحة المصدر: أنظمة قواعد البيانات مفتوحة المصدر هي أنظمة تكون شيفرتها المصدرية مفتوحة المصدر؛ وقد تكون قواعد البيانات هذه قواعد بيانات SQL أو قواعد بيانات NoSQL.
• قواعد البيانات السحابية: قاعدة البيانات السحابية هي مجموعة من البيانات، سواء كانت منظمة أو غير منظمة، موجودة على منصة حوسبة سحابية خاصة أو عامة أو مختلطة، وهناك نوعان من نماذج قواعد البيانات السحابية: قواعد البيانات التقليدية، وقواعد البيانات كخدمة (DBaaS)، حيث يمكن تنفيذ مهام الإدارة والصيانة من قبل مزود الخدمة.
• قواعد البيانات متعددة النماذج: تجمع بين نوعين مختلفين من نماذج قاعدة البيانات في الخادم الموحد، هذا يعني أنه يمكن أن يدعم أنواعا متعددة من البيانات.
• قواعد البيانات ذاتية الإدارة: قاعدة البيانات الأحدث والأكثر تقدمًا، وهي قاعدة البيانات المدارة ذاتيًا (وتسمى أيضًا قاعدة البيانات المستقلة) هي قاعدة بيانات قائمة على السحابة تستخدم التعلم الآلي لأتمته تكوين قاعدة البيانات والأمان والنسخ الاحتياطية والتحديثات وغيرها من المهام الإدارية الروتينية التي يقوم بها تقليديًا مسؤولو قواعد البيانات. قواعد البيانات.[2]

3- أهمية قواعد البيانات

تكمن أهمية قواعد البيانات في حقيقة أنها تحتوي على العديد من الخصائص التي تميزها عن أنظمة إدارة الملفات القائمة على الملفات وطرق التخزين التقليدية الأخرى:

• نظرا لأن بعض المستخدمين ذوي الوصول المحدود فقط يمكنهم الوصول إليه، فإن جميع مستخدمي قاعدة البيانات لديهم نفس حقوق الوصول، مثل القراءة والكتابة والإدارة.
• تحقيق تكامل البيانات يمكن أن تضيف تكامل البيانات قيودا على القواعد التي تجبر المستخدمين على إدخال البيانات وفقا لأنماط وأنواع معينة، مثل منع إضافة سلاسل نصية، أو منع إضافة القيم الموجودة، على سبيل المثال، عندما يكون عمر المستخدم موجودًا.
• حماية الوصول المتزامن بحيث يمكن لعدة مستخدمين لديهم أذونات الوصول إلى نفس البيانات في نفس الوقت دون التأثير سلبا عليها.
• هذا يسمح لك بإضافة أنواع مختلفة من البيانات، على سبيل المثال، تنتمي كل قيمة إلى نمط معين، ولكن على سبيل المثال، يمكن إضافة سلسلة نصية من الأرقام حسب التاريخ دون مشاكل.
• من خلال إضافة شروط خاصة إلى بنية قاعدة البيانات أو تقسيمها وربطها في جداول متعددة، فإنه يمنع تكرار البيانات ويسهل التغيير من مكان واحد.
• تنسيق وتنظيم البيانات وبالتالي عرضها بطريقة منظمة والوصول إليها مع استعلامات برامج محددة وواضحة وصريحة.
• الوصول إلى بيانات معينة بسرعة كبيرة، يتم تحقيق ذلك من خلال لغة الاستعلام والتعليمات وبنية البرامج المخصصة لهذا الغرض. خاصة عند استخدام الفهرس.
• يسهل عملية تحرير البيانات وتحديثها وحذفها وإضافتها ويضمن دقة عملياتها.
• إذا كنت تستخدم قاعدة بيانات بدلا من تخزين الورق. فيمكنك توفير مساحة كبيرة على مكتب الأرشيف. حتى تتمكن من تقليل المساحة التي تستخدمها.
• حماية البيانات الخاصة بك من الضياع وحماية قدرتك على استعادة البيانات في حالة حدوث ضرر من خلال النسخ الاحتياطي .[3]

4- مكونات قواعد البيانات

تتكون قاعدة البيانات بغض النظر عن نوعها من المكونات التالية:

• Hardware: هو الجهاز الفعلي الذي يعمل عليه برنامج قاعدة البيانات، مثل جهاز كمبيوتر أو خادم أو محرك أقراص ثابت.
• software: يوفر تطبيق أو برنامج قاعدة البيانات للمستخدمين القدرة على التحكم في قاعدة البيانات ومعالجتها من خلال تضمين نظام إدارة قواعد البيانات، والبرامج التي تحقق ذلك تشمل أوراكل وراكل Oracle و Microsoft Access و Microsoft Excel و Microsoft SQL و PostgreSQL و TeamDesk و knack و TablePlus وغيرها الكثير.
• Data: هذه هي المعلومات الأساسية المخزنة بواسطة قاعدة البيانات حيث تنظمها السلطات لجعلها أكثر وضوحا.
• Data access language: لغة الوصول إلى البيانات، يجب أن تعمل لغة البرمجة هذه في نظام إدارة قواعد البيانات، كما أن لغة الاستعلام الهيكلية Structured Query Language أو SQL، هي اللغة الأكثر شيوعا في إدارة قواعد البيانات العلائقية، لذلك هي لغة البرمجة التي تتحكم في قاعدة البيانات.
• procedures: هي القواعد التي تحدد كيفية عمل القواعد وكيفية معالجة البيانات.

وتجدر الإشارة إلى أن قاعدة البيانات تحتاج إلى موارد مالية دائمة ومستمرة. وأنه يجب ضمان الحماية الخارجية لتجنب القرصنة، إضافة إلى ذلك فإن تطويره معقد لأنه يتطلب مصممين ذوي خبرة عالية.[4]

آمل في نهاية المقال عن ” أساسيات قواعد البيانات وأهميتها في نظم المعلومات”، أن أكون قد سردت لكم المعلومات بشكل صحيح. وأن تكون المعلومات التي ذكرتها والتفاصيل التي وصفتها قد أضافت القليل إلى معرفتك ومعلوماتك حول هذا الموضوع.

• academy.hsoubأنواع قواعد البيانات وأهم مميزاتها واستخداماتها-بتصرف
• oracleما هي قواعد البيانات؟-بتصرف
• academy.hsoubدليلك الشامل إلى قواعد البيانات DataBase-بتصرف
• asteraما هي قاعدة البيانات؟ التعريف والأنواع والفوائد-بتصرف

مشاركة المقال

وسوم