پایگاه داده یا دیتابیس را بیشتر بشناسیم!

پایگاه داده یا دیتابیس چیست؟

پایگاه داده یا دیتابیس ( DB) به مجموعه اي اطلاعات که به نوعي مرتب گشته اند که يک نرم افزار رايانه اي مي تواند به سرعت به بخش هاي معيني از اطلاعات آن دستيابي پيدا کند . ديتابيس را مي توان مانند يک سيستم پوشه بندي الکترونيکي فرض نمود. پايگاه هاي داده سنتي به صورت هاي Field، Record و File مرتب مي شدند. در اين پايگاه ها، Field بخش مستقلي از اطلاعات مي باشد و به مجموعه کاملي از فيلد ها Record گفته مي شود و يک File يا پوشه مجموعه اي از رکورد ها را تشکيل مي دهد. به طور مثال، دفترچه تلفن معادل يک پوشه است که شامل ليست رکوردها مي باشد که هر رکورد آن شامل سه فيلد نام کامل، آدرس و شماره تماس مي باشد.

در هر لحظه در اینترنت، حجم بزرگی از داده‌ها ایجاد و بین سیستم‌های مختلف جا‌به‌جا می‌شوند. حال فرض کنید که می‌خواهیم به قسمتی از این داده‌ها دسترسی پیدا کنیم تا آن‌ها را پردازش یا مورد بررسی قرار دهیم. قطعاً اگر این داده‌ها بدون نظم و قاعده خاصی ذخیره شده باشند، دسترسی به آن‌ها دشوار خواهد بود. به همین دلیل برای سازماندهی این داده‌ها از پایگاه داده استفاده می‌کنیم. در این مقاله از یکپارچه به بررسی مفاهیم دقیق پایگاه داده می پردازیم.

داده‌ها از واحدهای مشخصی از اطلاعات تشکیل شده اند. این داده‌ها در انواع مختلف متن، اعداد، رسانه‌ها و موارد دیگر استفاده می‌شود که می‌توانند برای حرکت و پردازشِ کارآمد به شکل خاصی ترجمه شوند. برای مثال داده‌هایی مانند نام، سن، وزن، قد و … اطلاعاتی هستند که ما می‌توانیم از آن‌ها استفاده کرده و پردازش کنیم.

پایگاه داده یا بانک اطلاعاتی یا دیتابیس مجموعه ای متشکل از این داده‌های ساخت یافته است که در قالبی ذخیره شده و توسط ابزارهای الکترونیکی به راحتی در دسترس، کنترل و بروزرسانی است. یک دیتابیس یا پایگاه داده، می‌تواند حاوی یک یا چند جدول باشد. هر جدول هم می‌تواند حاوی ستون‌ها و سطرهای مختلفی باشد که اطلاعات را بصورت سازماندهی شده نگه‌داری می‌کند.

تاریخچه پایگاه داده یا دیتابیس

دیتابیس‌های اولیه در سال‌های ۱۹۶۰-۱۹۸۰ معرفی شدند. این پایگاه داده‌ها معایبی همچون وجود داده‌های مشابه زیاد (افزونگی)، عدم انعطاف پذیری در ایجاد پرس و جوها و همچنین عدم وجود سیستم مدیریت دیتابیس یا همان DBMS بود. در سال ۱۹۸۰ دیتابیس‌های رابطه‌ای معرفی شدند، این پایگاه داده‌ها از زبان‌های پرس‌وجو (Query) سطح بالا که مختص همین کار طراحی شده بودند بهره می‌بردند. این Databaseها به مرور پیشرفت کردند تا به پایگاه داده‌های پیچیده امروزی مبدل شدند.

سیستم مدیریت پایگا‌ه داده یا DBMS چیست؟

DBMS مخفف Database Management System است، یک DBMS مجموعه‌ای از برنامه‌ها است که به کاربر امکان ایجاد، تغییر، مدیریت و دسترسی به پایگاه داده الکترونیکی را می‌دهد.

انواع مدل‌های پایگاه داده یا دیتابیس

دیتابیس شامل اجزا و بخش‌های مختلفی است که وظیفه سازماندهی اطلاعات را بر عهده دارند. این اجزا شامل جداول، ستون‌ها، ردیف‌ها، فرمت‌ها و موجودیت هستند. در دیتابیس، داده‌ها در جداولی متشکل از ردیف‌ها و ستون‌ها ایجاد می‌شوند. بنابراین داده‌ها به آسانی بروزرسانی، گسترش و حذف می‌شوند. انواع مختلفی ازپایگاه‌های داده وجود دارد که بر اساس مدل‌ها و چیدمان اطلاعاتی که استفاده می‌کنند، تقسیم‌بندی می‌شوند.

در زیر چند نوع از آن‌ها نام برده شده است:

• پایگاه داده رابطه‌ای
• پایگاه داده شی‌گرا
• پایگاه داده توزیع‌شده
• پایگاه داده NoSQL
• پایگاه داده نمودار
• پایگاه داده ابر
• پایگاه داده مرکزی
• پایگاه داده عملیاتی

پایگاه داده SQL و NOSQL

پس از یادگیری مفهوم پایگاه داده و آشنایی با مدل‌های مختلف پایگاه داده به بررسی دو نوع پایگاه داده خواهیم پرداخت که بسیار محبوب هستند. دو پایگاه داده SQL و NOSQL که SQL پایگاه داده رابطه‌ای و NoSQL پایگاه داده‌ غیررابطه‌ای است.

SQL به شما اجازه دستیابی و کنترل داده‌ها را می‌دهد و می‌تواند درخواست های پیوسته یک پایگاه داده را اجرا کند.

NoSQL یکی از سیستم‌های مدیریت پایگاه داده است که ویژگی اصلی آن عدم پایبندی به مدل رابطه‌ای می‌باشد. NoSQL به معنی “نه تنها SQL” است. پایگاه داده‌های NoSQL توسط شرکت‌های اینترنتی مانند گوگل، فیسبوک، آمازون و … که با حجم عظیم داده‌ها سر‌وکار دارند، استفاده می‌شود.

معروف‌ترین پایگاه داده‌های SQL

در لیست زیر محبوب ترین پایگاه داده‌های SQL را نام بردیم:

✅ Oracle

این پایگاه داده حاصل زبان برنامه نویسی C و SQL است. این دیتابیس یکی از قدرتمندترین بانک‌های اطلاعاتی رابطه‌ای می‌باشد.

✅ Microsoft SQL Server

این پایگاه داده از محصولات مایکروسافت می‌باشد که یکی از مهم‌ترین و قدرتمند‌ترین بانک‌های اطلاعاتی در دنیای برنامه نویسی SQL است. این پایگاه داده با استفاده از جداول و رابطه بین آن‌ها اطلاعات را مدیریت می‌کند.

✅ MySQL

این پایگاه داده منبع باز (Open Source) بوده و از نظر کارایی بسیار ساده و دارای سرعت بالایی می‌باشد. این دیتابیس هم از انواع بانک‌های اطلاعاتی رابطه‌ای است و توانایی ذخیره، جستجو، فراخوانی و … را بر روی اطلاعات و داده‌ها دارد.

✅ DB2

این پایگاه داده محصول شرکت بزرگ IBM است که به عنوان یک دیتابیس چندسکویی شناخته می‌شود. قابلیت ذخیره‌سازی، پردازش و استخراج داده‌های سنگین و دسترسی‌پذیری آسان از کاربردهای این پایگاه داده است.

✅ Microsoft Access

اکسس به عنوان یکی از زیر شاخه‌های Microsoft Office شناخته می‌شود که توسط مایکروسافت ایجاد شده است. این پایگاه داده شامل فرم‌ها، Query و ماژول‌های متفاوت است.

✅ PostgreSQL

این پایگاه داده شیء-رابطه مقیاس‌پذیر است که بر روی لینوکس، ویندوز، OSX و چندین سیستم دیگر اجرا می‌شود.

معرفی دیتابیس‌های NOSQL

 

پایگاه‌های داده NOSQL شامل موارد زیر می‌باشند:

✔️ MongoDB

محبوب‌ترین پایگاه داده NoSQL است. با این وجود برخی خواص SQL مثل کوئری و ایندکس را حفظ می‌کند. طیف گسترده‌ای از زبان‌های برنامه نویسی مثل Scala، Groovy، Clojure و Java را قدرتمند می‌سازد.

✔️ Cassandra

یکی از پایگاه‌های داده NoSQL با دسترس‌پذیری بالا است که برای ذخیره‌سازی مجموعه داده‌های بسیار بزرگ با رابط کاربری سازنده می‌باشد. این پایگاه داده در بانکداری، امور مالی و ثبت محبوب است. همچنین توسط فیس‌بوک و توییتر هم استفاده می‌شود.

✔️ Redis

این پایگاه داده open-source، شبکه‌ای و به صورت انتخابی (in-recollection) ذخیره می‌شود. اطلاعات در این پایگاه داده به صورت کلید/مقدار ذخیره می‌شوند.

✔️ Neo4j

دیتابیسی بر پایه گراف (Graph) است که برای ذخیره سازی ساختمان داده‌های مختلف شبکه‌ای و داده‌های ارتباطی بسیار مناسب می‌باشد.

چه کسانی با پایگاه داده کار می‌کنند

افراد مختلفی در سطوح و دسترسی‌های متفاوت به پایگا‌ه داده دسترسی دارند، این افراد می‌توانند به طور مستقیم یا غیر مستقیم با این سیستم در ارتباط هستند.

??‍? مدیر پایگاه داده

مدیر پایگاه داده (DBA) وظیفه نظارت و مدیریت دو منبع اصلی سیستم یعنی DB و DBMS را دارد. ادمین پایگاه داده وظیفه مدیریت دسترسی کاربران سطوح مختلف به دیتابیس، مانیتور کردن و نظارت لحظه به لحظه کارکرد پایگا‌ه داده، تهیه و نصب نرم افزارها و سخت افزارهای مورد نیاز و تامین امنیت سیستم را بر عهده دارد.

??‍? طراحان پایگا‌ه داده

طراح دیتابیس (Database Designers) وظیفه‌ی طراحی دقیق بانک اطلاعاتی از جمله جداول، ایندکس‌ها، نحوه ذخیره‌سازی و نمایش داده‌ها، محدودیت‌ها، محرک‌ها و تمامی موارد مربوط به روش کار پایگاه داده که برای کار با داده‌ها (ذخیره، بازیابی و حذف) مورد نیاز است را بر عهده دارد.

تمام این اطلاعات در Data Model نگهداری می‌شود، در حقیقت طراحان پایگاه داده با نوشتن کد، طراحی و نگهداری از پایگاه داده‌ها و ایجاد فرم‌های آنلاین، داده‌ها را جمع آوری، محافظت و تجزیه و تحلیل می‌کنند.

??‍? کاربران نهایی

کاربران نهایی (End Users) کسانی هستند که کارهایی ثبت کوئری یا درج و به‌روزرسانی را در این سیستم بر عهده دارند، این کاربران در آخرین لایه از دیتابیس، با آن کار می‌کنند.