بانک اطلاعاتی چیست؟

در ابتدا برای درک بهتر بانک اطلاعاتی یا database می بایست با تعریف و درک واژه داده یا Data شروع کنیم:

داده و یا data از واژه datum گرفته شده است که به معنای “اطلاعات واحد” است.

به طور ساده می توان گفت واقعیت های مربوط به هر شی که می توانند بصورت متن، اعداد، رسانه، بایت و… استفاده شوند. به عنوان مثال: نام، سن، قد، وزن و… داده های مربوط به شما هستند.

حالا که با مفهوم داده آشنا شدیم، می توانیم به راحتی مفهوم بانک اطلاعاتی و یا Database را درک کنیم.

بانک اطلاعاتی و یا Database  مجموعه ای سازمان یافته از داده ها می باشد که میتوان به راحتی به آن ها دسترسی پیدا کرد و قابل مدیریت هستند. برای سهولت در یافتن اطلاعات مربوطه می توانید داده ها را در جداول، ردیف ها و ستون ها سازماندهی کرده و آنها را فهرست بندی کنید.

تکامل بانک اطلاعاتی

مبتنی بر پرونده

سال 1968 سالی بود که پایگاه داده مبتنی بر پرونده (File-based) معرفی شد. در پایگاه داده های مبتنی بر پرونده ، داده ها در یک فایل مسطح حفظ می شدند. اگرچه پرونده ها مزایای زیادی دارند ، اما دارای محدودیت های زیادی نیز هستند.

یکی از مهمترین مزایای آن این است که سیستم فایل دارای روشهای مختلف دسترسی است ، به عنوان مثال ، ترتیبی ، ایندکس شده و تصادفی.

• این امر به برنامه نویسی گسترده در زبان نسل سوم مانند COBOL ، BASIC نیاز دارد.

داده های سلسله مراتبی

1968-1980 عصر پایگاه سلسله مراتبی بود. مدل برجسته سلسله مراتبی اولین DBMS IBM بود که IMS (سیستم مدیریت اطلاعات) نامیده می شد.

در این مدل ، پرونده ها به روش والدین / فرزندان مرتبط هستند.

اجزا اصلی بانک اطلاعاتی

پایگاه داده به پنج جزء اصلی نیاز دارد:

Hard ware (سخت افزار)

این سخت افزار از دستگاه های فیزیکی ، الکترونیکی مانند رایانه ها ، دستگاه های ورودی / خروجی ، دستگاه های ذخیره سازی و غیره تشکیل شده است که درواقع رابط بین رایانه ها و سیستم های دنیای واقعی را می باشد.

Soft ware (نرم افزار)

مجموعه برنامه هایی است که برای مدیریت و کنترل پایگاه داده کلی استفاده می شود که شامل نرم افزار پایگاه داده ، سیستم عامل و نرم افزار شبکه ای است که برای به اشتراک گذاشتن داده ها در بین کاربران و برنامه های کاربردی برای دسترسی به داده ها در پایگاه داده مورد استفاده قرار می گیرد.

Database access language (زبان دسترسی به پایگاه داده)

برای دسترسی به داده ها، وارد کردن داده های جدید ، به روزرسانی داده های موجود یا بازیابی اطلاعات مورد نیاز از DBMS استفاده می شود.

کاربر برخی از دستورات خاص را به زبان دسترسی به پایگاه داده می نویسد و آنها را به پایگاه داده ارسال می کند.

Data ( داده )

یک واقعیت خام و غیر سازمان یافته است که برای معنادار کردن آنها لازم است پردازش شود.

Procedure (روند-رویه)

رویه مجموعه ای از دستورالعمل ها و قوانینی است که به شما کمک می کند از DBMS استفاده کنید.

ویژگی های بانک اطلاعاتی

• ذخیره و پردازش اطلاعات
• قابل دسترس بصورت چندکاره
• قابل مشاهده و محاسبه
• ارائه دهنده گزارش

انواع پایگاه داده

پایگاه داده توزیع شده (Distributed database)

نوعی پایگاه داده است که از پایگاه داده مشترک و اطلاعات گرفته شده توسط رایانه های محلی تشکیل شده است.

در این نوع سیستم پایگاه داده ، داده ها در یک مکان نیستند و در سازمان های مختلف توزیع می شوند.

پایگاه داده رابطه ای (Relational database)

این نوع پایگاه داده روابط پایگاه داده را به صورت جداول تعریف می کند.

به آن DBMS رابطه ای نیز گفته می شود که محبوب ترین نوع DBMS در بازار است. نمونه پایگاه داده از سیستم RDBMS شامل MySQL ، Oracle و پایگاه داده Microsoft SQL Server است.

پایگاه داده شئ گرا (Object-Oriented database)

این نوع پایگاه داده از ذخیره انواع داده ها پشتیبانی می کند و  داده ها به صورت اشیا ذخیره می شوند.

 اشیایی که باید در پایگاه داده نگهداری شوند دارای ویژگی ها و روش هایی هستند که مشخص می کند با داده ها چه کارهایی انجام شود. PostgreSQL مثالی از DBMS شئ گرا است.

پایگاه داده متمرکز (Centralized database)

یک پایگاه داده متمرکز در یک مکان واحد مانند رایانه اصلی ذخیره می شود.

فقط از آن مکان نگهداری و اصلاح می شود و معمولاً با استفاده از اتصال به اینترنت مانند LAN یا WAN قابل دسترسی است. پایگاه داده متمرکز توسط سازمان هایی مانند کالج ها ، شرکت ها ، بانک ها و… استفاده می شود.

پایگاه داده منبع باز (Open-source database)

در این نوع پایگاه داده اطلاعات مربوط به عملیات ها ذخیره می شوند که عمدتا در زمینه بازاریابی، روابط کارمندان، خدمات به مشتری و… مورد استفاده قرار می گیرند.

پایگاه داده ابری (Cloud database)

پایگاه داده ابری یک سرویس پایگاه داده است که از طریق یک بستر ابری ساخته شده و به آن دسترسی دارد.

این سرویس دارای بسیاری از عملکردهای مشابه پایگاه داده سنتی با انعطاف پذیری بیشتر در محاسبات می باشد. کاربران برای پیاده سازی پایگاه داده ، نرم افزار را روی زیرساخت ابری نصب می کنند.

پایگاه داده No SQL

پایگاه داده های NoSQL برای مدل های داده خاص ساخته شده اند و دارای طرح های انعطاف پذیر برای ساخت برنامه های مدرن هستند.

پایگاه داده NoSQL به دلیل سهولت توسعه ، عملکرد و عملکرد در مقیاس گسترده ، شناخته شده اند.

پایگاه داده نمودار (Graph database)

این بانک اطلاعاتی از تئوری نمودار برای برای ذخیره ، دسترسی و پیمایش مجموعه های داده بزرگ به هم پیوسته است که روابط بین داده ها را به اندازه خود داده ضروری می کند، درواقع بیشتر برای تجزیه و تحلیل اتصالات استفاده می شود.

به عنوان مثال: یک سازمان می تواند از یک بانک اطلاعاتی نمودار برای استخراج اطلاعات مربوط به مشتریان از رسانه های اجتماعی استفاده کند.

پایگاه داده سلسله مراتبی (Hierarchical database)

این نوع DBMS از رابطه “والدین و فرزند” در ذخیره سازی داده ها استفاده می کند. ساختار آن مانند درختی است که گره ها نشان دهنده سوابق و شاخه های نمایانگر زمینه ها هستند.

رجیستری ویندوز مورد استفاده در ویندوز XP یک مثال پایگاه داده سلسله مراتبی است.

پایگاه داده شبکه ای (Network DBMS)

پایگاه داده شبکه بیشتر شبیه یک تار عنکبوت یا شبکه سوابق بهم پیوسته است.

اساساً ، روابط به شکلی شبیه شبکه هستند که در آن یک عنصر می تواند به چندین عنصر داده اشاره کند و خود می تواند توسط چندین عنصر داده به آن اشاره شود.

مزایای بانک اطلاعاتی

• تکنیک های مختلفی را برای ذخیره و بازیابی داده ها ارائه می دهد.
• به عنوان یک کنترل کننده کارآمد برای ایجاد تعادل بین نیازهای چندین برنامه با استفاده از داده های مشابه عمل می کند.
• برنامه نویسان برنامه هرگز در معرض جزئیات نمایش و ذخیره داده ها قرار نمی گیرند.
• از توابع مختلف قدرتمندی برای ذخیره و بازیابی داده ها به طور موثر استفاده می کند.
• یکپارچگی و امنیت داده ها را ارائه می دهد.
• دسترسی همزمان به داده ها را به گونه ای برنامه ریزی می کند که فقط یک کاربر می تواند همزمان به داده های مشابه دسترسی پیدا کند.
• زمان توسعه برنامه کاهش یافته است.

معایب بانک اطلاعاتی

• هزینه سخت افزار و نرم افزار آن بسیار زیاد است که بودجه سازمان شما را افزایش می دهد.
• بیشتر سیستم های مدیریت پایگاه داده اغلب سیستم های پیچیده ای هستند ، بنابراین آموزش استفاده از DBMS برای کاربران الزامی است.
• در برخی از سازمان ها ، همه داده ها در یک پایگاه داده واحد ادغام شده اند که می تواند به دلیل خرابی برق آسیب ببیند یا پایگاه داده در رسانه ذخیره سازی خراب شود.

• استفاده از یک برنامه در یک زمان توسط بسیاری از کاربران ، گاهی منجر به از دست رفتن برخی از داده ها می شود.
• DBMS نمی تواند محاسبات پیچیده ای را انجام دهد.

خلاصه

امروزه بسیاری از وب سایت های پویا در شبکه جهانی وب وجود دارند که از طریق پایگاه داده اداره می شوند. به عنوان مثال: زمانی که در دسترس بودن اتاق ها در یک هتل را بررسی می کنید، این یک نمونه از یک وب سایت پویا است که دارای پایگاه داده می باشد.

پایگاه داده های مدرن توسط سیستم مدیریت پایگاه داده (DBMS) مدیریت می شوند و همچنین SQL یا Structured Query Language برای کار با داده های ذخیره شده در یک پایگاه داده استفاده می شود.

ما چهار نوع اصلی DBMS داریم یعنی سلسله مراتبی ، شبکه ای ، رابطه ای ، شی گرا پرکاربردترین DBMS مدل رابطه ای است که داده ها را در قالب های جدول ذخیره می کند.

منابع