اطلاعات از واحدهای مشخصی با نام داده تشکیل شدهاند. دادهها انواع مختلفی دارند که با دستهبندی و پردازش کارآمد میتوانند اطلاعات مفیدی را در اختیار کاربران قرار دهند. پایگاه داده، دیتابیس یا بانک اطلاعاتی مجموعهای از دادههای ساختاریافته است که در یک قالب خاص ذخیره شده و دستیابی، کنترل و بهروزرسانی اطلاعات را برای کاربر راحت میکند.
مفهوم پایگاه داده برای از بین بردن مشکلات مربوط به طراحی، ساخت و نگهداری از اطلاعات حجیم مربوط به یک سیستم اطلاعاتی به وجود آمده است. همزمان با این مفهوم، سیستمهای مدیریت پایگاه داده هم رشد کرده و روی کار آمدهاند.
پایگاه داده و سیستم مدیریتی پایگاه داده وجه اشتراکات زیادی با هم دارند. برای اینکه به خوبی هر دو مفهوم را درک کنید، باید اطلاعات جامعی درباره آنها به دست آورید.
سیستم مدیریت پایگاه داده یا همان DBMS مجموعهای از نرمافزارهای سیستمی است که به صورت یکپارچه تعبیه شدهاند. کاربران میتوانند از طریق این نرمافزارها به یک یا چند پایگاه داده متصل شوند و اطلاعات مورد نیاز خود را از آنها به دست آورند.
استفاده از سیستم مدیریت پایگاه داده برای مدیریت و سازمانیابی اطلاعات از اهمیت زیادی برخوردار است. این نرمافزارها عملکردهای مختلفی را برای کاربران خود فراهم میآورند؛ از جمله مهمترین عملکردهای این سیستم میتوان به ورود، ذخیرهسازی و بازیابی اطلاعات اشاره کرد.
برای اینکه بتوانید با پایگاه داده به خوبی آشنا شوید، بهتر است ابتدا مفاهیم آن را دریابید. چهار مفهوم اصلی در پایگاه داده وجود دارد که عبارتند از:
پایگاه داده ها نمونههای متفاوتی دارند که با توجه به نیاز هر کسبوکار یا هر فرد، یکی از انواع دیتابیس را میتوان استفاده کرد. پرکاربردترین دیتابیسها عبارتند از:
حال که با انواع پایگاه دادهها آشنا شدید، بهتر است درمورد محبوبترین پایگاه دادههای جهان هم بدانید. دو پایگاه داده sql و NoSQL به ترتیب دو پایگاه داده رابطهای و غیررابطهای هستند. علاوه بر این دو پایگاه دادههای دیگری هم وجود دارد که به آن میپردازیم.
اراکل یکی از مشهورترین و بهترین دیتابیسها به حساب میآید که اولین بار در دهه 70 میلادی منتشر شده است. این پایگاه داده با استفاده از فضای ابری تولید شده و قابلیت قرارگیری روی یک یا چند سرور را دارد. اراکل میتواند میلیاردها داده را ثبت و مدیریت کند. آخرین نسخههای این پایگاه داده با داشتن قابلیت grid framework روی سرورهای فیزیکی و منطقی فعالیت دارد. این نسخهها امنیت بسیار پیشرفتهای هم دارد.
MySQL از دیگر معروفترین و بهترین دیتابیسهای جهان است. این پایگاه داده رایگان بوده و مدام بهروزرسانی میشود. نسخههایی از این پایگاه داده وجود دارد که به صورت پولی در اختیار کاربر قرار میگیرد و قابلیتهای بیشتر و متنوعتری دارد. البته نسخههای رایگان MySQL هم تمرکز ویژهای روی سرعت و قابلیت دارد. در این پایگاه داده کاربر میتواند کاربرد را تغییر دهد و آن را مدیریت کند. این قابلیت از Storage engineهای مختلفی که این پایگاه داده دارد، ناشی میشود.
Microsoft SQL server یکی دیگر از بهترین پایگاه های داده است که روی سرورهای ابری و محلی اجرا میشود. حتی کاربر میتواند تنظیمات آن را طوری قرار دهد که از هر دو مدل آن بتواند استفاده کند. این پایگاه داده هم برای لینوکس و هم ویندوز طراحی میشود. Microsoft SQL server با داشتن قابلیت temporal data این اجازه را به کاربر میدهد که که تغییرات دادهها را در طول زمان زیر نظر بگیرند. از نظر امنیتی این پایگاه داده دارای قابلیت dynamic data masking است که اطلاعات مهم را تنها به کاربرانی نشان میدهد که پیام اجازه را دریافت کرده باشند.
پایگاه داده DB2 محصول شرکت بزرگ IBM است. این دیتابیس قابلیت اجرا تنها روی سیستمعاملهای لینوکس، یونیکس، ویندوز و رایانههای بزرگ را دارد و عملکرد آن روی هاست IBM بسیار ایدهآل است. از جمله کاربردهای این پایگاه داده میتوان به ذخیرهسازی، پردازی و استخراج دادههای سنگین و همچنین قابلیت دسترسی آسان اشاره کرد.
این پایگاه داده یکی از زیرشاختههای Microsoft Office است که از مدل رابطهای در پایگاه داده استفاده میکند. این پایگاه داده تنها از ویندوز پشتیبانی میکند و برای پروژههای بزرگ چندان مناسب نیست.
یکی از بهترین پایگاه دادههای رایگان PostgreSQL است. کار با دادههای ساختاریافته و غیرساختاریافته در این پایگاه داده بسیار راحت است. PostgreSQL از اکثر پلتفرمهای مشهور و پرکاربرد پیشتیبانی کرده و در محیطهای مجازی، فیزیکی و ابری فعالیت میکند.
علاوهبر موارد ذکر شده، پایگاههای دادههای مشهور دیگری هم وجود دارند که در دنیای امروز بسیار پرکاربردند. MonogoDB، Cassandra، Elasticsearch، BigData، Neo4j، aerospike و غیره اشاره کرد.
انواع پروژه پایگاه داده را میتوان با توجه به معماری خاص خود انجام داد. کارشناس پایگاه داده با مهارت و تواناییهای خود باید بتواند بهترین مدل و مناسبترین معماری را برای حوزه مربوطه طراحی کند. انتخاب معماری مناسب در افزایش سرعت و کارایی عملکردی پایگاه داده بسیار تاثیرگذار است.
انواع معماری پایگاه داده عبارتند از:
اولین گام در آموزش پایگاه داده شناسایی اجزای اصلی آن است. هرگاه این اجزا به درستی در کنار هم قرار گرفتند، یک پایگاه داده به خوبی کار میکند. اجزای دیتابیس عبارتند از:
برنامهنویسها ساختار پایگاه داده را طراحی میکنند.
طراحان پایگاه داده با استفاده از زبانهای مختلف مانند SQL پایگاههای داده را ایجاد میکنند.
مدیر پایگاه داده با دانش مدیریت اطلاعاتی خود به مدیریت پایگاه داده میپردازند.
کاربران نهایی هم کسانی هستند که از دادههای دیتابیس استفاده میکنند.
از دیگر پیشنیازهای آموزش دیتابیس آشنایی با ساختار کلی پایگاه داده است. برای طراحی یک پایگاه داده آشنایی با موارد زیر ضروری است:
دنیای شلوغ و پراطلاعات امروز نیازمند پایگاه داده است تا بتواند دادهها و اطلاعات را به خوبی سازماندهی کند. کاربرد پایگاه داده امروزه به شدت ملموس و واضح است. اساس پایگاه دادهها بر پایه چهار عمل اصلی قرار دارد:
این چهار عمل باعث میشود که پایگاههای داده کاربردهای متنوعی در تمام صنایع داشته باشند. از جمله این کاربردها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
از دیگر کاربردهای مهم پایگاه داده میتوان به استفاده از آنها در سایتها و نرمافزارها اشاره کرد:
یکی از مسائلی که ممکن است در استفاده از پایگاه داده به وجود بیاید، افزونگی دادههاست. این افزونگی میتواند باعث به وجود آمدن تضاد بین دادهها شود و استخراج آنها را با مشکل روبهرو کند. برای جلوگیری از افزونگی از نرمال سازی در پایگاه داده استفاده میشود.
وابستگی از دیگر مسائلی است که ارتباط تنگانگی با افزونگی دارد و باید به آن توجه ویژهای شود. یکی از رایجترین وابستگیها، وابستگی تابعی در پایگاه داده است. وابستگی تابعی اینگونه تعریف میشود: اگر A و B دو صفت در رابطه R باشند، وابستگی تابعی زمانی برقرار است که برای تمامی رابطهها در R به ازای هر مقدار A فقط یک مقدار B وجود داشته باشد.
بنابراین هر متخصص پایگاه داده برای جلوگیری از بروز خطاها با مهارت نرمال سازی پایگاه داده به خوبی آشنایی داشته باشد.