ما هي أنواع قواعد البيانات ؟ وما هي ميزات كل منها ؟

لقد تم تطوير قاعدة البيانات كثيرًا على مدار الخمسين عامًا الماضية. ظهرت قواعد البيانات من أنواع مختلفة خلال هذه السنوات. أنواع قواعد البيانات هي:

تُستخدم قواعد البيانات في عدد كبير من الشركات لمعالجة الكتلة المتزايدة من البيانات المتاحة. هناك أنواع مختلفة من قواعد البيانات المستخدمة لتخزين أنواع مختلفة من البيانات.

قبل أن نتطرق إلى أنواع قواعد البيانات، لنفهم أنولا ما هي البيانات وهي قاعدة البيانات.

ما هي البيانات ؟

يمكن أن تكون البيانات أي معلومات أو أفكار أو وسائط يتم نقلها من شخص إلى آخر. كل ما نقوله أو ننقله هو شكل بيانات. في أجهزة الكمبيوتر ، يمكن استخدامه في العديد من الأشكال مثل النص الخام ، والأرقام ، والأحرف ، والبايت ، والصور ، وما إلى ذلك. يمكن أن تكون البيانات نصوصًا أو أرقامًا أو وحدات بايت وبتات داخل ذاكرة الأجهزة الإلكترونية. كل اتصال ممكن هو نقل البيانات ، والبيانات هي الجزء الأكثر أهمية في عالم الكمبيوتر.

ما هي قاعدة البيانات؟

قاعدة البيانات هي مجموعة من البيانات المنظمة التي يتم تنظيمها وتخزينها إلكترونيًا على نظام الكمبيوتر. يمكن لقواعد البيانات تخزين البيانات في شكل جداول حسب نوع قاعدة البيانات. الهدف الأساسي لقاعدة البيانات هو تخزين كمية هائلة من البيانات.

تُستخدم قواعد البيانات لتخزين عدد كبير من مواقع الويب الديناميكية على الإنترنت اليوم. يمكن بعد ذلك الوصول إلى البيانات وإدارتها وتحديثها وتنظيمها وتنظيمها بكفاءة. لكتابة البيانات واسترجاعها ، تستخدم معظم قواعد البيانات لغة الاستعلام المهيكلة (SQL).

أمثلة لبعض قواعد البيانات: MySQL و Oracle و MongoDB و PostgreSQL و SQL Server وما إلى ذلك.

لماذا نستخدم قاعدة البيانات؟

هناك بعض النقاط التي يمكننا من خلالها القول بأنه يجب علينا استخدام قاعدة بيانات لإدارة بياناتنا:

• قواعد البيانات قادرة على تخزين عدد كبير من السجلات بطريقة فعالة.
• إنه أمر بسيط للغاية وسريع لتحديد موقع البيانات.
• من السهل إضافة بيانات جديدة وتعديل البيانات المتاحة أو حذفها.
• يمكن البحث عن البيانات بسهولة في قاعدة بيانات باستخدام تقنيات مثل الفهرسة والبحث الثنائي وما إلى ذلك.
• يمكن فرز البيانات بسرعة وسهولة في قاعدة بيانات.
• يمكن استيراد البيانات إلى تطبيقات أخرى بسهولة.
• قاعدة البيانات متعددة الوصول يعني أن أكثر من شخص يمكنه استخدام نفس قاعدة البيانات في نفس الوقت.
• إن أمان البيانات في قاعدة البيانات هو أكثر من أمان الملفات الورقية المادية لأن قاعدة البيانات توفر أنماط أمان إضافية للوصول المصرح به.
• تستخدم قواعد البيانات أيضًا لإدارة المعاملات. المعاملات هي مجموعة من البرامج المستخدمة لبعض الكلمات المنطقية ، وتستخدم قواعد البيانات للحفاظ على الاتساق والدقة أثناء المعاملات.

بعض المزايا الأخرى هي الوصول والتكامل والأمان الذي توفره قواعد البيانات. لهذا السبب نفضل قاعدة البيانات لتخزين البيانات.

أنواع قواعد البيانات

منذ ظهورها ، شهدت قواعد البيانات 4 تطورات رئيسية. اليوم ، قواعد البيانات العلائقية هي أكثر أنواع قواعد البيانات شيوعًا.

1 – قواعد البيانات الهرمية

جعلت برامج قواعد البيانات الأولى من الممكن تنظيم المعلومات بطريقة هرمية: كل سجل يعتمد على سجل واحد. قدمت هذه الطريقة على شكل شجرة مع تشعباتها ، وقد نجحت هذه الطريقة في القيام بالأشياء بشكل جيد للغاية مع بعض المشاريع (لإرسال الإنسان إلى القمر مع مهام أبولو على وجه الخصوص).

ولكن بسرعة ، أدت قيود التبعية القوية للغاية (سجل أصل واحد) إلى النوع الثاني من قاعدة البيانات.

2 – قواعد بيانات الشبكة

كيف نقول أن الكائن يمكن أن يحتوي على عدة كائنات رئيسية والعديد من الكائنات الفرعية؟ عندما تتخلى قواعد البيانات الهرمية ، تتولى قواعد بيانات الشبكة بشكل مرضٍ للغاية. من خلال السماح بعلاقات n-n (العديد من الآباء / العديد من الأطفال) ، تتخذ قواعد البيانات قفزة حقيقية إلى الأمام وتجعل من الممكن تقليد العالم الحقيقي بمزيد من الإخلاص. من هيكل الشجرة ، تصبح قواعد البيانات رسومًا بيانية.

هذا النوع من قواعد البيانات (الذي حصل على جائزة تورينج لمخترعه سي دبليو باشمان) يجلب قيودًا لا يستهان بها: اعتماد كبير جدًا بين البيانات والبرامج. هذا العيب يمنع نشر هذا النوع من قواعد البيانات لأكبر عدد ممكن من الناس ويقدم استبدالها.

3 – قواعد البيانات العلائقية

هذا النوع هو أشهر أنواع قواعد البيانات التي نعرفها ونمارسها اليوم. استنادًا إلى الجبر العلائقي وعمل E.F. Codd ، فإنه يجعل من الممكن تصميم أنظمة العالم الحقيقي بسهولة وبدون قيود كبيرة وإنشاء قواعد بيانات سهلة الصيانة والترقية ومستقلة عن وسيطها.

في هذا النوع من قواعد البيانات ، يتم تنظيم البيانات في جداول. لقد كانت التكنولوجيا الرئيسية في قواعد البيانات منذ الثمانينيات.

انظر التعريف الكامل لقواعد البيانات العلائقية.

4 – قواعد بيانات الكائن

وعد رائع لا يزال سريًا وموضوعًا للمختبر ، حيث توفر قواعد بيانات الكائنات أصولًا جميلة جدًا لقواعد البيانات العلائقية. الفكرة الكبيرة هنا هي السماح لقاعدة البيانات “بالهجوم” بشفافية عبر “كائناتها”. الكائنات هي مفهوم برمجي يبسط إنشاء البرامج ويجلب العديد من الفوائد لمشاريع تكنولوجيا المعلومات الكبيرة.

من خلال إضافة طبقة إضافية من التجريد إلى قواعد البيانات (مما يجعلها تظهر ككائنات يعمل بها موظفو تكنولوجيا المعلومات بالفعل) ، يتم تبسيط العمل مع قواعد البيانات. الأداة الشائعة تقريبًا لقواعد بيانات الكائنات المختلفة اليوم هي OQL (الكائن المكافئ لـ SQL).

5-قواعد البيانات القائمة على الملفات

تم تطوير قواعد البيانات المستندة إلى الملفات لأول مرة في عام 1968. تم تخزين البيانات كملف ثابت في قواعد البيانات المستندة إلى الملفات. إنها أبسط تقنيات التخزين مع قدر أقل من الأمان والإدارة. أمثلة: NTFS من Microsoft ، نظام الملفات الهرمي من Apple.

6.- قواعد البيانات الموزعة

في قاعدة البيانات الموزعة ، تنتشر البيانات عبر مواقع جغرافية متعددة لتوفير إتاحة عالية ووصول سريع. أمثلة: Apache Ignite و Apache Cassandra و Apache HBase و Amazon SimpleDB.

7- قواعد بيانات NoSQL

في هذا النوع من أنواع قواعد البيانات يتم تخزين البيانات غير المهيكلة وشبه المنظمة في قاعدة بيانات NoSQL ، أي أن قواعد بيانات No-Sql هي تلك التي لا تخزن البيانات كصفوف وأعمدة. NoSQL تعني “ليس فقط SQL”. يمكن لقاعدة بيانات NoSQL التعامل مع مجموعة واسعة من نماذج البيانات. نظرًا لأن التطبيقات عبر الإنترنت أصبحت أكثر تكرارًا وتعقيدًا ، أصبحت قواعد بيانات NoSQL شائعة بشكل متزايد. أمثلة: MongoDB و CouchDB و CouchBase

8- قواعد بيانات الرسم البياني

يمثل البيانات في شكل رسم بياني. وهي تتألف من عقد وحواف. تشير كل حافة إلى علاقة بين حافتين ، وكل عقدة تمثل كائنًا. في قاعدة بيانات الرسم البياني ، تمثل كل عقدة تعريفًا فريدًا. أمثلة الحياة الواقعية لقواعد بيانات الرسم البياني هي تطبيقات وسائط اجتماعية. تُظهر العلاقة بين البيانات المخزنة وفي تطبيقات الوسائط الاجتماعية ، تعمل خوارزميات اقتراحات الأصدقاء أيضًا على علاقات البيانات هذه. أمثلة: MarkLogic ، Microsoft SQL Server 2017.

9- قواعد البيانات مفتوحة المصدر

نظام قاعدة البيانات مفتوحة المصدر هو النظام الذي يكون كود المصدر الخاص به متاحًا للجمهور ، وقواعد البيانات هذه هي SQL أو NoSQL. يمكن للجمهور تقديم مساهمات مفتوحة المصدر لتحسين وظائف النظام ، وهي مجانية للاستخدام للجمهور العادي.

10- قواعد البيانات السحابية

تسمح لك قاعدة البيانات السحابية بتخزين وإدارة والوصول إلى منظم (عندما يمكنك تخزين البيانات في شكل صفوف وأعمدة) والبيانات غير المنظمة (حيث لا نقوم بتخزين البيانات في صفوف وأعمدة) عبر الإنترنت أو منصة سحابية.

يمكن الوصول إلى هذه المعلومات عبر الويب. نظرًا لأنها تُقدم كخدمة مُدارة ، تُعرف قواعد البيانات السحابية أيضًا باسم قاعدة البيانات كخدمة (DBaaS). أمثلة: خدمات AWS (Amazon Web Services) السحابية ، وخدمات Oracle Database Cloud Services ، ومفتاح الربط السحابي من Google.

أنظر أيضاً:

• الحوسبة السحابية
• فوائد الحوسبة السحابية

ما هي الميزة الهامة لاستخدام قاعدة البيانات؟

توفر قواعد البيانات العديد من المزايا مقارنة بأنظمة تخزين البيانات التقليدية القائمة على الملفات ، مثل أمان أفضل للبيانات ، وزيادة اتساق البيانات ، وإدارة أسهل للبيانات.

تعد قواعد البيانات أكثر أمانًا من أنظمة تخزين البيانات التقليدية القائمة على الملفات لأنها توفر ميزات أمان مضمنة ، مثل مصادقة المستخدم وتشفير البيانات. هذا يعني أن المستخدمين المصرح لهم فقط هم من يمكنهم الوصول إلى البيانات في قاعدة البيانات وأن البيانات أقل عرضة للاختراق من قبل المتسللين.

قواعد البيانات أكثر اتساقًا من أنظمة تخزين البيانات التقليدية القائمة على الملفات لأنها تفرض قواعد تكامل البيانات. هذا يعني أن البيانات الموجودة في قاعدة البيانات أكثر دقة وموثوقية ، ويمكن للمستخدمين أن يكونوا على ثقة من أن البيانات لم يتم العبث بها.

قواعد البيانات أسهل في الإدارة من أنظمة تخزين البيانات التقليدية القائمة على الملفات لأنها توفر أدوات إدارة البيانات ، مثل أدوات النسخ الاحتياطي والاستعادة لقاعدة البيانات. هذا يعني أن مسؤولي قاعدة البيانات يمكنهم بسهولة ضمان أمان البيانات الموجودة في قاعدة البيانات وأن المستخدمين يمكنهم الوصول بسهولة إلى البيانات التي يحتاجون إليها.

كيف ولأي غرض يتم استخدام قاعدة البيانات؟

قاعدة البيانات هي مجموعة من البيانات المنظمة بطريقة محددة. تُستخدم قواعد البيانات لتخزين المعلومات مثل سجلات العملاء ومعلومات المنتج ومعلومات الطلب. تستخدم قواعد البيانات لتتبع المعلومات وتسهيل استرجاعها وتحديثها.

تطور قاعدة البيانات

تطورت قاعدة البيانات من نظام الملفات المسطحة إلى الأنظمة العلائقية والعلائقية على مدار أكثر من 50 عامًا.

كانت الأنظمة الأولى التي احتفظت بالبيانات هي قواعد البيانات الملاحية ، مثل قاعدة البيانات الهرمية التي استخدمت بنية تشبه الشجرة وقاعدة بيانات الشبكة التي استخدمت نموذجًا مرنًا نسبيًا سمح بالعديد من العلاقات.

كانت هذه الأنظمة المبكرة غير مرنة ، على الرغم من بساطتها. اكتسبت قواعد البيانات العلائقية شعبية في الثمانينيات. بعد ذلك ، اكتسبت قواعد البيانات الموجهة للكائنات شعبية في التسعينيات.

تم تطوير قواعد بيانات NoSQL مؤخرًا استجابة لتوسع الإنترنت وزيادة الطلب على معالجة أسرع للبيانات غير المهيكلة.

في الوقت الحاضر ، يتم استخدام قواعد البيانات السحابية وقواعد البيانات ذاتية التوجيه لمعالجة أسرع وتخزين البيانات المستندة إلى السحابة.

ما هو نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)؟

نظام إدارة قواعد البيانات هو برنامج يدير قاعدة بيانات من خلال تخزين واسترجاع ومعالجة البيانات من قاعدة البيانات. تعد Oracle و MySQL وما إلى ذلك من أدوات DBMS المعروفة. بعض وظائف نظام إدارة قواعد البيانات هي:

• يوفر نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) واجهة لأداء الأنشطة المختلفة مثل إنشاء البيانات وحذفها وتعديلها.
• يسمح نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) للمستخدمين بتصميم قواعد البيانات التي تلبي احتياجاتهم الخاصة.
• نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) عبارة عن مجموعة من البرامج التي تستجيب لأوامر المستخدم.
• إنه يضمن سلامة قاعدة البيانات من خلال توفير أنماط الأمان مثل حماية كلمة المرور والتحقق منها لضمان الوصول إلى المستخدمين المصرح لهم فقط.
• يمكن استخدامه بسهولة باستخدام الاستعلامات.

الأسئلة الشائعة

بعد أن تطرقنا إلى أشهر أنواع قواعد البيانات، لنجب على بعض الأسئلة حولها.