مكونات قواعد البيانات هي جميع العناصر التي تتكامل فيما بينها لتشكل نظاماً أساسياً لتنظيم وتخزين وتحين قواعد البيانات. وتتكون من شق برمجي وشق مادي الذي يمثل الأجهزة.
فهرس
نبدة حول قواعد البيانات
لم يعد سرا في نظامنا البيئي الحالي أن البيانات هي أحد العناصر الحيوية للشركة. مدمجة في قلب العملية الإستراتيجية لأي هيكل ، فهي موضوع عملية تطوير متزايدة باستمرار.
يدفع تسريع التحول الرقمي ، وبالتوازي مع تطوير أعمال البيانات الضخمة ، الشركات لإيجاد نظام الإدارة الأنسب لإدارة هذه الأحجام من البيانات.
أصبحت قواعد البيانات ، التي تجعل من الممكن تخزين البيانات الجماعية وإدارتها وتأمينها ، موجودة في كل مكان في الشركات ، مع استخدامات متنوعة بشكل متزايد.
لمحة موجزة عن قواعد البيانات المختلفة التي ظهرت حتى الآن ، وتطورها وخصائصها ، فضلاً عن الفرص التي تمثلها من حيث التوظيف.
قبل أن نتطرق إلى مكونات قواعد البيانات، لنتعرف على ما هي قاعدة البيانات أولا.
تعريف قاعدة البيانات
قاعدة البيانات هي مجموعة رقمية من المعلومات التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر الوصول إليها. يمكن تنظيم المعلومات في قاعدة البيانات بطرق مختلفة ، لكن معظم قواعد البيانات تستخدم الجداول لتخزين البيانات. تشبه الجداول طريقة تنظيم المعلومات في جدول بيانات. يمثل كل صف في الجدول سجلاً ، ويمثل كل عمود حقلاً.
هناك العديد من أنواع قواعد البيانات ، ولكن النوع الأكثر شيوعًا هو قاعدة البيانات العلائقية. في قاعدة البيانات العلائقية ، يتم تنظيم البيانات في جداول ، ويرتبط كل جدول بجداول أخرى في قاعدة البيانات. يتم تحديد العلاقات بين الجداول بواسطة مصمم قاعدة البيانات ، وعادةً ما تستند إلى كيفية استخدام البيانات.
يمكن استخدام قواعد البيانات لتخزين البيانات من أي نوع ، ولكن غالبًا ما يتم استخدامها لتخزين المعلومات التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر الاستعلام عنها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام قاعدة بيانات لتخزين معلومات حول العملاء والأوامر والمنتجات وما إلى ذلك.
ما هي قواعد بيانات الكمبيوتر؟
قاعدة البيانات الكمبيوتر هي مجموعة من البيانات التي يمكن لأجهزة الكمبيوتر الوصول إليها. يتم تنظيم البيانات بطريقة يسهل العثور عليها واستخدامها.
تُستخدم قواعد البيانات لتخزين المعلومات مثل سجلات العملاء ومعلومات المنتج ومعلومات الطلب. يتم استخدامها أيضًا لتخزين الصور ومقاطع الفيديو وأنواع البيانات الأخرى.
ما هي مكونات قواعد البيانات ؟
مكونات قواعد البيانات خمسة وهي:
الأجهزة: تشير الأجهزة إلى الأجهزة المادية والإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر والأقراص الصلبة التي توفر واجهة بين أجهزة الكمبيوتر وأنظمة العالم الحقيقي.
البرامج: البرنامج عبارة عن مجموعة من البرامج المستخدمة لإدارة قاعدة البيانات والتحكم فيها وتتضمن برنامج قاعدة البيانات ونظام التشغيل وبرامج الشبكة المستخدمة لمشاركة البيانات مع مستخدمين آخرين والتطبيقات المستخدمة للوصول إلى البيانات.
البيانات: البيانات هي حقائق أولية ومعلومات يجب تنظيمها ومعالجتها لجعلها أكثر فائدة. تُستخدم قواميس قواعد البيانات لمركزية استخدام البيانات داخل المؤسسة وتوثيقها والتحكم فيها وتنسيقها. قاعدة البيانات هي مستودع للمعلومات حول قاعدة البيانات (وتسمى أيضًا بيانات التعريف).
الإجراءات: تشير الإجراءات إلى التعليمات المستخدمة في نظام إدارة قاعدة البيانات وتشمل كل شيء بدءًا من التعليمات إلى الإعداد والتثبيت وتسجيل الدخول والخروج وإدارة العمليات اليومية وأخذ نسخ احتياطية من البيانات وإنشاء التقارير.
لغة الوصول إلى قاعدة البيانات: لغة الوصول إلى قاعدة البيانات هي لغة تستخدم لكتابة أوامر للوصول إلى البيانات المخزنة في قاعدة بيانات وتحديثها وحذفها. يمكن للمستخدمين كتابة أوامر باستخدام لغة الوصول إلى قاعدة البيانات قبل إرسالها إلى قاعدة البيانات للتنفيذ. من خلال استخدام اللغة ، يمكن للمستخدمين إنشاء قواعد بيانات وجداول وإدخال بيانات وحذف بيانات جديدة.
قواعد البيانات الرئيسية وتطوراتها
قاعدة البيانات الهرمية
هذه هي أولى برامج قواعد البيانات. تم تنظيم قواعد البيانات الهرمية على شكل شجرة لها تشعباتها الخاصة ، مما جعل من الممكن تنظيم المعلومات بطريقة تشبه الشجرة.
يتوافق العيب الرئيسي في هذا النوع من قواعد البيانات مع نقطة الوصول الفريدة الخاصة بهم: كل سجل يعتمد على سجل واحد ، وأي بحث عن البيانات يتطلب اجتياز التسلسل الهرمي بأكمله. من الواضح أن هذا جعل معالجة البيانات والبحث عنها طويلة ومملة.
هذا هو السبب في أن هذا النوع الأول من قواعد البيانات تطور بسرعة إلى ما يسمى بقاعدة بيانات “الشبكة”.
قاعدة بيانات الشبكة
يسمح هذا التطور الأول لقاعدة البيانات الهرمية بعلاقات n-m (أي العديد من الجدور/ العديد من الفروع، على عكس قاعدة البيانات الهرمية التي تضم أحد الوالدين فقط).
ثم يصبح هيكل الشجرة هيكل “رسم بياني” ويجعل من الممكن إنشاء ارتباطات بين جميع السجلات.
ومع ذلك ، يظل هذا النوع من قواعد البيانات محدودًا أيضًا ، بسبب الاعتماد الشديد جدًا بين البيانات والبرامج: الالتزام بمعرفة مسار الوصول إلى البيانات للوصول إليها.
وبالتالي ، يمنع هذا التقييد توزيع قاعدة البيانات على أكبر عدد ممكن من الأشخاص ، وبالتالي يؤدي إلى تطور ثانٍ نحو قاعدة البيانات الأكثر استخدامًا حاليًا.
قاعدة البيانات العلائقية
هذا هو النوع الأكثر شيوعًا من قواعد البيانات اليوم. استنادًا إلى الجبر العلائقي ، فقد أصبح “المعيار” في علوم الكمبيوتر على مدار الثلاثين عامًا الماضية.
يجعل من الممكن إنشاء قواعد بيانات يسهل إدارتها وتطويرها ، بغض النظر عن وسيطها.
البيانات ، هذه المرة ، منظمة في جداول ، وأكثر عملية من حيث الوصول.
قاعدة البيانات الشيئية
هذا النوع من قواعد البيانات غير موجود رسميًا بعد ويظل حاليًا في مرحلة “موضوع المختبر”.
الفكرة الرئيسية لهذا التطور لقاعدة البيانات العلائقية هي التعامل مع قاعدة البيانات بشفافية عبر “كائناتها”. في البرمجة ، الكائن هو مفهوم يبسط إنشاء البرامج وبالتالي تحسين برامج الكمبيوتر.
لغات قاعدة البيانات
يوفر نظام إدارة قواعد البيانات لغة مناسبة للمستخدمين للمساعدة في الاستعلام عن قواعد البيانات والتحديثات. يقوم بشكل أساسي بإنشاء قاعدة البيانات والحفاظ عليها. بعض الأمثلة على لغات قاعدة البيانات هي SQL و Oracle و dBase و MS Access و FoxPro وما إلى ذلك.
يتم تقسيم لغات قاعدة البيانات بشكل شائع إلى لغة تعريف البيانات (DDL) ولغة التحكم في البيانات (DCL) ولغة معالجة البيانات (DML) ولغة التحكم في المعاملات ( TCL).
- لغة تعريف البيانات (DDL): تساعد في تحديد البيانات وعلاقتها بأنواع البيانات الأخرى وإنشاء قواعد البيانات والملفات والجداول وقواميس البيانات داخل قواعد البيانات
- لغة التحكم في البيانات (DCL): تتحكم في الوصول إلى البيانات وقاعدة البيانات
- لغة معالجة البيانات (DML): تدعم عمليات معالجة البيانات الأساسية مثل السماح للمستخدمين بإدراج البيانات واستردادها وتحديثها وحذفها من قاعدة البيانات
أمثلة على قاعدة البيانات
أمثلة قليلة من قاعدة البيانات هي:
- Microsoft SQL Server – SQL Server ، الذي طورته Microsoft ، هو نظام إدارة قواعد بيانات علائقية. إنه مبني على SQL ، لغة الاستعلام القياسية لأنظمة إدارة قواعد البيانات.
- Oracle Database – تم تطوير Oracle Database بواسطة Oracle Corporation ، وهي تستند إلى نظام إدارة قواع البيانات متعدد النماذج. يستخدم على نطاق واسع عند معالجة المعاملات عبر الإنترنت.
- MySQL – استنادًا إلى لغة الاستعلام الهيكلية (SQL) ، يعد MySQL نظامًا لإدارة قواعد البيانات العلائقية. يتم استخدامه في منصات التجارة الإلكترونية وتخزين البيانات وما إلى ذلك. ويستخدم على نطاق واسع كنظام إدارة قاعدة بيانات الويب.
- IBM Db2 – يعد Db2 من آي بي إم نظامًا لإدارة قواعد البيانات العلائقية تم تطويره بواسطة شركة IBM. إنه مصمم لتحليل وتخزين واسترجاع البيانات بكفاءة.
- PostgreSQL – نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية مفتوح المصدر ، Postgre مجاني للاستخدام. يستخدم على نطاق واسع لتخزين البيانات.
مزايا نظام إدارة قواعد البيانات
- يتم تخزين البيانات بطريقة أكثر إتقانًا وبالتالي ، يمكن تخزين المزيد من البيانات.
- يعد نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) نظامًا أساسيًا آمنًا للغاية بحيث يمكن أيضًا تخزين البيانات السرية وعالية الخطورة والوصول إليها بأمان.
- يجعل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) معالجة البيانات أمرًا بسيطًا للغاية.
- يتم تقليل عدم تناسق البيانات بشكل كبير من خلال نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) المصمم جيدًا.
- يمكن الوصول إلى البيانات بسرعة.
عيوب نظام إدارة قواعد البيانات
عادةً ما تكون صيانة البرامج والأجهزة المطلوبة لنظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) باهظة الثمن.
كلما زادت البيانات التي يتم إدخالها في نظام إدارة قواعد البيانات ، زادت مساحة القرص التي تشغلها.
قد يبدو استخدام DBMS صعبًا للغاية بالنسبة لشخص من خلفية غير تقنية.
نظرًا لأنه يتم تخزين جميع البيانات في نظام DBMS واحد ، في حالة فشل البرنامج ، يمكن فقد جميع بيانات المؤسسة.
قواعد البيانات على الويب
تعتمد معظم مواقع الويب على نوع من قواعد البيانات لتنظيم البيانات وتقديمها للمستخدمين. عندما يستخدم شخص ما وظائف البحث على هذه المواقع ، يتم تحويل مصطلحات البحث الخاصة بهم إلى استعلامات لمعالجتها خادم قاعدة البيانات. عادةً ما تقوم البرامج الوسيطة بتوصيل خادم الويب بقاعدة البيانات.
يتيح التواجد الواسع لقواعد البيانات استخدامها في أي مجال تقريبًا ، بدءًا من التسوق عبر الإنترنت وحتى الاستهداف الدقيق لقطاع الناخبين كجزء من حملة سياسية. طورت صناعات مختلفة معاييرها الخاصة لتصميم قواعد البيانات ، من النقل الجوي إلى تصنيع المركبات.
ما هي مكونات قواعد البيانات العلائقية ؟
قواعد البيانات هي أنظمة محوسبة تجمع البيانات وتخزنها بحيث يمكن الرجوع إليها من خلال روابط للبيانات ذات الصلة داخل المجموعة وكذلك المعلومات ذات الصلة في قواعد البيانات الأخرى. هناك العديد من أغراض وأنواع قواعد البيانات. تعد قواعد البيانات العلائقية من أكثر القواعد شيوعًا.
على سبيل المثال ، قواعد بيانات إدارة علاقات العملاء (CRM) ، التي تدير العملاء المتوقعين للمبيعات ، وسجلات العملاء ، والإدارة والفواتير ، هي قواعد بيانات علائقية.
الجداول
في قاعدة البيانات العلائقية ، يكون الجدول هو نفسه السجل ، وهو مكون البيانات الأساسي. وهي تتألف من مجموعة من الحقول المتشابهة في كل جدول أو سجل ، مثل الاسم والعنوان والمنتج الخاص بالعميل. تحدد قواعد البيانات العلائقية أيضًا كيفية عمل الجداول.
على سبيل المثال ، تتحكم قواعد البيانات العلائقية في كيفية تقديم البيانات على الشاشة وتنظيمها للإخراج – التي تمليها لغة الاستعلام وتعريف البيانات – وحتى مقدار المعلومات التي يمكن تخزينها في حقل معين.
الصفوف
تبدو جداول قاعدة البيانات العلائقية إلى حد كبير مثل جدول بيانات Excel عند رسمها كمرجع مرئي. تمثل الصفوف الموجودة في كل جدول قاعدة بيانات قيمًا متسلسلة حيث ترتبط القيمة الموجودة في الصف 1 أ ، على سبيل المثال ، بالقيم الموجودة في جميع الحقول الأخرى في الصف 1. نوع القيمة في الصف 1 أ ، أي الاسم جون سميث ، هو نفس النوع من القيمة كما هو الحال في جميع الصفوف الأخرى في العمود A.
يمثل كل صف مجموع البيانات لسجل كامل أو فئة فرعية لسجل ، مثل معلومات الاتصال بالعميل التي قد تتضمن عنوان John Smith ورقم الهاتف وعنوان البريد الإلكتروني.
الأعمدة
الأعمدة في جدول قاعدة البيانات العلائقية هي ميزات تحكم ؛ يمثل كل عمود حقلاً من البيانات يحدث باستمرار في كل سجل أو جدول في جميع أنحاء قاعدة البيانات. على سبيل المثال ، في التمثيل المرئي لقاعدة بيانات CRM النموذجية ، سيكون للأعمدة رؤوس مثل “الاسم” و “العنوان” و “الهاتف” و “البريد الإلكتروني”. أسماء الأعمدة هذه هي أسماء حقول البيانات التي تحدث في كل سجل.
المفاتيح الأساسية
المفاتيح الأساسية هي علامات تعريف لكل صف من البيانات. يختلف المفتاح الأساسي لكل سجل في قاعدة البيانات العلائقية ؛ يجب أن يكون فريدًا ويجب أن يكون موجودًا (بمعنى آخر ، لا يمكن أن يكون “فارغًا”). في قاعدة بيانات CRM ، قد يكون هذا المفتاح الأساسي رقمًا مخصصًا للعميل أو يكون معرفًا فريدًا مثل رقم الضمان الاجتماعي الخاص بها. تُستخدم المفاتيح الأساسية للاستعلامات داخل قاعدة البيانات العلائقية ولكن ليس للاستعلامات الخاصة بقواعد البيانات الخارجية.
مفاتيح خارجية
تسمح المفاتيح الخارجية بالبحث عن البيانات ومعالجتها بين جدول قاعدة البيانات الأساسي وقواعد البيانات الأخرى ذات الصلة. في نموذج CRM ، قد تكون هناك قاعدة بيانات لأنواع المنتجات ، تسرد الشركات المصنعة لأدوات مختلفة. سيتم تعيين مفتاح خارجي لكل نوع عنصر واجهة مستخدم يسمح لمستخدم CRM بإجراء بحث لتحديد ما إذا كان عميل معين هو أحد الشركات المصنعة له.
على سبيل المثال ، قد يتم تعيين المفتاح الخارجي لـ “1” لفئة عنصر واجهة المستخدم تسمى “X” ، ولها العديد من الفئات الفرعية مصنفة أبجديًا. يُظهر البحث عن المفتاح الخارجي 1 عدد العناصر الموجودة في الفئة X ، وعندما يتم عرض عنصر ما ، يعرض السجل تسمية الفئة الخاصة به.
الأسئلة الشائعة
ما قواعد البيانات الهرمية ؟
في نموذج نظام إدارة قاعدة البيانات الهرمية (نظم إدارة قواعد البيانات الهرمية) ، يتم تخزين البيانات في عقدة علاقة بين الوالدين والأبناء. في قاعدة البيانات الهرمية ، بالإضافة إلى البيانات الفعلية ، تحتوي السجلات أيضًا على معلومات حول مجموعات علاقات الوالدين / الأطفال.
في نموذج قاعدة البيانات الهرمية ، يتم تنظيم البيانات في بنية تشبه الشجرة. يتم تخزين البيانات في شكل مجموعة من الحقول حيث يحتوي كل حقل على قيمة واحدة فقط. ترتبط السجلات ببعضها البعض عبر روابط في علاقة بين الوالدين والأبناء. في نموذج قاعدة البيانات الهرمية ، يكون لكل سجل فرعي أصل واحد فقط. يمكن للوالد أن ينجب أكثر من طفل.
لاسترداد بيانات الحقل ، نحتاج إلى اجتياز كل شجرة حتى يتم العثور على السجل.
تم تطوير هيكل نظام قاعدة البيانات الهرمية بواسطة IBM في أوائل الستينيات. في حين أن الهيكل الهرمي بسيط ، إلا أنه غير مرن بسبب العلاقة بين الوالدين والطفل. تستخدم قواعد البيانات الهرمية على نطاق واسع لبناء تطبيقات عالية الأداء والتوافر عادة في الصناعات المصرفية والاتصالات.
يعد نظام إدارة معلومات IBM (IMS) وسجل Windows مثالين شائعين لقواعد البيانات الهرمية.
ما هي مكونات قواعد البيانات الخمسة؟
المكونات الخمسة الرئيسية لقاعدة البيانات هي الأجهزة والبرامج والبيانات والإجراءات ولغة الوصول إلى قاعدة البيانات.