پایگاه داده چیست + کاربرد و انواع Database

به گزارش ایمنا، در علوم کامپیوتر، داده (Data) مجموعه‌ای از اطلاعات است که به قالبی بهینه و مناسب برای انتقال یا پردازش تبدیل شده‌اند. در حقیقت، امکان استفاده از داده‌ها به صورت‌های مختلفی از جمله متن، عدد، رسانه، بایت و سایر موارد وجود دارد. واژه Data از کلمه Datum برگرفته شده که به معنی یک تکه اطلاعات است. داده‌ها در دو نوع رابطه‌ای (Relational) و غیر رابطه‌ای (Non-relational) گروه‌بندی می‌شوند. اغلب اپلیکیشن‌های مدرن حجم وسیعی از هر دو نوع داده‌ها را مورد استفاده قرار می‌دهند. داده‌های رابطه‌ای به نوعی از دیتا گفته می‌شود که به سایر عناصر داده‌ها مرتبط هستند. در حالی که داده‌های غیر رابطه‌ای منحصراً به سایر داده‌ها ارتباطی ندارند و معمولاً دارای مقادیر رشته‌ای هستند.

تکامل پایگاه داده

پایگاه‌های داده از زمان پیدایش در اوایل دهه ۱۹۶۰ به طور چشمگیری تکامل یافته‌اند. پایگاه داده‌های ناوبری مانند پایگاه داده سلسله مراتبی (که بر یک مدل درخت مانند تکیه داشت و فقط یک رابطه یک به چند را مجاز می‌دانست) و پایگاه داده شبکه (یک مدل انعطاف‌پذیرتر که اجازه چندین رابطه را می‌داد) سیستم‌های اصلی بودند که برای ذخیره سازی استفاده می‌شدند و دست‌کاری داده‌ها اگرچه ساده بود، اما این سیستم‌های اولیه انعطاف ناپذیر بودند. در دهه ۱۹۸۰ پایگاه داده‌های رابطه‌ای محبوب شدند و به دنبال آن پایگاه‌های داده شی‌ء گرا در دهه ۱۹۹۰ قرار گرفتند. اخیراً، پایگاه‌های داده NoSQL به عنوان پاسخی به رشد اینترنت و نیاز به سرعت و پردازش سریع‌تر داده‌های بدون ساختار پدید آمدند. امروزه، پایگاه‌های داده ابری و خودران، در جهت طریقه مدیریت، ذخیره سازی، استفاده و جمع‌آوری اطلاعات در حال رشد و پیشرفت هستند.

انواع پایگاه داده‌ها

• پایگاه‌های داده توزیع شده: پایگاه داده توزیع شده نوعی پایگاه داده است که از پایگاه داده مشترک و اطلاعات گرفته شده توسط رایانه‌های محلی کمک می‌گیرد. در این نوع سیستم پایگاه داده، داده‌ها در یک مکان نیستند و در سازمان‌های مختلف توزیع می‌شوند.

• پایگاه‌های داده رابطه‌ای: این نوع پایگاه داده روابط پایگاه داده را به صورت جداول تعریف می‌کند. به عنوان مثال این پایگاه داده در سیستم RDBMS شامل MySQL، Oracle و پایگاه داده Microsoft SQL Server وجود دارد.‌

• پایگاه‌های داده شیء گرا: این نوع پایگاه داده رایانه‌ای از ذخیره انواع داده‌ها پشتیبانی می‌کند. داده‌ها به صورت اشیا ذخیره می‌شوند. اشیایی که باید در پایگاه داده نگهداری شوند دارای ویژگی‌ها و روش‌هایی هستند که مشخص می‌کند با داده‌ها چه کاری انجام شود.

• پایگاه داده متمرکز: این پایگاه داده یک مکان متمرکز است و کاربران از پس زمینه‌های مختلف می‌توانند به این داده‌ها دسترسی پیدا کنند. برای مثال پایگاه داده‌های رایانه، روش‌های کاربردی را ذخیره می‌کنند که به کاربران کمک می‌کند حتی از یک مکان از راه دور به داده‌ها دسترسی پیدا کنند.

• پایگاه داده‌های منبع باز: این نوع پایگاه داده اطلاعات مربوط به عملیات را ذخیره می‌کند. این مهم عمدتاً در زمینه بازاریابی، روابط کارمندان و خدمات به مشتری مورد استفاده قرار می‌گیرد.

• پایگاه‌های داده ابری: یک پایگاه داده ابری برای محیط مجازی بهینه‌سازی یا ساخته شده است. بسیاری از مزایای یک پایگاه داده ابر وجود دارد که برخی از آنها می‌توانند هزینه ذخیره‌سازی و پهنای باند را پرداخت کنند. همچنین مقیاس پذیری بر اساس تقاضا، همراه با قابلیت دسترسی بالا را ارائه می‌دهد.

• انبارهای داده: انبار داده ترجمه عبارت Data Warehouse است که به منظور تسهیل تصمیم‌گیری و پیش‌بینی بر اساس داده‌ها برای یک شرکت طراحی می‌شود. به بیان واضح‌تر انبار داده یک سیستم اطلاعاتی است که شامل داده‌های تاریخی و مبادله‌ای از منابع منفرد یا چندگانه است. مفهوم انبار داده روند گزارشگری و تجزیه و تحلیل سازمان را ساده می‌کند.

• نواس‌کیوال (NoSQL): پایگاه داده نواس‌کیوال برای مجموعه گسترده‌ای از داده‌های توزیع شده استفاده می‌شود. زمانی که چند مشکل عملکرد داده‌های بزرگ وجود دارد که به طور مؤثر توسط پایگاه‌های داده رابطه‌ای برطرف می‌شوند، از این پایگاه داده استفاده می‌شود. این نوع از پایگاه داده برای رایانه‌ها در تجزیه و تحلیل داده‌های بدون ساختار در ابعاد بزرگ بسیار کارآمد است.

• پایگاه داده نموداری: یک پایگاه داده نمودار گرا از تئوری نمودار برای ذخیره، نقشه‌برداری و روابط پرس و جو استفاده می‌کند. این نوع از پایگاه داده‌های رایانه بیشتر برای تجزیه و تحلیل اتصالات استفاده می‌شود. به عنوان مثال، یک سازمان می‌تواند از یک بانک اطلاعاتی نمودار برای استخراج اطلاعات مربوط به مشتریان از رسانه‌های اجتماعی استفاده کند.

• پردازش معاملات آنلاین (OLTP): پردازش معاملات آنلاین نوع دیگری از انبار داده است که قادر به پردازش سریع پرس و جو و حفظ یکپارچگی داده‌ها در محیط‌های چند دسترسی است. این مهم تنها برای استفاده در معاملات کوچک مانند خریدهای روزانه یا استفاده از خودپردازها طراحی شده است.

• پایگاه داده شخصی: از یک پایگاه داده شخصی برای ذخیره داده‌ها در رایانه‌های شخصی استفاده می‌شود که کوچک‌تر و به راحتی قابل کنترل هستند. داده‌ها بیشتر توسط همان بخش شرکت استفاده می‌شود و گروه کوچکی از افراد به آنها دسترسی دارند.

• پایگاه داده چند مدلی: پایگاه داده چند مدلی نوعی سیستم عامل پردازش داده است که از چندین مدل داده پشتیبانی می‌کند که نحوه دانش و اطلاعات خاصی را در یک پایگاه داده باید سازماندهی و ترتیب دهد.

• پایگاه داده مدارک یا جیسون (JSON) این پایگاه از عبارت JavaScript Object Notation گرفته شده است. در یک پایگاه داده مدارک مدار، داده‌ها در مجموعه اسناد نگهداری می‌شوند، معمولاً با استفاده از قالب‌های XML ، JSON ، BSON یک رکورد می‌تواند به همان اندازه که می‌خواهید داده را در هر نوع داده (یا انواع) دلخواه ذخیره کنید.

• پایگاه داده سلسله مراتبی: این نوع پایگاه داده از رابطه والدین و فرزندان برای ذخیره اطلاعات استفاده می‌کند. ساختار آن مانند درختی است که گره‌هایی نشان دهنده سوابق و شاخه‌های نمایانگر زمینه‌ها هستند. رجیستری ویندوز ( که در ویندوز XP استفاده می‌شود) یک مثال پایگاه داده سلسله مراتبی است.

• پایگاه داده شبکه: این نوع پایگاه از روابط بسیاری پشتیبانی می‌کند. معمولاً منجر به ساختارهای پیچیده پایگاه داده می‌شود. RDM Server نمونه‌ای از سیستم مدیریت پایگاه داده است که مدل شبکه را پیاده سازی می‌کند.

اجزا اصلی دیتابیس

سخت افزار: سخت افزار از دستگاه‌های فیزیکی و الکترونیکی مانند رایانه‌ها، دستگاه‌های ورودی / خروجی، دستگاه‌های ذخیره سازی و غیره تشکیل شده است. این تجهیزات رابط بین رایانه‌ها و سیستم‌های دنیای واقعی هستند.

نرم افزار: نرم افزار شامل برنامه‌هایی است که برای مدیریت و کنترل دیتابیس استفاده می‌شود که شامل خود نرم افزار پایگاه داده، سیستم عامل و نرم افزار شبکه ای است که برای به اشتراک گذاشتن داده‌ها در بین کاربران و برنامه‌های کاربردی برای دسترسی به داده‌ها در پایگاه داده استفاده می‌شود.

داده‌ها: داده‌ها خام و غیر سازمان یافته هستند که برای معنادار شدن نیاز به پردازش دارند. داده‌ها می‌توانند در عین سادگی سازماندهی نشده باشند. به طور کلی، داده‌ها شامل حقایق، مشاهدات، ادراکات، اعداد، نویسه‌ها، نمادها، تصاویر و غیره هستند.

روش : روش مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها و قوانینی است که به شما در استفاده از DBMS کمک می‌کند. این در حال طراحی و اجرای پایگاه داده با استفاده از روش‌های مستند است که به شما امکان می‌دهد کاربرانی را که آن را اداره و مدیریت می‌کنند راهنمایی کنید.

زبان دسترسی به دیتابیس: از زبان دسترسی به دیتابیس برای دسترسی به داده‌های داخل دیتابیس، وارد کردن داده‌های جدید، به‌روزرسانی داده‌های موجود یا بازیابی اطلاعات مورد نیاز از DBMS استفاده می‌شود. با استفاده از این زبان، کاربر برخی از دستورات خاص را در پلتفرم دسترسی به دیتابیس می‌نویسد و آن‌ها را به پایگاه داده ارسال می‌کند.

سیستم مدیریت پایگاه داده چیست؟

سیستم‌های مدیریت دیتابیس (Database Management System) سیستم‌های نرم افزاری خاصی هستند که برای ذخیره، بازیابی و اجرای کوئری های مختلف روی اطلاعات به کار می‌روند. به بیان ساده، سیستم مدیریت دیتابیس به عنوان یک واسط میان کاربر و دیتابیس، مورد استفاده قرار می‌گیرد. DBMS به کاربران این امکان را می‌دهد که عمل ایجاد، خواندن، بروز رسانی و حذف اطلاعات را در پایگاه داده به راحتی انجام دهند.

سیستم‌های مدیریت دیتابیس امنیت اطلاعات را در database ایجاد می‌کنند. امکان ثبت، نمایش، ویرایش و حذف اطلاعات را فراهم می‌کنند. یکی از ویژگی‌های مهم این سیستم‌ها، حفظ ساختار اطلاعات در تمام مراحل انجام عملیات‌های مختلف بر روی دیتابیس است. برای مثال، لیست قیمت اجناس را دقیقاً روبروی نام آن محصول نمایش می‌دهد و هیچکدام جابجا نمی‌شود. طراحی database به شکلی است که اطلاعات به صورت بهینه بر روی آن ذخیره شوند.