شرح مبسط لقواعد البيانات وأنواعها .. وما هي طرق إدارتها؟

تعتبر قواعد البيانات من أهم الأدوات التي تستخدمها أي شركة أو حتى لو كانت غير تجارية. إنها القلب النابض لتخزين البيانات وإدارتها والاستعلام عنها لاسترداد المعلومات المفيدة.

في هذا المقال إن شاء الله ستتعرفون على ماهية قاعدة البيانات. ما هي أنواع قواعد البيانات وما هي مزايا وعيوب كل منها؟ كيف تختار أفضل نوع عند تصميم قاعدة بيانات لمؤسسة .وما هو برنامج إدارة Database وما هي مميزاته؟ ستتعرف كذلك على أفضل طريقة لتحميل بياناتك.

ما هي قاعدة البيانات؟

قاعدة البيانات هي طريقة لحفظ البيانات بطريقة منظمة.كما يسمح لك بإجراء العمليات عليها. وهذه العمليات هي البحث ، التحديث ، الإدراج ، الحذف ، إلخ.

وبالنظر إلى قائمة المعلومات لفصل من 30 طالبًا ، من السهل البحث عن طالب وتحديث البيانات . ولكن ليس عند التعامل مع قائمة معلومات الطالب للمدرسة بأكملها.

نعم ، كلما زادت البيانات التي يجب عليك التعامل معها. ستزداد الحاجة إلى تنظيم هذه البيانات وتسهل الوصول إلى هذه البيانات وتعديلها بدلاً من تركها عشوائية وغير منظمة.

تعرف على أنواع قواعد البيانات

تتطور أنواع كثيرة من قواعد البيانات مع زيادة كمية البيانات ، وتغير الإجراءات المطلوبة لمعالجتها ، وتطور طرق التخزين المتاحة. تعرف في هذا القسم على مجموعة Database المتاحة من الطراز أو النوع الأكثر شيوعًا:

1- قاعدة بيانات هرمية:

تعد قواعد البيانات الهرمية حاليًا واحدة من أبسط أنواع القواعد وأقلها استخدامًا ، وهي نوع من بنية البيانات الهرمية التي تعتمد على تكوين شجرة مقلوبة تتكون من جذور وعقد وفروع. وقد تشبه علاقة قاعدة البيانات مع الطفل. يمكن أن يكون للوالد عدة أطفال ، لكن كل طفل هو طفل من أحد الوالدين.

في الصورة أعلاه يمكن القول أن  COLLEGE هو الوالد .أما DEPARTMENT فهو الابن.

يعد هذا النوع من قواعد البيانات من أقدم أنواع Database وغالبًا ما يكون قديمًا كما كان من قبل . كما يمكن رؤية تمثيله في أنظمة إدارة الملفات مع مجلد رئيسي به مجلدات فرعية متعددة.حيث يمكن أن يحتوي كل مجلد على ملفات متعددة.

مع تطور أنظمة البيانات وزيادة أحجامها وعلاقاتها ، لا توفر قواعد البيانات الهرمية الكفاءة اللازمة لأنها لا تدعم العلاقات المتعددة بين البيانات.

علاوة على ذلك ، من الصعب تغييرها دون تغيير بنية البيانات.وذلك لضرورة التحرك بالكامل لأعلى أو لأسفل من خلال قاعدة البيانات عند إجراء العمليات على البيانات.

2- قاعدة بيانات الشبكية:

هذا النوع من قواعد البيانات هو تطور لقواعد البيانات الهرمية ويسمى أحيانًا نموذج الشبكة. لقد عمل هذا النموذج على إصلاح أوجه القصور في النظام الهرمي. خاصة فيما يتعلق بمرونة العلاقة. على سبيل المثال ، في نموذج الشبكة .كما يمكن أن يكون للطفل (العقدة) عدة آباء.

يخبرنا اسم النموذج أن العلاقات بين البيانات في شكل شبكات.كما يمكن أن تشير العناصر الموجودة في نموذج الشبكة إلى عدة عناصر أخرى وأن يُشار إليها. عنصر واحد.

بالرغم من أن هذا النموذج يصلح بعض أوجه القصور في النموذج الهرمي. ومع ذلك ، فقد كان له عيوبه ، لا سيما صعوبة استخدام البيانات والحفاظ عليها من خلالها ، ولم يكن الحل الأمثل لمشكلة المرونة لDatabase الهرمية.

3- قاعدة البيانات العلائقية:

هذا النوع هو أحد أكثر أنواع قواعد البيانات شيوعًا ، وكما يوحي الاسم ، ترتبط البيانات معًا في جداول وكل جزء من المعلومات في هذا النوع من Database مرتبط بجزء آخر من المعلومات. لديه معرف فريد بطريقة متسقة وفي نفس الوقت في شكل سجل خاص.

تتكون قاعدة البيانات العلائقية من:

1. الصفوف: يُسمى أيضًا السجل ، ويحتوي على بيانات لمعرف معين. (الاسم – العمر – الجنس … الخ).
2. الأعمدة: تسمى أيضًا السمات ، وتحتوي على سمة واحدة لكل معرّف (اسم).
3. المعرّف الفريد: يُعرف أيضًا بالمفتاح KEY ، ويسمح بالوصول إلى سمة سجل معينة.

يتميز هذا النوع من قواعد البيانات بسهولة تخزين البيانات وإجراء التصفية واستخراج بيانات محددة .كذلك دقة المعلومات المتاحة عند إجراء الاستعلامات داخل قاعدة البيانات.

4- قواعد البيانات غير العلائقية:

يسمى هذا النوع من قواعد البيانات أيضًا قاعدة بيانات NoSQL. هذا هو عكس النوع السابق من قاعدة البيانات العلائقية حيث لا يتم تخزين البيانات في شكل جداول. كما يعتبر هذا النوع من Database مثاليًا لمعالجة كميات كبيرة من البيانات وإنشاء التطبيقات القائمة على الحوسبة السحابية.

كما يمكن تخزين البيانات في قواعد البيانات غير العلائقية بعدة طرق:

مستند قاعدة بيانات – Document databases

يتم تخزين البيانات في شكل مستند ، مثل تخزين البيانات القائمة على الكائن باستخدام JavaScript (JSON) ، حيث يحتوي كل مستند على حقول وقيم.

مخزن عمود عريض –  Wide-column stores

يتم تخزين البيانات في جداول ديناميكية وصفوف وأعمدة.

قاعدة بيانات الرسم البياني – Graph database

في ذلك ، يتم تخزين البيانات في شكل عقد وحواف. يتم تخزين البيانات في العقد وتكون علاقات البيانات عند الحواف.

5- قاعدة البيانات السحابية:

تعد قواعد البيانات السحابية واحدة من أكثر أنواع Database شيوعًا بسبب الاعتماد المتزايد على الخدمات السحابية للعديد من الميزات التي توفرها.

ويتمثل الاختلاف الرئيسي بين هذه القواعد في أنه يتم تخزينها وإدارتها عبر السحابة ، وهذا النوع يدعم كلاً من قواعد البيانات العلائقية وغير العلائقية.

الميزة الأكثر أهمية التي يوفرها هذا النوع من Database هي القدرة على الوصول بسهولة إلى البيانات من أي مكان باستخدام واجهة الويب أو واجهة برمجة التطبيقات. أيضًا ، المرونة في تغيير حجم مساحة التخزين السحابية المستخدمة لتخزين قاعدة البيانات مع تغير حجمها ، دون المخاطرة بفقدان البيانات لأي سبب من الأسباب لوظائف النسخ الاحتياطي المختلفة للخادم.

كل هذه الميزات والمزيد تجعل Database السحابية الخيار الأفضل لأي شخص يتطلع إلى إنشاء قاعدة بيانات لأعماله.

إليك أفضل الخدمات التي توفر هذا النوع من Database:

1. أزور
2. أوراكل
3. BigQuery
4. كلوديلا
5. خدمات أمازون ويب (AWS)

ما هو نظام إدارة قواعد البيانات “DBMS”

نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) هو برنامج يستخدم لإنشاء Database أو إدارة Database المعدة.

باختصار ، واجهة مستخدم سهلة الاستخدام وموثوقة للوصول إلى البيانات وتحديثها ، على غرار نظام إدارة محتوى CMS المعروف.

توفر هذه الأنظمة أيضًا واجهات برمجة التطبيقات التي يمكن للتطبيقات البرمجية استخدامها للوصول تلقائيًا إلى البيانات .أيضا تعديلها وفقًا لقواعد معينة.

كما تختلف أنظمة إدارة Database في نوع هياكل البيانات المستخدمة. هناك أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية مثل MySQL – MariaDB .أيضا أنظمة إدارة Database غير العلائقية الأخرى مثل Redis وحتى الأنظمة التي تجمع بين هياكل بيانات متعددة.

على سبيل المثال ، عند تصميم قاعدة بيانات شركة ، يعتمد اختيار نظام الإدارة على بنية البيانات المستخدمة.

ميزات نظام إدارة قواعد البيانات

• يسهل عملية تخزين وإدارة البيانات
• تعزيز حماية وأمن قاعدة البيانات
• كما يمنح المستخدمين عرضًا بسيطًا وواضحًا لبياناتك بسهولة
• يساعد على منع تكرار البيانات عن طريق منع عمليات الإدراج والحذف
• يمكن مشاركة البيانات بسهولة بين المستخدمين
• يساعد على زيادة كفاءة قاعدة البيانات من خلال توفير عرض تجريدي للبيانات
• يوفر القدرة على إجراء عمليات البيانات مثل الإدراج والتحديث والحذف
• من خلاله ، يمكنك التحكم في من يمكنه الوصول إلى بياناتك وتعيين أذونات محدودة
• موثوقة لعرض دقيق للبيانات المشتركة عبر قواعد بيانات متعددة
• تساعدك على الاستفادة من سرعة الرد على استفساراتك للإجابة على جميع أسئلتك المتعلقة بDatabase الضخمة

4 مواقع لتنزيل Database جاهزة

إذا كنت تبحث عن قاعدة بيانات جاهزة لتعلم كيفية استخدام برنامج Database أو لغة برمجة قاعدة بيانات ، أو إذا كنت تجري بحثًا حول موضوع معين وترغب في استخدام البيانات في بحثك. هناك العديد من المواقع حيث يمكنك تنزيل القواعد الجاهزة مجانًا. هنا مجموعة من هذه المواقع.

• Kaggle: أكبر مجتمع مجاني لمشاركة Database الجاهزة
• Datahub: من أفضل المواقع لتحميل قواعد البيانات المتعلقة بالأعمال والتمويل
• بيانات الأرض: Database حكومة ناسا حول الأرض والفضاء
• Google Dataset Search: محرك بحث Google للبحث في Database الجاهزة.