ما هي البيانات؟
البيانات عبارة عن مجموعة من وحدة صغيرة متميزة من المعلومات. يمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من الأشكال مثل النصوص والأرقام والوسائط والبايت وما إلى ذلك. ويمكن تخزينه في قطع من الورق أو الذاكرة الإلكترونية وما إلى ذلك.
كلمة 'بيانات' مشتقة من كلمة 'مرجع' والتي تعني 'جزء واحد من المعلومات'. وهي جمع كلمة مسند.
في الحوسبة، البيانات هي المعلومات التي يمكن ترجمتها إلى نموذج للحركة والمعالجة الفعالة. البيانات قابلة للتبديل.
ما هي قاعدة البيانات؟
أ قاعدة البيانات هي مجموعة منظمة من البيانات، بحيث يمكن الوصول إليها وإدارتها بسهولة.
يمكنك تنظيم البيانات في جداول وصفوف وأعمدة وفهرستها لتسهيل العثور على المعلومات ذات الصلة.
معالجات قاعدة البيانات إنشاء قاعدة بيانات بطريقة توفر مجموعة واحدة فقط من البرامج إمكانية الوصول إلى البيانات لجميع المستخدمين.
ال الغرض الرئيسى تتمثل قاعدة البيانات في تشغيل كمية كبيرة من المعلومات عن طريق تخزين البيانات واسترجاعها وإدارتها.
هناك العديد من المواقع الديناميكية على شبكة الإنترنت العالمية في الوقت الحاضر والتي يتم التعامل معها من خلال قواعد البيانات. على سبيل المثال، نموذج يتحقق من توفر الغرف في الفندق. إنه مثال لموقع ويب ديناميكي يستخدم قاعدة بيانات.
هناك العديد من قواعد البيانات المتاحة مثل MySQL وSybase وOracle وMongoDB وInformix وPostgreSQL وSQL Server وما إلى ذلك.
تتم إدارة قواعد البيانات الحديثة بواسطة نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS).
SQL أو يتم استخدام لغة الاستعلام المنظمة للعمل على البيانات المخزنة في قاعدة البيانات. يعتمد SQL على الجبر العلائقي وحساب التفاضل والتكامل العلائقي.
يتم استخدام هيكل أسطواني لعرض صورة قاعدة البيانات.
تطور قواعد البيانات
أكملت قاعدة البيانات أكثر من 50 عامًا من رحلة تطورها من نظام الملفات المسطحة إلى الأنظمة العلائقية والكائنات العلائقية. لقد مرت عدة أجيال.
التطور
القائم على الملف
كان عام 1968 هو العام الذي تم فيه تقديم قاعدة البيانات القائمة على الملفات. في قواعد البيانات القائمة على الملفات، يتم الاحتفاظ بالبيانات في ملف ثابت. على الرغم من أن الملفات لها العديد من المزايا، إلا أن هناك العديد من القيود.
إحدى المزايا الرئيسية هي أن نظام الملفات لديه طرق وصول مختلفة، على سبيل المثال، تسلسلي، مفهرس، وعشوائي.
يتطلب برمجة واسعة النطاق بلغات الجيل الثالث مثل COBOL وBASIC.
نموذج البيانات الهرمية
1968-1980 كان عصر قاعدة البيانات الهرمية. كان نموذج قاعدة البيانات الهرمية البارز هو أول نظام لإدارة قواعد البيانات (DBMS) من شركة IBM. كان يطلق عليه IMS (نظام إدارة المعلومات).
في هذا النموذج، ترتبط الملفات بطريقة الوالدين/الطفل.
يمثل الرسم البياني أدناه نموذج البيانات الهرمية. الدائرة الصغيرة تمثل الأشياء.
مثل نظام الملفات، كان لهذا النموذج أيضًا بعض القيود مثل التنفيذ المعقد، والافتقار إلى الاستقلال الهيكلي، وعدم القدرة على التعامل بسهولة مع علاقة متعدد متعدد، وما إلى ذلك.
نموذج بيانات الشبكة
تشارلز باكمان قامت شركة هانيويل بتطوير أول نظام لإدارة قواعد البيانات (DBMS) يسمى مخزن البيانات المتكامل (IDS). تم تطويره في أوائل الستينيات، ولكن تم توحيده في عام 1971 من قبل مجموعة CODASYL (مؤتمر لغات أنظمة البيانات).
في هذا النموذج، ترتبط الملفات كمالكين وأعضاء، كما هو الحال في نموذج الشبكة المشترك.
حدد نموذج بيانات الشبكة المكونات التالية:
- مخطط الشبكة (تنظيم قاعدة البيانات)
- المخطط الفرعي (طرق عرض قاعدة البيانات لكل مستخدم)
- لغة إدارة البيانات (إجرائية)
كان لهذا النموذج أيضًا بعض القيود مثل تعقيد النظام وصعوبة التصميم والصيانة.
قاعدة البيانات العلائقية
1970 - الحاضر: إنه عصر قواعد البيانات العلائقية وإدارة قواعد البيانات. في عام 1970، تم اقتراح النموذج العلائقي من قبل إي إف كود.
عمر كايلي جينر
يحتوي نموذج قاعدة البيانات العلائقية على مصطلحين رئيسيين يسمى المثال والمخطط.
المثيل عبارة عن جدول به صفوف أو أعمدة
يحدد المخطط البنية مثل اسم العلاقة ونوع كل عمود واسم.
يستخدم هذا النموذج بعض المفاهيم الرياضية مثل نظرية المجموعات والمنطق المسند.
تم إنشاء أول تطبيق لقاعدة بيانات الإنترنت في عام 1995.
خلال عصر قاعدة البيانات العلائقية، تم تقديم العديد من النماذج مثل النموذج الموجه للكائنات، والنموذج العلائقي للكائنات، وما إلى ذلك.
قاعدة البيانات السحابية
تسهل عليك قاعدة البيانات السحابية تخزين وإدارة واسترجاع البيانات المنظمة وغير المنظمة عبر منصة سحابية. يمكن الوصول إلى هذه البيانات عبر الإنترنت. تسمى قواعد البيانات السحابية أيضًا قاعدة البيانات كخدمة (DBaaS) لأنها يتم تقديمها كخدمة مُدارة.
بعض أفضل الخيارات السحابية هي:
- AWS (خدمات ويب أمازون)
- حوسبة ندفة الثلج
- الخدمات السحابية لقاعدة بيانات أوراكل
- خادم مايكروسوفت SQL
- جوجل السحابية المفك
مميزات قاعدة البيانات السحابية
تكاليف أقل
بشكل عام، لا يتعين على مزود الشركة الاستثمار في قواعد البيانات. يمكنه صيانة ودعم مركز بيانات واحد أو أكثر.
الآلي
يتم إثراء قواعد البيانات السحابية بمجموعة متنوعة من العمليات الآلية مثل الاسترداد وتجاوز الفشل والقياس التلقائي.
زيادة إمكانية الوصول
يمكنك الوصول إلى قاعدة البيانات السحابية الخاصة بك من أي مكان وفي أي وقت. كل ما تحتاجه هو مجرد اتصال بالإنترنت.
قاعدة بيانات NoSQL
قاعدة بيانات NoSQL هي طريقة لتصميم قواعد البيانات التي يمكنها استيعاب مجموعة واسعة من نماذج البيانات. NoSQL تعني 'ليس فقط SQL'. وهو بديل لقواعد البيانات العلائقية التقليدية التي يتم فيها وضع البيانات في جداول، ويتم تصميم مخطط البيانات بشكل مثالي قبل إنشاء قاعدة البيانات.
تعد قواعد بيانات NoSQL مفيدة لمجموعة كبيرة من البيانات الموزعة.
بعض الأمثلة على نظام قاعدة بيانات NoSQL مع فئتها هي:
- مونغو دي بي، كاوتش دي بي، كلاودانت (مستند إلى المستند)
- ميمكاشد، ريديس، التماسك (مخزن القيمة الرئيسية)
- HBase، الطاولة الكبيرة، التراكم (مجدول)
الاستفادة من NoSQL
قابلية التوسع العالية
يمكن لـ NoSQL التعامل مع كمية كبيرة من البيانات بسبب قابلية التوسع. إذا زادت البيانات، تقوم قاعدة بيانات NoSQL بتوسيع حجمها للتعامل مع تلك البيانات بطريقة فعالة.
توافر عالية
يدعم NoSQL النسخ المتماثل التلقائي. النسخ المتماثل التلقائي يجعله متاحًا بشكل كبير لأنه في حالة حدوث أي فشل، تقوم البيانات بنسخ نفسها إلى الحالة المتسقة السابقة.
مساوئ NoSQL
مفتوح المصدر
NoSQL هي قاعدة بيانات مفتوحة المصدر، لذلك لا يوجد معيار موثوق لـ NoSQL حتى الآن.
تحدي الإدارة
تعد إدارة البيانات في NoSQL أكثر تعقيدًا من قواعد البيانات العلائقية. يعد التثبيت أمرًا صعبًا للغاية وأكثر صعوبة في إدارته يوميًا.
واجهة المستخدم الرسومية غير متوفرة
أدوات واجهة المستخدم الرسومية لقاعدة بيانات NoSQL ليست متاحة بسهولة في السوق.
دعم
يعد النسخ الاحتياطي نقطة ضعف كبيرة لقواعد بيانات NoSQL. بعض قواعد البيانات، مثل MongoDB، ليس لديها طرق فعالة للنسخ الاحتياطي للبيانات.
قواعد البيانات الموجهة للكائنات
تحتوي قواعد البيانات الموجهة للكائنات على بيانات في شكل كائنات وفئات. الكائنات هي كيان العالم الحقيقي، والأنواع هي مجموعة الكائنات. قاعدة البيانات الموجهة للكائنات هي مزيج من ميزات النموذج العلائقي مع المبادئ الموجهة للكائنات. إنه تطبيق بديل لتطبيق النموذج العلائقي.
قواعد البيانات كائنية التوجه تحمل قواعد البرمجة كائنية التوجه. نظام إدارة قواعد البيانات الموجهة للكائنات هو تطبيق مختلط.
يحتوي نموذج قاعدة البيانات الموجهة للكائنات على الخصائص التالية.
خصائص البرمجة الشيئية
- أشياء
- الطبقات
- ميراث
- تعدد الأشكال
- التغليف
خصائص قاعدة البيانات العلائقية
- الذرية
- تناسق
- نزاهة
- متانة
- التزامن
- معالجة الاستعلام
قواعد بيانات الرسم البياني
قاعدة بيانات الرسم البياني هي قاعدة بيانات NoSQL. إنه تمثيل رسومي للبيانات. أنه يحتوي على العقد والحواف. تمثل العقدة كيانًا، وتمثل كل حافة علاقة بين حافتين. تمثل كل عقدة في قاعدة بيانات الرسم البياني معرفًا فريدًا.
تعتبر قواعد بيانات الرسم البياني مفيدة للبحث في العلاقة بين البيانات لأنها تسلط الضوء على العلاقة بين البيانات ذات الصلة.
تعتبر قواعد بيانات الرسم البياني مفيدة جدًا عندما تحتوي قاعدة البيانات على علاقة معقدة ومخطط ديناميكي.
يتم استخدامه في الغالب في إدارة الأمدادات ، وتحديد مصدر ايبي الهاتف .
DBMS (نظام إدارة قاعدة البيانات)
نظام إدارة قواعد البيانات هو برنامج يستخدم لتخزين واسترجاع قاعدة البيانات. على سبيل المثال، أوراكل، MySQL، وما إلى ذلك؛ هذه بعض أدوات إدارة قواعد البيانات الشائعة.
- يوفر نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) واجهة لإجراء العمليات المختلفة مثل الإنشاء والحذف والتعديل وما إلى ذلك.
- يتيح نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) للمستخدم إنشاء قواعد البيانات الخاصة به وفقًا لمتطلباته.
- يقبل نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) الطلب من التطبيق ويوفر بيانات محددة من خلال نظام التشغيل.
- يحتوي نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) على مجموعة من البرامج التي تعمل وفقًا لتعليمات المستخدم.
- يوفر الأمان لقاعدة البيانات.
الاستفادة من نظم إدارة قواعد البيانات
يتحكم في التكرار
يقوم بتخزين جميع البيانات في ملف قاعدة بيانات واحد، حتى يتمكن من التحكم في تكرار البيانات.
تبادل البيانات
يمكن للمستخدم المعتمد مشاركة البيانات بين عدة مستخدمين.
دعم
ويوفر النظام الفرعي للنسخ الاحتياطي والاسترداد. يقوم نظام الاسترداد هذا بإنشاء بيانات تلقائية من فشل النظام واستعادة البيانات إذا لزم الأمر.
واجهات مستخدم متعددة
يوفر نوعًا مختلفًا من واجهات المستخدم مثل واجهة المستخدم الرسومية وواجهات التطبيقات.
كم عدد المدن الامريكية
مساوئ نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS).
مقاس
يشغل مساحة كبيرة على القرص وذاكرة كبيرة ليعمل بكفاءة.
يكلف
يتطلب نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) معالج بيانات عالي السرعة وذاكرة أكبر لتشغيل برنامج نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS)، لذا فهو مكلف.
تعقيد
يخلق نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) تعقيدًا ومتطلبات إضافية.
RDBMS (نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية)
يُطلق على كلمة RDBMS اسم 'نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية'. يتم تمثيله كجدول يحتوي على صفوف وأعمدة.
يعتمد نظام RDBMS على النموذج العلائقي؛ تم تقديمه بواسطة إي إف كود.
تحتوي قاعدة البيانات العلائقية على المكونات التالية:
- طاولة
- سجل / الصفوف
- اسم الحقل/العمود/السمة
- مثال
- مخطط
- مفاتيح
نظام RDBMS هو نظام إدارة قواعد بيانات جدولي يحافظ على أمان البيانات وتكاملها ودقتها واتساقها.