في البداية يجب على المرء فهم معنى قاعدة البيانات التي تعني مجموعة من المعلومات المخزنة والمنظمة بطريقة فعالة، ويمكن أن تشمل قاعدة البيانات قائمة بالأسماء والأرقام أو غيرها، حيث يتم ربط الأسماء بالأرقام المرتبطة بها لتسهيل البحث عن أي منهما، بالإضافة إلى ضرورة فهم قواعد قواعد البيانات وتطبيقاتها الكبيرة والمختلفة.
معنى قاعدة البيانات
- – المعلومات المخزنة بشكل مرتب ومنظم تسهل عملية البحث عنها لاحقاً، مثل الأسماء وأرقام الهواتف التي يتم تخزينها بشكل مرتب مع ربط كل اسم برقم هاتفه الخاص به، وذلك لتسهيل البحث عن الاسم أو الرقم باستخدام أي منهما بكل سهولة.
- يُنظم محتوى نظام قاعدة البيانات في صفوف وأعمدة مُرتبة في جداول، لتسهيل استرجاع المعلومات وتعلُّم قواعد البيانات.
- ترتبط البيانات في جداول متعددة باستخدام مفتاح معروف مثل الاسم أو رقم الحساب، ويتم تخزين أجزاء مختلفة من البيانات في جداول مختلفة.
- يطلق اسم نظام إدارة قواعد البيانات DBMS على تطبيق الكمبيوتر المستخدم لإنشاء جداول قاعدة البيانات وتحديد هيكلها وتخزين البيانات والعمل على استردادها في أي وقت يتم الطلب عليها.
كيف اتعلم قواعد البيانات
- تعتمد العديد من مجالات علوم البيانات على قواعد البيانات لإدارة المعلومات، حيث يجب معرفة كيفية إنشاء قاعدة بيانات وكيفية عملها والتعرف على قواعد البيانات.
- ينبغي عليك الحصول على دورة تمهيدية في تصميم قواعد البيانات لتكون على دراية بالمفاهيم الأساسية للاستقلالية في البيانات وأساس قواعد البيانات، ودور نظام إدارة قواعد البيانات في حزمة التطبيقات، كما يمكنك تعلم كيفية تصميم قواعد البيانات.
- يجب أن تتعرف على لغات الاستعلام المهيكلة وقواعد البيانات الارتباطية، ثم تحصل على خبرة عملية في كيفية إنشاء نموذج قاعدة بيانات.
ما هي لغة الاستعلام الهيكلية
- تُعَدّ لغة الاستعلام الهيكلية لغة برمجة تُستخدم في جميع قواعد البيانات العلائقية للبحث عن البيانات، تعريفها ومعالجتها، والتحكم في الوصول إليها، ولتعلُّم القدرة على استخدام قواعد البيانات، يجب فهم لغة الاستعلام الهيكلية.
- تم تطويرها أول مرة في السبعينات مع أوراكل باعتباره مساهمًا رئيسيًا، مما أدى بعد ذلك إلى تنفيذ المعيار SQL ANSI، وقد قامت SQL بتحفيز الكثير من الامتدادات من الكثير من الشركات مثل أوراكل ومايكروسوفت وآي بي إم، ورغم أن SQL لا تزال تستخدم على نطاق كبير وواسع اليوم، إلا أن الكثير من لغات البرمجة بدأت تظهر.
كيفية تطوير قاعدة البيانات
- قاعدة البيانات تطورت بشكل كبير جدا منذ إنشائها في أوائل الستينات. مثلا، قاعدة بيانات الشبكة تعتبر نموذجا مرنا جدا يسمح بوجود العديد من العلاقات، وقاعدة البيانات الهرمية تعتمد بشكل أساسي على نموذج يشبه الشجرة ويسمح بوجود علاقة بين الرأس والأطراف. هذين النموذجين كانا من الأنظمة الأصلية المستخدمة لمعالجة وتخزين البيانات.
- رغم أن هذه النماذج بسيطة جدًا، إلا أنها كانت من الأنظمة التي تم استخدامها مبكرًا ولكنها لم تكن مرنة.
- انتشرت قواعد البيانات العلائقية في الثمانينات، ثم تلاها قواعد البيانات الموجهة للكائنات في التسعينات.
- ظهرت قواعد البيانات NoSQL كنوع من الرد الذي أتى تبعًا لتطور الإنترنت والحاجة إلى سرعة أكبر في معالجة البيانات غير المهيكلة.
- ومع ذلك، فإن قواعد البيانات السحابية وقواعد البيانات الذاتية تفتح اليوم آفاقًا جديدة في جمع البيانات وتخزينها واستخدامها وإدارتها في حالات التعلق بها.
ما هي أنواع قواعد البيانات
هناك العديد من أنواع قواعد البيانات المختلفة، وتعتمد أفضل قاعدة للبيانات لمؤسسة ما على كيفية استخدامها للبيانات
- قاعدة البيانات العلائقية: أصبحت قواعد البيانات الارتباطية الأكثر شهرة وسيطرة خلال فترة الثمانينات، حيث يتم تنظيم العناصر المختلفة داخل قاعدة البيانات الارتباطية على شكل جداول تحتوي على أعمدة وصفوف. وتوفر تقنية قواعد البيانات الارتباطية أكثر الطرق مرونةً وكفاءةً في الوصول إلى المعلومات المنظمة.
- قاعدة البيانات الشيئية: تتم تمثيل المعلومات في قاعدة بيانات بطريقة كائنية التوجه عن طريق تمثيلها على شكل كائنات، مما يشبه البرمجة الشيئية.
- قاعدة البيانات الموزعة: تتكون قاعدة البيانات الموزعة من ملفين أو أكثر مخزنين في مواقع مختلفة، حيث يمكن تخزين قاعدة البيانات على العديد من أجهزة الكمبيوتر الموجودة في نفس الموقع أو عبر شبكات مختلفة.
- مستودع البيانات: يعتبر هذا المستودع المركزي للبيانات نوعًا من قواعد البيانات التي صممت خصيصًا للاستعلام والتحليل السريع للبيانات.
- قواعد بيانات NoSQL: إنها قاعدة بيانات غير علائقية تسمح بتخزين البيانات غير المهيكلة وشبه المنظمة والعمل عليها، على عكس قاعدة البيانات العلائقية التي تحدد تنظيم البيانات المدرجة فيها. قاعدة البيانات غير العلائقية أصبحت شائعة ومشهورة وتستخدم بشكل واسع في تطبيقات الويب، وهي أكثر تعقيدا من قاعدة البيانات العلائقية.
- قاعدة بيانات الرسم البياني: إنها تقوم بتخزين البيانات وتنظيمها وفقًا للكيانات والعلاقات بينها.
- قاعدة بيانات OTLP: هذه هي قاعدة بيانات تحليلية سريعة التصفح التي تم تصميمها لتنفيذ العديد من المعاملات التي يقوم بها العديد من المستخدمين.
أنواع قواعد البيانات الاقل استخدامًا
تُعد كل أنواع البيانات السابقة عددًا قليلاً من بين العديد من أنواع قواعد البيانات المستخدمة اليوم، وتوجد أنواع أخرى أقل استخدامًا من التي سبق ذكرها، وهي:
- قاعدة البيانات المفتوحة المصدر: وهي قاعدة بيانات SQL أو NoSQL.
- قاعدة البيانات السحابية: هي مجموعة من البيانات المنظمة أو غير المنظمة المتواجدة على منصة حوسبة سحابية خاصة أو مختلطة أو عامة.
- كما أنه يوجد نوعان من نماذج قاعدة البيانات السحابية: تشابه خدمة DBaas مع النظام التقليدي لقواعد البيانات، حيث تتم إدارتها وصيانتها بواسطة مزود الخدمة.
- قاعدة البيانات المتعددة النماذج: تقوم هذه المنصة بجمع قواعد البيانات المختلفة للعديد من أنواع نماذج قواعد البيانات المختلفة في خلفية واحدة كاملة، مما يعني أنها قادرة على استيعاب أنواع البيانات المتنوعة.
- قاعدة البيانات الذاتية القيادة: وهي التي تعتبر ذاتية التوجيه وتعرف أيضًا باسم قواعد البيانات الذاتية، وتعتبر أحدث أنواع قواعد البيانات وأكثرها تطورًا وتقوم على السحابة، وتكون باستخدام التعلم الآلي لضبط قاعدة البيانات والنسخ الاحتياطية والأمان والتحديثات والكثير من مهام الإدارة الروتينية الأخرى التي يقوم بها المسؤولون عن قواعد البيانات بشكل تقليدي.
نظام إدارة قواعد البيانات
- لتنفيذ قاعدة البيانات، يتطلب ذلك استخدام برنامج قاعدة بيانات شامل يسمى نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS). يعمل هذا النظام كواجهة بين قاعدة البيانات والمستخدمين النهائيين أو البرامج، مما يتيح للمستخدمين استرداد المعلومات وتحديثها وإدارتها وتنظيمها. يسهل نظام إدارة قواعد البيانات الإشراف على قواعد البيانات والتحكم فيها، ويقدم مجموعة متنوعة من العمليات الإدارية مثل الاسترداد وإجراء النسخ الاحتياطي والتحكم ومراقبة الأداء.