ما المقصود بقاعدة البيانات؟

قاعدة البيانات (Database) هي مجموعة من البيانات أو المعلومات التي يتم تنظيمها للبحث والاسترجاع السريع بواسطة الكمبيوتر، والتي يتم تنظيمها لتسهيل تخزين البيانات واسترجاعها وتعديلها وحذفها، بالارتباط مع عمليات معالجة البيانات المختلفة باستخدام نظام إدارة قواعد البيانات (DBMS) لاستخراج المعلومات من قاعدة البيانات والرد على الاستفسارات؛ ويتم تخزين قاعدة البيانات كملف أو مجموعة من الملفات، وتقسم المعلومات الموجودة في هذه الملفات إلى سجلات، يتكون كل سجل من واحد أو أكثر من الحقول (هي الوحدات الأساسية لتخزين البيانات)، ويحتوي كل حقل على معلومات تتعلق بجانب أو سمة واحدة للكائن الموصوف بواسطة قاعدة البيانات، ويتم كذلك تنظيم السجلات في جداول تتضمن معلومات حول العلاقات بين الحقول المختلفة. [١]


كيفية التسجيل والاستعلام عن المعلومات في قاعدة البيانات

قواعد البيانات المستخدمة اليوم يتم نمذجة البيانات فيها إلى صفوف وأعمدة في سلسلة من الجداول لجعل عمليات المعالجة والاستعلام عن البيانات أكثر فاعلية، ويمكن بعد ذلك الوصول إلى البيانات وإدارتها وتعديلها وتحديثها والتحكم فيها وتنظيمها بسهولة؛ وتستخدم معظم قواعد البيانات لغة الاستعلام الهيكلية (SQL) لكتابة البيانات والاستعلام عنها.[٢]


وSQL هي لغة برمجة تستخدمها جميع قواعد البيانات العلائقية تقريبًا، للاستعلام عن البيانات ومعالجتها وتعريفها وتوفير التحكم في الوصول، حيث تم تطوير لغة SQL لأول مرة في شركة "IBM" في السبعينيات مع شركة "Oracle" كمساهم رئيسي، ولقد حفزت SQL العديد من الامتدادات من شركات مثل IBM و Oracle و Microsoft، على الرغم من أن SQL لا تزال مستخدمة على نطاق واسع اليوم، إلا أن لغات البرمجة الجديدة بدأت في الظهور.[٢]


أنواع قواعد البيانات

يعتمد نوع قاعدة البيانات المستخدم على الطريقة التي تنوي المؤسسة استخدام البيانات فيها، فهناك العديد من أنواع قواعد البيانات المختلفة وهي كما يلي:[٢]

  • قواعد البيانات العلائقية: هيمن هذا النوع من قواعد البيانات في الثمانينيات ذلك لأنها الأكثر كفاءة ومرونة للوصول إلى المعلومات، حيث يتم تنظيم العناصر الموجودة في قاعدة البيانات العلائقية كمجموعة من الجداول ذات الأعمدة والصفوف.
  • قواعد البيانات الشيئية (كائنية التوجه): يتم تمثيل المعلومات فيها على شكل كائنات، كما هو الحال في البرمجة الشيئية.
  • قواعد البيانات الموزعة: تتكون من ملفين أو أكثر يقعان في مواقع مختلفة، قد يتم تخزين قاعدة البيانات على أجهزة كمبيوتر متعددة، موجودة في نفس الموقع الفعلي أو مبعثرة عبر شبكات مختلفة.
  • مستودعات البيانات: هو مستودع مركزي للبيانات وهو نوع من قواعد البيانات المصممة خصيصًا للاستعلام والتحليل السريع.
  • قواعد بيانات NoSQL: نمت بعد أن أصبحت تطبيقات الويب أكثر شيوعًا وتعقيدًا، فهي تسمح بالبيانات الغير مهيكلة ليتم تخزينها.
  • قواعد بيانات الرسم البياني: يتم تخزين البيانات من حيث الكائنات والعلاقات بين الكائنات.
  • قواعد بيانات OLTP: قاعدة بيانات OLTP هي قاعدة بيانات تحليلية سريعة مصممة لعدد كبير من المعاملات التي يقوم بها العديد من المستخدمين.
  • قواعد البيانات مفتوحة المصدر: هي نظام أكواد مفتوحة المصدر ويمكن أن تكون قواعد البيانات هذه قواعد بيانات SQL أو NoSQL.
  • قواعد البيانات السحابية: هي عبارة عن مجموعة من البيانات المنظمة أو الغير منظمة، ولها نوعان الأول النماذج التقليدية، والنوع الثاني هو نموذج قاعدة البيانات كخدمة (DBaaS Database-as a-Service) الذي يتم فيه تنفيذ المهام الإدارية والصيانة بواسطة مزود الخدمة.
  • قاعدة بيانات النماذج المتعددة: تجمع أنواع مختلفة من نماذج قواعد البيانات في نهاية واحدة ومتكاملة، أي أنها يمكنها استيعاب مختلف أنواع البيانات.
  • قاعدة بيانات بملف JSON: تم تصميمها لتخزين واسترجاع وإدارة المعلومات الموجهة للمستندات، وهي طريقة حديثة لتخزين البيانات بتنسيق JSON بدلاً من الصفوف والأعمدة.
  • قواعد البيانات ذاتية التوجيه: أحدث أنواع قواعد البيانات وأكثرها تطورًا، وهي قائمة على السحابة كما أنها تستخدم التعلم الآلي لأتمتة ضبط قاعدة البيانات والأمان والنسخ الاحتياطية والتحديثات ومهام الإدارة الروتينية الأخرى التي يقوم بها مسؤولو قواعد البيانات بشكل تقليدي.


نظام إدارة قواعد البيانات DBMS

نظام إدارة قواعد البيانات قادر على تخزين أي نوع من البيانات في قاعدة البيانات، ويسمح للعديد من المستخدمين بالوصول إلى قواعد البيانات في نفس الوقت، بالإضافة للقدرة على النسخ الاحتياطي والاسترداد لحماية البيانات من التلف أو الضياع، كما يوفر للمستخدمين لغة الاستعلام التي تساعد على إدراج واسترجاع وتحديث وحذف البيانات في قاعدة البيانات،[٣] وفيما يلي أشهر الأمثلة على نظم إدارة قواعد البيانات:[٣]

  • قاعدة بيانات MySQL: تأسست في عام 1995، استحوذت Sun Microsystems على MySQL في عام 2008 واستحوذت Oracle على Sun Microsystems بعد عامين.
  • MS-Access: تم تطويره بواسطة Microsoft ويستند هذا التطبيق إلى الكمبيوتر لتشكيل قواعد البيانات وإنشائها على سطح المكتب لأجهزة الكمبيوتر وهو سهل الاستخدام بسبب واجهة المستخدم الرسومية، ويمكن استخدامه للعمل الشخصي وللشركات الصغيرة.
  • قاعدة بيانات أوراكل: هو رابع نظام لإدارة قواعد البيانات العلائقية تم تطويره بواسطة شركة أوراكل، وهو مفيد لتخزين كمية كبيرة من البيانات.
  • DB2: تأسست من قبل شركة IBM لتخزين البيانات الكبيرة.
  • Microsoft SQL Server: من إنتاج شركة مايكروسوفت كما يشير الاسم، وتم إنشاؤه بناءً على متطلبات العميل، حيث طورت Microsoft إصدارات مختلفة من SQL Server.


أنواع العلاقات في قاعدة البيانات

يتم تعريف المفتاح الأساسي "primary key" بشكل فريد لكل سجل في الجدول، والذي عادة يكون هو العمود الأول في الجدول ويمكن إنشاؤه تلقائيًا بواسطة قاعدة البيانات للتأكد من أنه فريد، والمفتاح الخارجي (المفتاح الأساسي لجدول آخر) يُستخدم لربط سجل البيانات في جدول آخر لإنشاء علاقات متناسقة بين الجداول في قاعدة البيانات، للمساعدة على ضمان تكامل البيانات،[٤] ولإنشاء علاقة بين جدولين في قاعدة البيانات من خلال إمكانية تنفيذ ثلاثة أنواع من العلاقات بين الجداول وهي كما يلي:[٤]

  • واحد لواحد (One-to-One): يسمح هذا النوع من العلاقات بسجل واحد فقط على كل جانب من جوانب العلاقة، حيث يرتبط المفتاح الأساسي بسجل واحد فقط (أو لا شيء) في جدول آخر، على سبيل المثال يكون للمواطن رقم وطني واحد فقط، حيث يمكن تطبيق هذا النوع من العلاقات في جدول واحد وبالتالي لا يتم استخدام مفتاح خارجي.
  • واحد للعديد (One-to-Many): السماح بسجل واحد في جدول واحد أن يرتبط بسجلات متعددة في جدول آخر، مثل ما يحدث في النشاطات التجارية التي تحتوي قاعدة بيانات فيها على جداول العملاء والطلبات، حيث يمكن لعميل واحد شراء طلبات متعددة، ولكن لا يمكن ربط طلب واحد بعدة عملاء، لذلك قد يحتوي جدول الطلبات على مفتاح خارجي يطابق المفتاح الأساسي لجدول العملاء، بينما لن يحتوي جدول العملاء على مفتاح خارجي يشير إلى جدول الطلبات.
  • الكثير للكثيرين (Many-to-Many): هذه علاقة معقدة بعض الشيء، حيث يمكن للعديد من السجلات في الجدول الارتباط بالعديد من السجلات في جدول آخر، وتكميلا على المثال السابق ستتمثل العلاقة بين جدول الطلبات وجدول المنتجات المطلوبة، حي يمكن أن يحتوي الطلب على منتجات متعددة، وكذلك من الممكن ربط المنتج بطلبات متعددة، نظرًا لأن العديد من العملاء قد يرسلون طلب يحتوي على بعض المنتجات المتطابقة.

المراجع

  1. "database", Britannica, Retrieved 20/12/2021.
  2. ^ أ ب ت "What Is a Database?", Oracle, Retrieved 20/12/2021.
  3. ^ أ ب "Explain the characteristics of DBMS?", tutorialspoint, Retrieved 20/12/2021.
  4. ^ أ ب Mike Chapple (11/6/2021), "What Is a Database Relationship?", Lifewire, Retrieved 20/12/2021.