تعرف على ما هي قاعدة البيانات وأنواعها ومن يستخدمها وكيف تعمل

جميعنا نسمع مصطلع قاعدة البيانات أو قواعد البيانات ولكن العديد منا لا يعرف ما هي بالضبط قاعدة البيانات، لذلك في هذا المقال سوف نقوم بشرح هذا المصطلح وتوضيحه ثم سنتطرق الى أنواعه، نتمنى لكم قراءة ممتعة.

مقدمة عن قواعد البيانات

يمكنك الحصول على بيانات بدون معلومات ، ولكن لا يمكنك الحصول على معلومات بدون بيانات.

هذه كلمات مبرمج الكمبيوتر دانيال كيز موران ، وليست كلماتنا. نظرًا لأن البيانات هي جوهر أي عمل ناجح ، لا يمكننا إنكار ذلك أيضًا. تساعد البيانات الشركات على اتخاذ قرارات ذكية بشأن تخطيط حملاتهم التسويقية وإدارة الشؤون المالية وتطوير منتجات جديدة. ومع ذلك ، يمكن أن تصبح البيانات مربكة للغاية عندما لا يتم تنظيمها بشكل صحيح. ببساطة ، الشركات تغرق في البيانات.

هناك مشكلتان رئيسيتان في الأعمال التجارية الغنية بالبيانات: عدم فهم قيمة البيانات وطريقة غير كاملة لإدارتها.

إذن كيف تحافظ على كل بيانات العمل هذه بالترتيب؟ بسيط ، استخدم قاعدة بيانات.

قواعد البيانات هي العمود الفقري لأي عمل لأنها تحتوي على معلومات حول كل جانب من جوانب شركتك. المعلومات والأسئلة والأجوبة ، في الغالب ، تحتاج إلى الوصول إليها وإدارتها وتحديثها بسرعة. تتيح لك قواعد البيانات القيام بكل ذلك وتسمح لعملك بالعمل بسلاسة. باستخدام أدوات أخرى ، مثل برنامج مراقبة قواعد البيانات ، يمكن للشركات الاحتفاظ بقاعدة بياناتها قيد التشغيل بأعلى أداء على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع و 365 يومًا في السنة.

بدون قاعدة بيانات فعالة ، تخاطر الشركات بفقدان البيانات التي يمكن أن تسفر عن رؤى مفيدة لاستراتيجيات النمو المستقبلية.

تخزن قاعدة البيانات أي نوع من المعلومات ، مثل المعاملات المالية وتغيرات درجات الحرارة اليومية وحتى سجلات المبيعات. على الرغم من أنه من السهل تخزين أي بيانات ، إلا أن هناك طرقًا محددة يجب تخزين المعلومات وإدخالها حتى تتمكن الشركات التي تستخدم النظام من الحصول على المعلومات الضرورية عندما تكون مطلوبة.

يمكنك اعتبار قاعدة البيانات بمثابة خزانة ملفات عملاقة. يمكنه تخزين كميات هائلة من المعلومات التي يمكنك الرجوع إليها بسهولة. الفرق هو أن خزانة الملفات ستخزن فقط المعلومات المتعلقة بالموضوعات ذات الصلة ، لكن نظام قاعدة البيانات يمكنه التعامل مع بيانات أو معلومات محددة حول عملك ككل.

قد تختلف طريقة تنظيم البيانات حسب الغرض أو نوع البيانات أو معلمات أخرى ، ولكن في جوهرها ، تدمج جميع قواعد البيانات البيانات في موقع رقمي واحد.

مثال آخر غير رقمي جيد لقاعدة البيانات هو دليل الهاتف. تم استخدام دفاتر الهاتف لتنظيم البيانات (الأسماء والعناوين وأرقام الهواتف) باستخدام خاصية تعريف فريدة (اسم الشخص) لمحاذاة البيانات. للعثور على المعلومات ، عليك البحث في دفتر الهاتف عن هذا المعرف الفريد (المشار إليه باسم قيمة المفتاح في قواعد البيانات) لاسترداد معلومات المطابقة.

تعمل قواعد البيانات بشكل مشابه. من خلال تخزين البيانات باستخدام مخطط محدد أو بنية منطقية ، يمكن للمستخدمين تخزين البيانات وتعديلها والبحث عنها واستردادها باتباع هذا المخطط. تتطلب بعض قواعد البيانات خبرة في الاستخدام أكثر من غيرها. من الضروري أخذ هذا في الاعتبار عند البحث عن خيار قاعدة بيانات.

أنواع قواعد البيانات

في عالم الأعمال ، تعد إدارة البيانات جانبًا حيويًا. لتحقيق أقصى قدر من النجاح لشركتك ، يجب أن تتمتع بالقدرة على جمع البيانات وإدارتها دون فقدان المصداقية أو أن تصبح غير فعال. قاعدة البيانات ضرورية لأي نوع من الأعمال. يمكن أن يساعدك استخدام قواعد البيانات في اتخاذ قرارات مستنيرة ، والاحتفاظ بعلامات تبويب لما يجري في عملك ، والاحتفاظ بسجلات لما تفعله.

تتوفر قواعد البيانات في مجموعة من الأحجام والأشكال. يتم تحديد أفضل قاعدة بيانات لشركة ما من خلال كيفية استخدام المديرين التنفيذيين للمعلومات لاتخاذ إجراءات تستند إلى البيانات. بناءً على احتياجات شركتك ، يمكنك الاختيار من بين أنواع قواعد البيانات التالية.

قواعد البيانات العلائقية: تستخدم قاعدة البيانات العلائقية النموذج العلائقي ، الذي يحتفظ بالبيانات في صفوف وأعمدة لتكوين جدول قاعدة بيانات. SQL هي لغة برمجة تستخدم لتخزين وتعديل وإدارة البيانات في قاعدة بيانات علائقية. تتضمن أمثلة قواعد البيانات العلائقية MySQL و Microsoft SQL Server و Oracle Database.

قواعد بيانات NoSQL: قاعدة بيانات NoSQL هي قاعدة بيانات غير علائقية تسمح بتخزين وإدارة البيانات غير المهيكلة وشبه المنظمة. مع تزايد الطلب على إنشاء تطبيقات حديثة ، زادت أيضًا شعبية قواعد بيانات NoSQL. تتضمن أمثلة قواعد بيانات NoSQL MongoDB و CouchDB و Neo4J.

قواعد البيانات الموزعة: أنظمة قواعد البيانات هذه متصلة عبر روابط الاتصال. تسهل هذه الروابط على المستخدمين النهائيين الحصول على المعلومات. تتضمن أمثلة قواعد البيانات الموزعة Apache Cassandra و HBase و Ignite.

قواعد البيانات الكينونية: يمكن لهذا النوع من قواعد البيانات تخزين أي نوع من البيانات. يتم تخزين البيانات الموجودة في قاعدة البيانات الموجهة ككائن. هذه تشبه الكائنات الموجودة في لغات البرمجة الشيئية. تتضمن أمثلة قواعد البيانات الموجهة للكائنات IBM Db2 و Versant.

مستودعات البيانات: مستودع البيانات عبارة عن قاعدة بيانات معالجة تحليلية عبر الإنترنت مصممة للاستعلام والتحليل السريع. يعمل كمخزن بيانات مركزي. يقوم بجمع البيانات من العديد من المصادر داخل المؤسسة لإعداد التقارير والتحليل. تتضمن أمثلة مستودعات البيانات Amazon Redshift و AWS Data Pipeline و Elastic MapReduce.

قاعدة بيانات المستندات: هي نوع من قواعد البيانات غير العلائقية التي تحافظ على مستندات تشبه JSON وتستفسر عنها. نظرًا لأنهم يستخدمون نفس تنسيق نموذج المستند مثل رمز البرنامج الخاص بهم ، فإن قواعد بيانات المستندات تكون أكثر طبيعية ومرونة للمطورين لإدارتها. تتضمن أمثلة قواعد بيانات المستندات MongoDB و SimpleDB.

قواعد بيانات الرسم البياني: تستخدم قواعد بيانات الرسم البياني نظرية الرسم البياني لتخزين العلاقات وتعيينها والاستعلام عنها. قواعد البيانات هذه حاسمة بشكل عام لتحليل العلاقات. قاعدة بيانات الرسم البياني ، على سبيل المثال ، يمكن استخدامها من قبل شركة لاستخراج معلومات حول العملاء من وسائل التواصل الاجتماعي. تتضمن أمثلة قواعد بيانات الرسم البياني ArangoDB و TerminusDB و Amazon Neptune.

قواعد البيانات السحابية: تم تصميم قاعدة البيانات السحابية للاستخدام في بيئة افتراضية ، سواء في سحابة مختلطة أو عامة أو خاصة. من أهم مزايا استخدام قاعدة بيانات سحابية الدفع مقابل مساحة التخزين وعرض النطاق الترددي فقط. كما أنه يوفر قابلية التوسع عند الطلب وتوافرًا ممتازًا. تتضمن أمثلة قواعد البيانات السحابية Google Cloud Platform و Microsoft Azure.

قاعدة البيانات متعددة النماذج: هي نظام معالجة بيانات يمكنه التعامل مع العديد من نماذج البيانات باستخدام خلفية واحدة متكاملة. يمكن تخزين نماذج البيانات المتعددة ، مثل القيمة الرئيسية والعلائقية والوثيقة والرسم البياني ، في قواعد بيانات متعددة النماذج. تتضمن أمثلة قواعد البيانات متعددة النماذج Couchbase و ArangoDB و Azure Cosmos DB.

قواعد البيانات مفتوحة المصدر: قاعدة البيانات مفتوحة المصدر هي تلك التي يتوفر كودها المصدر مجانًا للتنزيل والتعديل وإعادة الاستخدام لعامة الناس. يمكن أن تكون قواعد البيانات هذه علائقية أو غير علائقية. تتضمن أمثلة قواعد البيانات مفتوحة المصدر PostgreSQL و MariaDB و Redis.

قواعد البيانات ذاتية التوجيه: تُعرف أيضًا باسم قواعد البيانات المستقلة ، وهي عبارة عن سلالة جديدة من تقنية قواعد البيانات التي تقلل من مشكلات وقت التوقف عن العمل. إنها قائمة على السحابة وتستخدم التعلم الآلي لأتمتة أنشطة قواعد البيانات مثل الضبط وأمن البيانات والنسخ الاحتياطية ، والتي عادةً ما يؤديها مسؤولو قواعد البيانات. تتضمن أمثلة قواعد البيانات ذاتية التوجيه Oracle autonomous Database و Peloton DB.

من يستخدم قواعد البيانات؟

ما يميز قواعد البيانات عن عروض البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات الأخرى هو القيمة العالمية التي تجلبها للشركة. في حين أن معظم برامج البنية التحتية لتكنولوجيا المعلومات ذات قيمة فقط للفرق الخاصة في المؤسسة ، يمكن استخدام قواعد البيانات من قبل أي مجموعة تحتاج إلى بيانات لمهامها اليومية.

عادةً ما يكون لدى الشركة مسؤول قاعدة بيانات يقوم بإنشاء وصيانة قواعد بيانات الشركة. يمكنهم أيضًا تحديد الموظفين الذين يمكنهم الوصول إلى البيانات في كل قاعدة بيانات.

اعتمادًا على متطلبات البيانات ، يمكن لأي شخص في الشركة الاستفادة من الوصول إلى قاعدة البيانات. وفيما يلي بعض الأمثلة على ذلك:

• يمكن لفرق التجارة الإلكترونية تتبع بيانات المعاملات.
• يمكن لفرق التصوير التشخيصي لمقدمي الرعاية الصحية الوصول إلى معلومات المريض قبل عملية التصوير.
• يمكن للموردين مراقبة الطلبات الواردة والصادرة عن كثب ومخزون المنتجات بقاعدة بيانات.
• يمكن لفرق دعم تكنولوجيا المعلومات استخدام قواعد البيانات لمتابعة التغييرات التي تم إجراؤها على البيانات أو الأنظمة كجزء من عملية استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

لماذا تحتاج الشركات إلى قاعدة البيانات؟

ليس سراً أنه لكي تحقق شركة ما النجاح وتبقى في المنافسة ، فإنها تحتاج إلى تحسين خدماتها باستمرار. البيانات هي أساس جميع المعلومات. ويمكن لهذه البيانات أن تساعد الأعمال التجارية على النمو والتكيف والتطور.

سواء كنت تمتلك مطعمًا يحسب عدد الضيوف الذين توقفوا كل يوم ، أو شركة ملابس لديها سجلات بعدد القمصان التي بعتها في فترة معينة ، أو شركة إنشاءات تسجل جميع المشتريات التي قام بها فريقك ، يمكنك الاستفادة من إنشاء قواعد البيانات.

تحتوي قواعد البيانات على جميع أنواع المعلومات وتسمح لموظفيك بالوصول إلى جميع البيانات ذات الصلة من خلال موقع واحد. يمكن أن تجعلك القدرة على تخزين المعلومات واستردادها وفرزها أكثر كفاءة وتساعدك على المنافسة في السوق. تخيل الفوضى إذا كان لديك عدد لا يحصى من الملفات والمجلدات بها كل نوع من المعلومات. سيكون من المستحيل فعليًا الوصول إلى هذه المعلومات من خلال العديد من المرشحات ، خاصة في الأنظمة المعقدة.

مع ظهور برامج قواعد البيانات القوية والفعالة ، يمكن للشركات أداء العديد من المهام بسهولة. يتضمن ذلك إرسال مواد تسويقية مخصصة ، وتحديث المخزون باستمرار ، وتقليل أخطاء الشحن التي توفر الوقت والمال. حتى الشركات الصغيرة يمكنها استخدام قواعد البيانات للتعامل مع حفظ السجلات ، أو تبسيط خدمة العملاء ، أو تحسين معالجة الطلبات ، أو إنشاء آلية تغذية راجعة تساعد الموظفين على أن يصبحوا أكثر إنتاجية.

يمكن للشركات أيضًا استخدام قواعد البيانات لاكتساب رؤى في الوقت الفعلي لعملائها. على سبيل المثال ، إذا كنت تعمل في مجال البيع بالتجزئة ، فيمكن أن تساعدك بياناتك في النظر عن كثب إلى من يشتري المنتجات وعدد مرات ذلك. يمكّنك هذا النوع من المعلومات من تحديد موقع عملاء جدد أو تخصيص إعلانات للعملاء الحاليين.

كيف تعمل قواعد البيانات؟

نظرًا لأن قواعد البيانات مهمة جدًا لتدفق المعلومات في النشاط التجاري ، فمن الضروري فهم كيفية عملها وإفادة نشاطك التجاري. قاعدة البيانات هي مجموعة منظمة من البيانات المخزنة على قرص الكمبيوتر في أبسط مستوياتها.

يمكن أن تكون قواعد البيانات معقدة مع طبقات متعددة من التنظيم ، ولكنها في جوهرها مفيدة لإدارة البيانات عبر المؤسسة.

يتم تنظيم بيانات قاعدة البيانات وفقًا لمجموعة متسقة ومنطقية من المبادئ الأساسية. يشير مصطلح نموذج البيانات إلى الهيكل المنطقي لقاعدة البيانات ، والذي يحدد القواعد لتنظيم ومعالجة البيانات الموجودة بالداخل.

مخطط قاعدة البيانات هو تنفيذ نموذج بيانات في قاعدة بيانات محددة. يمكنك اعتبار المخطط كمخطط لقاعدة بيانات معينة ، وتحديد معلمات مثل أنواع البيانات المطلوبة ، والقيود ، وكيفية تعامل الأفراد مع قاعدة البيانات. مخطط قاعدة البيانات هو ما يفصلها عن قائمة أو جدول بيانات.

يمكن للشركات أن تكون واثقة من أن المخطط سيرتب البيانات في قاعدة بياناتها وفقًا لمجموعة من القواعد. يتم تصنيف عدة أنواع من قواعد البيانات بشكل عام بناءً على نماذج البيانات التي تحكمها. على سبيل المثال ، ينظم نموذج البيانات العلائقية البيانات في جداول ثنائية الأبعاد مرتبطة ، بينما يرتب نموذج بيانات الرسم البياني المعلومات في عقد (نقاط) وحواف (الخطوط التي تربط هذه النقاط).

اعتمادًا على هدف العمل ، تقدم نماذج البيانات المختلفة مزايا وعيوب مميزة. من المحتمل أن تعمل قاعدة البيانات العلائقية بشكل أفضل إذا تطلب العمل قاعدة بيانات بدرجة عالية من تكامل البيانات التي يمكن أن تنمو ديناميكيًا ؛ قد تكون قاعدة بيانات الرسم البياني بديلاً مناسبًا إذا احتاجت الشركة إلى قاعدة بيانات يمكنها إدارة كميات هائلة من البيانات.

مكونات قاعدة البيانات

قواعد البيانات هي أنظمة معقدة تحتوي على العديد من الأجزاء الداخلية.

هناك خمسة مكونات رئيسية لقاعدة البيانات:

الأجهزة: تشمل المعدات المادية والإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الإدخال / الإخراج وأجهزة التخزين وغيرها الأجهزة. هذا بمثابة جسر بين أجهزة الكمبيوتر وأنظمة العالم الحقيقي.

البرمجيات: مجموعة من الأدوات المستخدمة لمراقبة وتنظيم قاعدة البيانات ككل. يشمل ذلك برنامج قاعدة البيانات ونظام التشغيل وبرنامج الشبكة المستخدم لتوزيع البيانات بين المستخدمين والتطبيقات اللازمة للوصول إلى البيانات في قاعدة البيانات.

البيانات: البيانات هي حقيقة أولية وغير منظمة يجب على الشركات معالجتها حتى تكون ذات صلة. يمكن أن تكون البيانات بسيطة وغير منظمة ما لم تكن منظمة. الحقائق والملاحظات والتصورات والإحصاءات والحروف والعلامات والصور وما إلى ذلك كلها أمثلة على البيانات.

الإجراء: الإجراءات عبارة عن مجموعة من الإرشادات والقواعد التي تساعد المستخدمين في إدارة قاعدة البيانات. إنها عملية إنشاء قاعدة البيانات وإدارتها باستخدام إجراءات محددة ، مما يسمح للشركات بمساعدة المستخدمين الذين يقومون بتشغيلها وصيانتها.

لغة الوصول إلى قاعدة البيانات: تُستخدم لغة الوصول إلى قاعدة البيانات للوصول إلى البيانات من وإلى قاعدة البيانات ، أو إدخال بيانات جديدة ، أو تغيير البيانات الحالية ، أو استرداد البيانات الضرورية من نظام قاعدة البيانات. في لغة الوصول إلى قاعدة البيانات ، يكتب المستخدم تعليمات معينة ويرسلها إلى قاعدة البيانات. على سبيل المثال ، لغة الاستعلام المهيكلة (SQL) هي لغة وصول إلى قاعدة البيانات لقواعد البيانات العلائقية.

تاريخ قواعد البيانات

قبل تطوير قواعد البيانات ، قام الناس بتأريخ كل شيء على الورق. تم استخدام كل من القوائم ، والدفاتر ، ودفاتر الأستاذ ، والأرشيفات اللانهائية للسجلات الموجودة في خزائن الملفات. عندما كان الوصول إلى أحد هذه السجلات ضروريًا ، كان تحديد موقع السجل وجمعه فعليًا يستغرق وقتًا طويلاً ويشكل تحديًا.

كانت هناك أيضًا مشكلات شائعة ، مثل فقدان المستندات والحرائق التي دمرت أرشيفًا كاملاً وتاريخ المجتمع والمنظمات. أخيرًا ، نظرًا لسهولة الوصول المادي بشكل عام ، كانت هناك مخاوف أمنية إضافية.

أنشأ العلماء قواعد بيانات للتغلب على أوجه القصور في تخزين البيانات الورقية التقليدية. يشار إلى ملفات قاعدة البيانات بالسجلات. الحقول هي مكونات البيانات الفردية للسجل.

البدايات – الستينات من القرق الماضي 1960s

بدأ استخدام قواعد البيانات المحوسبة في الستينيات ، عندما أصبحت أجهزة الكمبيوتر بديلاً أكثر فعالية من حيث التكلفة للشركات. يُنسب أول متجر بيانات متكامل (IDS) إلى تشارلز باكمان في عام 1960.

كان هناك نموذجان بارزان للبيانات خلال هذا العقد: نموذج الشبكة الذي حدده العلماء لأول مرة في مؤتمر لغات أنظمة البيانات (CODASYL) والنموذج الهرمي الذي أدى إلى ولادة نظام إدارة المعلومات الخاص بشركة IBM (IMS). كان نظام الحجز SABER ، الذي استخدمته شركة IBM لمساعدة الخطوط الجوية الأمريكية في التعامل مع بيانات الحجوزات ، أحد أنظمة قواعد البيانات التي أثبتت نجاحها التجاري.

قواعد البيانات العلائقية – السبعينات من القرن الماضي 1970s

في عام 1970 ، كتب إي إف كود عملًا أساسيًا يقترح نموذج قاعدة بيانات علائقية ، وقد غيرت أفكاره كيفية تصميم الناس لقواعد البيانات. يتم فصل المخطط أو التنظيم المنطقي لقاعدة البيانات عن تخزين المعلومات المادية في مفهومه ، وأصبح هذا هو النموذج الأساسي لأنظمة قواعد البيانات.

يخزن النموذج العلائقي محتويات قاعدة البيانات في جداول ، لكل منها إدخالات مع الحقول. يتم تحديد نوع البيانات لكل حقل ، مما يضمن عدم وجود تناقضات وأن المخرجات متسقة. يمكن أن تحتوي الجداول الموجودة في قاعدة البيانات العلائقية على اتصالات بينها.

قواعد بيانات NoSQL – الألفيات 2000s

تمت صياغة كلمة جديدة ، NoSQL ، في عام 1998. وهي تشير إلى جيل جديد من قواعد البيانات التي تستخدم لغات استعلام غير لغة SQL لتخزين البيانات واستردادها. على الرغم من وجود قواعد البيانات هذه منذ أوائل الستينيات ، إلا أن ثورة الويب 2.0 دفعتها إلى مقدمة التكنولوجيا.

كانت قواعد البيانات العلائقية التقليدية تعاني من قابلية التوسع وصعوبات في الأداء ، ولكن NoSQL كانت أسرع عمومًا لأنها تخزن البيانات في هياكل بيانات بديلة. ومع ذلك ، فهي أكثر قابلية للتكيف من قواعد البيانات العلائقية النموذجية لأن نفس القيود لا تلزمها.