قواعد البيانات DataBase هي بحر واسع وأساس ضروري، فكل ما تراه من أنظمة كبيرة ومتطورة تتعامل مع البيانات فتخزنها وتسترجعها عبر قواعد البيانات، إذ تُعدُّ إحدى أهم البنى التحتية لأي نظام إلكتروني؛ و لهذا في هذا المقال سنقدم لكم الدليل الشامل لتعلم قواعد البيانات.

الدليل الشامل لتعلم قواعد البيانات

الدليل الشامل لتعلم قواعد البيانات
الدليل الشامل لتعلم قواعد البيانات

تُعَدّ قواعدة البيانات -أو قاعدة المعطيات- وسيلةً من وسائل تجميع وحفظ البيانات في مكان واحد ومنظم يساعد على إدارتها والتعامل معها والاستفادة منها، فهي تشبه الوعاء الجامع للبيانات وخزانة الملابس التي تخزن الملابس بطريقة منظمة مرتبة تسهل استخراج أي لباس بسهولة وسرعة.

تخزن قاعد البيانات البيانات فيها بطريقة تسمح الوصول إليها وتعديلها واسترجاعها وإدارتها بطريقة ذكية وسريعة، وغالبًا ما تُحفَظ البيانات في مجموعة من الكيانات التي تعبِّر عن نوع معيَّن مثل كيان المعلومات الشخصية عن الموظفين وبداخل كل كيان مجموعة من الواصفات التي تمثَّل بأعمدة الكيان مثل اسم الموظف وتاريخ ميلاده، …إلخ، ويمكن النظر إلى قاعدة البيانات على أنها مخزن مركزي للبيانات يمكن للجميع الوصول إليه والنهل منه.

يُرمَز إلى قاعدة البيانات عمومًا بمجسّم أسطواني يشبه الخزان لأنه يُقصد بها خزّان للبيانات، وقد ابتُكرت أداة جديدة مع تطور قاعد البيانات لتسهيل إدارتها في منتصف القرن الماضي تقريبًا من خلال نظام برمجي خاص يدعى نظام إدارة قواعد البيانات DataBase Management System أو DBMS اختصارًا.

تُستخدَم قاعدة البيانات في كل نظام برمجي تراه اليوم أمامك خلف الشاشة مثل وسائل التواصل الاجتماعي والمدونات وتطبيقات الويب والبرامج والتطبيقات الخدمية مثل إدارة المستشفيات وغيرها لأهداف عديدة منها:

  • تحسين العمليات التجارية، إذ تجمع الشركات بيانات حول العمليات التجارية مثل المبيعات ومعالجة الطلبات وخدمة العملاء ثم تحلل هذه البيانات لتحسين العمليات وتوسيع أعمالهم وزيادة الإيرادات.
  • تتبع العملاء وكل بياناتهم، إذ تُخزّن معلومات المستخدِمين والعملاء ضمن القاعدة، مما يساعد على معالجة هذه المعلومات وعرضها واستخدامها بعدة أشكال مفيدة.
  • تأمين المعلومات الصحية الشخصية، إذ تخزن البيانات ضمن جداول لمعالجتها واستخدامها لاحقًا في مراقبة المرضى وتحسين رعايتهم بل حتى في إجراء تحليلات للتنبؤ بحالات مرضية أو إيجاد علاج لحالات مرضية أخرى.
  • تخزين البيانات الشخصية مثل التخزين السحابي المستخدَم لتخزين الوسائط مثل الصور.

أنواع قواعد البيانات

تختلف وتتعدد أنواع قواعد البيانات، وهذا الاختلاف ينبع بالدرجة الأولى من التقدم بالزمن وما صاحبه من تقدم في العلوم والتقنيات، ومن ثم بالدرجة الثانية ينبع من التقنيات والخصائص المتعددة لها وما تقدمه من خدمات، ومن بين هذه الأنواع ما يلي:

  • قواعد البيانات العلائقية Relational Database
  • قواعد البيانات غير العلائقية Non-relational Database
  • قواعد البيانات الهرمية Hierarchy Database
  • قواعد البيانات الشبكية Network Database
  • قواعد البيانات السحابية Cloud Database

مكونات قواعد البيانات

تتكون قاعدة البيانات من المكونات التالية مهما كان نوعها:

  • العتاد hardware: هو الجهاز الفعلي الذي يعمل عليه برنامج قواعد البيانات، ويشمل أجهزة الحاسوب والخوادم ومحركات الأقراص الصلبة.
  • البرمجية software: يمنح تطبيق أو برمجية قاعدة البيانات المستخدِمين إمكانية التحكم والتعامل مع قاعدة البيانات عن طريق احتوائه على نظام إدارة قواعد البيانات، كما تتنوع البرامج التي تحقق ذلك، ومن بينها أوراكل Oracle و Microsoft Access و Microsoft Excel و Microsoft SQL و PostgreSQL و TeamDesk و knack و TablePlus وغيرها الكثير.
  • البيانات Data: وهي المعلومات الأولية التي تخزنها قواعد البيانات، إذ ينظمها المسؤولون لجعلها أكثر وضوحًا.
  • لغة الوصول إلى البيانات Data access language: وهي لغة البرمجة التي تتحكم في قاعدة البيانات، إذ يجب على لغة البرمجة هذه العمل مع نظام إدارة قواعد البيانات، كما تُعَدّ لغة الاستعلام الهيكلية Structured Query Language أو SQL اختصارًا اللغة الأكثر شيوعًا في إدارة قاعدة البيانات العلائقية.
  • الإجرائيات procedures: وهي قواعد تحدد كيفية عمل القاعدة وكيفية معالجتها للبيانات.
  • من الجدير بالذكر أنّ أيّ قاعدة بيانات تحتاج إلى موارد مالية دائمة ومستمرة، كما يجب تأمين الحماية الخارجية لها لتجنب اختراقها أو تخريبها، بالإضافة إلى أنّ تطويرها يُعَدّ معقدًا لأنه يحتاج إلى مصممين بخبرات عالية.

قواعد البيانات الشبكية

سأبدء بالتصنيفات المتعارف عليها رغم اني لا اتفق معها كليا , وسأذكر السبب لاحقا التصنيفات هي :

  • قواعد البيانات SQL
  • وهي قواعد البيانات العلائقية ببساطة تتكون من جداول كل جدل يتكون من صفوف واعمدة , الصف يحتوي كافة البيانات الخاصة بالكيان Entity , كل عمود له نوع بيانات محدد ثابت لكل الصفوف , والجداول مترابطة عن طريقة علائقة يكون فيها مفتاح عام public key يكون في الجدول الاساسي ومفتاح خاص private key يكون بالجدول الملحق ومن هنا جاءت التسمية , مثال عليها Mysql ,sqlserver , oracle
  • قواعد بيانات غير علائقية NOSQL
  • وهي تسمية عامة (لا اتفق معها نوعا ما ) ويندرج تحتها كل الانواع الغير العلائقية وهي قائمة كبيرة وسأحول ان اذكر بعضها :
  • قواعد بيانات Key-Value
  • البيانات تخزن على شكل مصفوفة مكونة من عمود المفتاح وعمود القيمة وطريقة الاستعلام تكون بسيطة عن طريق المفتاح فتحصل على القيمة المقابلة ومثال عليها dynamo db
  • قواعد بيانات document database
  • في قواعد البيانات هذه ، يتم تخزين البيانات في المستندات (بدلاً من الصفوف والأعمدة في جدول) ويتم تجميع هذه المستندات معًا في مجموعات. يمكن أن يكون لكل وثيقة بنية مختلفة تمامًا. مثال عليها MongoDB.
  • قواعد بيانات Wide-column database
  • يكون لدينا بدل الجدول حاوية صفوف , على عكس قواعد البيانات العلائقية , لا يشترط للاستعلام معرفة جميع الاعمدة , ولا يشترط ايضا ان لكل صف عدد محدد من الاعمدة وهذا النوع من قواعد البيانات مستخدم بشكل كبير بالانظمة التي تتعامل مع احجام مهولة من البيانات واشهرها هي Hbase و cassandra
  • قواعد بيانات ال Graph
  • لا ادري بالظبط ماهو الاسم المعرب لها لكن اعتقد هي نفسها الشبكية , وتكون البيانات عبارة عن كيانات ممثلة بعلاقات فيما بيها وتعمل بالظبط مثل graph data structuer و وهذا النوع ايضا يستخدم بشكل واسع بوسائل التواصل الاجتماعي ومثال عليها neo4j
  • قواعد بيانات time serise database
  • والبيانات تكون مربوطة ب timestamp وهذا النوع يستخدم بشكل واسع بانظمة التسجيل loging systems

تصميم قاعدة البيانات

سنتعرف فيما يلي على تصميم قواعد البيانات العلائقية بما أنّ هذا النوع هو الأكثر شيوعًا والأكثر استخدامًا، إذ تتألف عملية التصميم هذه من الخطوات التالية:

  • تحديد الهدف من قاعدة البيانات: إذ سيساعدك ذلك في تحقيق الخطوات التالية، مثل بناء قاعدة بيانات خاصة بمستشفى ما.
  • تقسيم المعلومات في جداول: وذلك من خلال تقسيم المعلومات إلى وحدات أساسية أو عناوين، بحيث يعبِّر كل عنوان عن جدول فيما بعد مثل جدول الأطباء وجدول المرضى وجدول الاختصاص، …إلخ.
  • تحويل عناصر المعلومات إلى أعمدة: وذلك من خلال تحديد المعلومات التي تريد تخزينها في كل جدول، وهذه المعلومات ستمثِّل الأعمدة الخاصة بكل جدول، إذ تكون المعلومات الخاصة بجدول الأطباء مثلًا هي رقم الطبيب واسم الطبيب واختصاص الطبيب، …إلخ، وبالتالي ستمثِّل المعلومات السابقة أعمدةً لجدول الأطباء.
  • تحديد المفاتيح الأساسية primary keys لكل جدول: والتي ستكون عمودًا أو مجموعة من الأعمدة تشكل قيمة فريدة في كل الجدول، ويُعَدّ المفتاح الأساسي ضروريًا من أجل بناء العلاقات بين الجداول.
  • تعيين العلاقات بين الجداول: وذلك من خلال تحديد ارتباط البيانات في الجداول مع بعضها، فالعلاقة التي تربط جدول الاختصاص مع جدول الأطباء على سبيل المثال هي علاقة واحد إلى متعدد، إذ يمكن أن يحتوي الاختصاص على مجموعة من الأطباء في حين ينتمي الطبيب إلى اختصاص واحد فقط.
  • تحسين التصميم الخاص بك: وذلك عن طريق مراجعة التصميم وإجراء تعديلات إذا دعت الحاجة لذلك بأن يكون هناك جدولًا لا داع له، أو توجد معلومات ناقصة لا يستوفيها التصميم الحالي.

قد يهمك :

قواعد البيانات العلائقية

فيما يلي ستجد قواعد البيانات العلائقية , و هو كالتالي :

  • اعدة البيانات العلائقية هي نوع من قواعد البيانات التي تنظم البيانات في جدول واحد أو أكثر أو علاقات ، ولكل منها اسم فريد وتتكون من مجموعة من الصفوف والأعمدة. يتم تنظيم البيانات الموجودة في قاعدة البيانات العلائقية وتنظيمها ، مما يسهل البحث والاسترداد والإدارة.
  • عادةً ما يتم تخزين البيانات في نموذج معياري في قاعدة بيانات علائقية. يتم تقسيم البيانات إلى جداول أصغر ذات صلة ، ولكل منها مفتاحها أو معرفها الفريد. يتم تحديد العلاقات بين هذه الجداول من خلال استخدام المفاتيح الخارجية ، والتي تربط البيانات الموجودة في أحد الجداول بالبيانات الموجودة في جدول آخر.
  • تستخدم قواعد البيانات العلائقية على نطاق واسع في العديد من التطبيقات ، بما في ذلك الأنظمة التجارية والمالية والبحث العلمي والتجارة الإلكترونية. إنها توفر طريقة مرنة وقابلة للتطوير لتخزين وإدارة كميات كبيرة من البيانات مع ضمان تكامل البيانات واتساقها من خلال القيود ، مثل المفاتيح الأساسية والمفاتيح الخارجية.

مميزات قواعد البيانات الشبكية

لقد تعرفنا على تعريف نظام إدارة قواعد البيانات dbms وأنواع برامج DBM. الآن ، انظر إلى وظائف وفوائد نظام إدارة قواعد البيانات:

  • مشاركة أفضل للبيانات
  • يسمح تطبيق DBMS للمستخدمين في الموقع وعن بعد بمشاركة البيانات بسرعة باتباع بروتوكولات التفويض الصحيحة. يساعد في تحسين إمكانية الوصول إلى البيانات ، وتمكين المستخدمين من مشاركة البيانات التنظيمية بسرعة وكفاءة.
  • توفر عمليات البيانات المحسّنة حلاً ذكيًا لاستعلامات قاعدة البيانات ، حتى الاستعلامات المخصصة وغير المخطط لها. ينتج عنه وصول دقيق وسريع إلى البيانات يسهل اتخاذ قرارات أكثر استنارة وفي الوقت المناسب.
  • أمن أفضل
  • أمن البيانات هو جانب حيوي لقاعدة البيانات. ومن ثم ، فإن حل إدارة البيانات يسمح فقط للمستخدمين المصرح لهم بالوصول إلى قاعدة البيانات. تتم إدارة المصادقة باستخدام اسم مستخدم وكلمة مرور. تمنع عناصر التحكم في الوصول المستخدمين غير المصرح لهم من الوصول إلى الموارد الموجودة في قاعدة البيانات ، مما قد ينتهك قيود التكامل.
  • تكامل البيانات الفعال
  • يوفر نظام DBMS صورة متكاملة – نظرة عامة ، إذا جاز التعبير – لعمليات وعمليات المنظمة. تسمح البيانات الموحدة للشركات بتقييم الضوابط والأداء بشكل فعال وسريع.
  • اتخاذ القرار المستنير
  • يمكن للقرارات المستندة إلى البيانات أن تمنح الشركات ميزة تنافسية ، لكن البيانات لا تكون ذات قيمة إلا عندما تكون موثوقة. باستخدام DBMS ، يمكن للمؤسسات ضمان دقة البيانات وجودتها للتحليل والقرارات.
  • زيادة الكفاءة والإنتاجية
  • يساعد نشر DBMS في زيادة إمكانية الوصول إلى البيانات وتبسيط المعلومات. يعزز إنتاجية المستخدم النهائي ويحسن الكفاءة والسرعة للمؤسسة.
  • تكامل البيانات
  • بدلاً من تخزين البيانات في أنظمة قواعد بيانات معزولة ، يمكن لواجهة واحدة إدارة قواعد البيانات ذات العلاقات المادية والمنطقية.

فوائد نظام إدارة قواعد البيانات العلائقية

تقدم أنظمة إدارة قواعد البيانات العلائقية (RDBMS) مزايا عديدة ، تشمل بعضها ما يلي:

  • تكامل البيانات : يستخدم RDBMS قيودًا مختلفة مثل المفاتيح الأساسية والمفاتيح الخارجية وقيود التحقق لضمان تكامل البيانات ، مما يساعد على الحفاظ على دقة البيانات واتساقها.
  • قابلية التوسع : يمكن لنظام RDBMS التعامل مع كميات كبيرة من البيانات ويمكنه بسهولة زيادة أو تقليل حجمه حسب الحاجة. يمكنهم أيضًا دعم العديد من المستخدمين والتطبيقات في وقت واحد.
  • المرونة : يوفر RDBMS طريقة مرنة لتنظيم البيانات وتخزينها ، حيث يمكن إضافة الجداول أو إزالتها أو تعديلها لتلائم متطلبات البيانات المتغيرة.
  • سهولة الاستخدام : لغة SQL المستخدمة في RDBMS سهلة التعلم والاستخدام وتوفر طريقة قياسية ومتسقة للتفاعل مع قاعدة البيانات.
  • أمان البيانات : يوفر RDBMS ميزات أمان مضمنة مثل التحكم في الوصول ومصادقة المستخدم لضمان أن المستخدمين المصرح لهم فقط يمكنهم الوصول إلى البيانات وتعديلها.
  • اتساق البيانات : يستخدم نظام RDBMS المعاملات لضمان أن البيانات متسقة وموثوقة ، حتى أثناء فشل النظام أو انقطاعه.
  • مشاركة البيانات : يمكن لـ RDBMS مشاركة البيانات عبر التطبيقات والأنظمة الأساسية المختلفة ، وتحسين التعاون والإنتاجية في المؤسسات.
  • يوفر نظام RDBMS طريقة قوية وموثوقة لإدارة البيانات ويستخدم على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، بما في ذلك الأنظمة التجارية والمالية والبحث العلمي والتجارة الإلكترونية.

لم تجد ما تبحث عنه؟ ابحث هنا