وبینار رایگان از کنکور ارشد تا تحصیل در بهترین دانشگاه‌ها
دیدن جزئیات و ثبت‌نام رایگان
مدت زمان باقیمانده :
ثانیه -
دقیقه -
ساعت -
روز -
کنکور کامپیوتر
0
ورود | ثبت نام
نظرات
اشتراک
بالا
علاقه‌مندی

اشتراک
 

پایگاه داده چیست؟ – انواع، مفاهیم و کاربردها

پایگاه داده چیست؟ این مقاله به بررسی این موضوع و همچنین انواع پایگاه داده، کاربردهای پایگاه داده، محبوب ترین پایگاه های داده و اجزای اصلی پایگاه داده پرداخته

به طور کلی پایگاه داده یا Database، فضایی برای ذخیره سازی داده ها و اطلاعات به صورت منظم و ساخت‌یافته است. در واقع به فضایی که اطلاعات به یک صورت تعیین شده در آن ذخیره گردد، پایگاه داده یا دیتابیس می‌گویند. با استفاده از پایگاه داده، می‌توان اطلاعات را به آسانی ذخیره، بازیابی و مدیریت کرد، همچنین دسترسی به این داده ها نیز به‌آسانی صورت می‌پذیرد.

این تصویر بیانگر مفهوم پایگاه داده است

داده های موجود در پایگاه داده

تقریبا هرگونه اطلاعاتی که قابل ذخیره شدن درون پایگاه داده ها هستند، داده‌های رشته‌ای مانند نام و نام خانوادگی کاربران، داده‌های عددی مانند میزان موجودی حساب‌های بانکی، داده‌های زمانی مانند زمان انجام یک تراکنش و بسیاری از انواع داده‌های دیگر. این داده ها در ساختاری که از پیش به‌وسیله طراح‌های پایگاه داده یک ارگان طراحی شده است ذخیره می‌گردد. به عنوان نمونه در مثال زیر اطلاعات ذخیره شده دو دانش‌آموز در جدول اطلاعات دانش‌آموزان را مشاهده می‌کنید:

معدل کلمقطع تحصیلیسننام خانوادگینام
18.33 دوم دبیرستان 16 قلی‌زاده علیرضا
17.54 دوم دبیرستان 15 تبریزی آرمان

در این جدول پنج نوع داده وجود دارد که سه تای آنها (نام، نام خانوادگی و مقطع تحصیلی) از نوع رشته و دو تای دیگر از نوع داده عددی هستند.

کاربردهای پایگاه داده

انواع پایگاه داده

پایگاه داده رابطه ای (Relational)

یکی از معروف‌ترین، قدیمی‌ترین و پرکاربردترین نوع پایگاه داده، پایگاه داده رابطه ای است. در این پایگاه داده، از جدول‌ها (Table) استفاده می‌شود تا بتوان داده ها را سازماندهی کرد و از راه‌های مختلف بتوان به آنها دسترسی داشت. داده ها در دسته‌ها و نوع‌های از پیش‌تعریف شده‌ای (Category) درون این جداول قرار می‌گیرند. جدول‌ها شامل ستون‌هایی (Columns) می‌باشند که هر ستون یک نوع دسته‌بندی خاص دارد. همچنین داده ها نیز در سطرهای (Row) این جدول ذخیره می‌شوند. به عنوان مثال جدول یا Table مربوط به مشخصات افراد می‌تواند شامل ستون‌های نام، نام خانوادگی از نوع رشته (String) و سن از نوع عددی (Number) باشد. نمونه این نوع پایگاه داده را قبل‌تر در مثال دانش‌آموزان بررسی کردیم. پایگاه داده رابطه ای از SQL استفاده می‌کند. همچنین سیستم مدیریت پایگاه داده رابطه ای، RDBMS که مخفف Relational Database Management System است نام دارد. عملیات مربوط به پرس‌وجو یا کوئری (Query) از پایگاه داده، ذخیره، مدیریت و استخراج داده ها به وسیله ی RDBMS انجام می‌شود.

مزایای پایگاه داده رابطه ای

معایب پایگاه داده رابطه ای

پایگاه داده توزیع شده (Distributed)

پایگاه داده های توزیع شده در یک مکان فیزیکی قرار ندارند، بلکه در سیستم‌های مختلفی قرار گرفته‌اند و توسط ارگان‌های مختلف مدیریت می‌شوند. بنابراین ذخیره فایل‌ها و رکورها نیز در مکان‌های مختلفی صورت می‌پذیرد. همچنین پردازش داده های ذخیره شده به صورت متمرکز نمی‌باشد و توزیع شده است. سیستم‌هایی که این نوع دیتابیس را پیاده‌سازی و مدیریت می‌کنند، هم می‌توانند از سخت‌افزارهای یکسان استفاده کرده باشند و نرم‌افزارهای یکسانی را اجرا کنند، و هم می‌توانند کاملا متفاوت از یکدیگر باشند.

پایگاه داده NoSQL

به طور کلی، این پایگاه داده برخلاف پایگاه داده رابطه ای، از نظم و ساختاری پیروی نمی‌کند. بنابراین برای داده های بزرگ و حجیم مانند سرویس‌های مجازی در فضای ابری، داده های Track شده توسط هوش مصنوعی و بسیاری از موارد دیگر، استفاده از پایگاه داده NoSQL می‌تواند گزینه بهتری باشد. پایگاه داده NoSQL به جای ذخیره داده ها در جدول‌ها و سطرها، معمولا آنها را در قالب فایل های JSON به صورت کلید-مقدار یا Key-Value ذخیره می‌کند. در نهایت اینکه به این نوع پایگاه داده به اصطلاح پایگاه داده غیر رابطه ای یا No-Relational نیز می‌گویند.

مزایای پایگاه داده NoSQL

معایب پایگاه داده NoSQL

پایگاه داده های ابری (Cloud)

این پایگاه داده در نوع‌های مختلف عمومی، خصوصی و ترکیبی ساخته شده‌اند و به طور معمول کاربران با توجه به فضایی ذخیره‌سازی مورد نیاز، مبلغی را می‌پردازند تا از این پایگاه داده ها استفاده کنند.

پایگاه داده گراف (Graph)

این پایگاه داده، نوعی پایگاه داده NoSQL است که عملیات مربوط به ارتباط داده ها، ذخیره سازی و استخراج داده ها را از طریق تئوری‌های گراف انجام می‌دهد. از این پایگاه داده معمولا وقتی استفاده می‌شود که بخواهیم داده ها را تجزیه و تحلیل کنیم مانند تعامل کاربران در یک برنامه فضای مجازی. پایگاه داده های دیگری نیز وجود دارند که هرچند از شهرت کمتری برخوردارند اما در بعضی صنعت‌ها از آنها استفاده می‌شود مانند پایگاه داده شی گرا (Object-Oriented)برنامه نویسی شی گرا چیست؟ شی گرایی چیست؟برنامه نویسی شی گرا چیست؟ شی گرایی چیست؟این صفحه عالی به معرفی برنامه نویسی شی گرا پرداخته و توضیح داده شی گرایی یا همان object oriented یا OPP چیست؟ همچنین مزایای برنامه نویسی شی گرا را بیان کرده، پایگاه داده شبکه ای، پایگاه داده سلسه مراتبی و غیره.

محبوب ترین پایگاه های داده

معروف‌ترین و پراستفاده‌ترین پایگاه داده های رابطه ای که در بزرگترین شرکت‌های دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرند در لیست زیر آمده است:

همچنین لیست زیر معروف‌ترین پایگاه داده های NoSQL که امروزه به‌وفور از آنها استفاده می‌شود را نشان می‌دهد:

محبوب ترین پایگاه داده های رابطه ای و غیر رابطه ای (NoSQL)

سیستم مدیریت پایگاه داده

سیستم های مدیریت پایگاه داده (Database Management System) که اصطلاحا به آن DBMS می‌گویند، مجموعه نرم‌افزاری هستند (نرم‌افزارهای پایگاه داده) که برای ذخیره، بازیابی و اجرای پرس‌وجو یا کوئری بر روی داده ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. در واقع DBMSها نقش یک واسط نرم‌افزاری بین کاربران و دیتابیس را دارند. عملیات ایجاد کردن، به‌روزرسانی کردن، حذف کردن، نمایش، ویرایش و... توسط سیستم های مدیریت پایگاه داده صورت می‌پذیرد، همچنین فراهم کردن امنیت اطلاعات و کنترل یکپارچه بودن داده ها نیز از وظایف دیگر DBMS است. در نهایت اینکه مدیر پایگاه داده یا DBA با استفاده از DBMS می‌تواند به مانیتور کردن کارکرد پایگاه داده و تعریف دسترسی‌هایی در سطوح مختلف برای کاربران بپردازد.

مزایای DBMS

معایب DBMS

اجزای اصلی پایگاه داده

در حالی که دیتابیس های مختلف از اسکیماها، ساختار داده ای و داده های متفاوتی استفاده می‌کنند، اما تمامی آنها از 5 جزء اصلی تشکیل شده‌اند:

تاریخچه پایگاه داده

اولین بار در سال 1968، پایگاه داده مبتنی بر فایل (File-Based) ساخته شد. در این پایگاه داده ها، داده ها در فایل‌های سطحی یا Flat-File ذخیره می‌شدند. این روش مزایای مختلفی داشت، به عنوان مثال از راه‌های مختلفی مانند دسترسی تصادفی، دسترسی متوالی، Index یا اندیس‌گذاری امکان دسترسی به داده ها وجود داشت. از معایب این پایگاه داده ها، نیازمندی آنها به زبان‌های برنامه نویسی مثل COBOL و BASIC بود. در سال های 1968 تا 1980، پایگاه داده های سلسه مراتبی یا Hierarchal مورد استفاده قرار گرفتند. در این مدل، فایل‌ها با رویکرد والد/فرزند یا Parent/Child مرتبط می‌شدند. تصویر زیر یک نمونه خلاصه شده از این مورد است، دایره‌ها نماد شی‌ها (Object) هستند. همانند پایگاه داده های فایلی، این رویکرد پایگاه داده ای نیز معایبی داشت، مانند پیاده‌سازی سخت، عدم ساختار مسقل، سخت بودن مدیریت رابطه های چند به چند یا Many-Many و غیره.

نمونه ساختار پایگاه داده ی سلسله مراتبی

بعد از پایگاه داده های سلسله مراتبی، مدل شبکه‌ای بوجود آمد. چارلز باخمن (Charles Bachman) که اولین سازنده DBMS است، سیستمی با نام IDS یا Integrated Data Store ارائه داد. هرچند که این سیستم در 1960 ساخته شد اما تا سال 1971 هیچ استانداردسازی‌ای صورت نگرفت. در این مدل، رابطه فایل‌ها به صورت مالک و اعضا یا Owners و Members برقرار بود. از سال 1970 تاکنون، بحث پایگاه داده های رابطه ای مطرح است. در سال 1970، مدل پایگاه داده رابطه ای توسط ادگار کاد (E.F Codd) ارائه شد.

جمع‌بندی

مبحث پایگاه داده، مبحث بسیار گسترده‌ای است که برای تسلط بر آن نیازمند سالیان سال مطالعه و تجربه است. با این حال که بیش از 55 سال از ساخت اولین پایگاه داده می‌گذرد، اما هنوز یکی از مباحث داغ برای تحقیق است. در این مقاله به طور خلاصه به چیستی پایگاه داده و انواع آنها پرداختیم. همچنین مزایا و معایب روش های مختلف ذخیره سازی داده را مورد بررسی قرار دادیم.

پایگاه داده چیست؟

یک پایگاه داده یا دیتابیس (Database) محلی برای ذخیره داده ها به طور ساختاریافته و منظم است. داده ها معمولا به صورت الکترونیکی درون یک سیستم کامپیوتری ذخیره می‌شوند.

معروف ترین انواع پایگاه داده کدام‌ها هستند؟

به طور کلی پایگاه داده Relational مانند MySQL و SQL Server و NoSQL مانند MongoDB از معروف‌ترین پایگاه داده هایی هستند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. در کنار آنها پایگاه داده های ابری، سلسله مراتبی، گرافی، شبکه‌ای و شی گرا وجود دارند که در موارد مختلفی استفاده می‌شوند.

سیستم مدیریت پایگاه داده یا DBMS چیست؟

DBMS یا Database Management Systemها در واقع نرم‌افزارهایی برای مدیریت پایگاه داده هستند. این نرم‌افزارها واسطی بین کاربران و پایگاه داده هستند و کارهایی از قبیل ایجاد، حذف، پرس‌وجو، ذخیره و کنترل داده ها توسط این DBMSها انجام می‌شوند.

امتیازدهی5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15.00 امتیاز (5 رای)
اشتراک
بارگذاری نظرات
تلگرام اینستاگرام تماس با پشتیبانی: 09378555200 تماس با پشتیبانی: 09378555200